《安全技术》之空压机安全运行的技术保障 VIP专享VIP免费

空压机安全运行的技术保障空压机担负着全矿风动机械的动力供给任务，同时它又是一种能耗较大的设备。但是，在空压机的运行过程中，往往由于冷却换热效果不好，导致空压机实际运行时间较短，机器停车与启动频繁，无法达到高效安全运行的要求。近年来，随着煤矿生产任务的加重以及空压机服务年限的延长，矿用空压机系统时常发生重大事故，如徐州某矿4#机组的Ⅱ级气缸排气室爆炸、恩口煤矿一号井的空压机积碳爆炸事故等，造成人员伤亡及重大经济损失。1空压机故障原因分析1.1故障类型空压机主要有以下6种故障类型：①排气量不足；②压力不正常；③不能启动；④温度异常；⑤燃烧；⑥爆炸。其中第①、②种情况是由于零件磨损导致空压机各配合间隙的变化而引起的。第③种情况主要是由于空压机的监探装置失灵而引起的。第④种情况主要是冷却系统故障导致的，而温度异常又是引起机组燃烧或爆炸的直接原因。本文将④、⑤、⑥3种情况综合在一起加以讨论。1.2故障原因引起空压机故障的原因很多，既有设计制造上的原因，也有操作维护及管理上的原因。本文将着重讨论引起空压机温度异常、燃烧及爆炸的原因。1.2.1空气进入冷却系统空气进入冷却系统将引起空压机故障。空压机运行时若有空气串入冷却水系统中，将使空压机因冷却不良，温度升高而引发事故。1.2.2冷却系统结垢冷却系统结垢将引起空压机故障。冷却系统结垢，使冷却水不能有效地与气缸进行换热，导致气缸运行温度升高而引发事故。据调查，造成空压机冷却效果不好的原因，一是冷却系统的结构存在着设计制造的缺陷；二是冷却水质差，硬度高且存在杂质，结垢也是不可避免的。这是因为冷却水在运行过程中，当经过换热器时，重碳酸根分解失去平衡，碳酸根离子浓度增加，与水中钙离子生成碳酸钙。碳酸钙的溶解度较低，在设备受热表面沉积，形成水垢。由于水垢的导热系数低（仅为钢材的4.0%左右），随着垢层的加厚，冷却水管的水流通径变小，造成空压机冷却水与气缸体之间的换热效率大大降低，进一步加剧垢层的生长。而空压机冷却系统一旦结垢将会严重威胁空压机的安全运行，首先，垢层部分会形成贫氧区，与冷却系统中的金属产生氧浓差电池效应，引起电化学腐蚀；其次，垢层内部造成嫌氧条件，给硫酸盐还原菌创造生长条件，并加速垢层的生长。垢层的存在将影响空压机效率的提高，造成空压机能耗的增加，严重者将引起空压机着火、爆炸等重大事故，造成人员伤亡及巨大经济损失。1.2.3机组系统积碳机组系统积碳将引起空压机故障。维护良好的空压机组只形成轻微的积碳，轻微的积碳不会影响空压机的安全运行。严重的积碳在高温状态下将导致空压机着火燃烧，甚至爆炸。积碳的形成主要与以下因素有关。（1）机房附近空气不干净和空气过滤不合要求。（2）润滑油供给过量，则易形成积碳。（3）供气系统存在铁或氧化微粒等催化剂，加速润滑油的氧化。（4）空压机在运行过程的污水污油沉积在后冷却器及储气罐底部，由于排放不及时，污油被高温蒸发，也易形成积碳。（5）冷却系统工作异常，冷却管路、冷却器、气缸水套结垢，冷却效果差，气缸高温运行引起润滑油温度过高，形成积碳。由于积碳本身易燃易爆，此时若遇积碳自燃、油质劣化闪点降低、排气管或气缸等温度过高或受机械冲击、气流中硬质颗粒在运动中冲击或碰撞、静电积聚等，都能引起空压机系统燃烧，甚至爆炸。2技术措施2.1避免空气进入冷却系统为防止空气进入冷却系统，可在冷却水出水管线上安装一个水表外壳，一时有空气串入冷却系统，就会在表镜上看到许多气泡，以便及时发现故障，并进行处理。2.2避免冷却系统结垢冷却系统结垢是空压机故障的主要原因。为了解决这一问题，国内外许多学者进行了大量的研究工作，并取得了一些研究成果。主要是：（1）加强冷却水水质的监控与管理。（2）对冷却器进行技术改造。有资料表明，使用铜制波纹管冷却器芯效果较好。（3）定期对空压机进行清洗（除垢）。除垢方法包括是机械除垢法和化学除垢法很难清除干净，所以，目前的除垢方法以化学垢法为主。2.3避免形成积碳为了防止积碳的形成，应采取以下技术措施：（1）改善机房周围的环境，保持空气干净清洁。（2...