1、空压机风包爆炸的原因分析及预防措施
空压机是煤矿重要动力设备之一,专为各种风动机械及风动工具提供动力源,如风镐、风钻、混凝土喷射机、锻钎机、空气锤等。2021 年8 月29 日李村煤矿使用的活塞式4L -20/8 型空压机发生了风包爆炸事故。
1 空压机风包爆炸事故的原因分析
1. 1 风包缺陷造成空压机风包爆炸的根本原因是风包内风压超过风包的强度,矿用空压机风包的额定压力一般为0. 8MPa。假设风包局部存在缺陷,如壁厚不均匀、存在气孔和裂痕、材质差、锈蚀严重等,则风包强度已达不到标准的要求。无论风包仍在额定压力下工作,可仍然会发生爆炸。
1. 2 风包超压风包内气体
2、额定压力是由压力调节器和安全阀来确定的。一旦出现故障,如压力调节器操作失误或其中的卸荷阀管道等零部件出现故障、安全阀失灵、风包内气体压力急剧上升,超过风包的强度极限时,就会发生爆炸。
1. 3 积碳燃烧空压机的气缸、排气管、阀门、风包及分开器中,伴随气流的润滑油,在热空气的作用下氧化而形成碳化物,这种碳化物逐渐增多就成为积碳,具有易燃性。它是由固态氧、碳氢化合物及杂质(金属粉末、碳渣、灰尘) 组成。积碳的形成除了与油的质量不好、没有定期清扫有关外,还与给油量过度、空气过滤不好和高温有关。积碳因机械冲击、硬颗粒在运动时发生的冲击以及静电放电等产生的火花,或者因环境温度及空压机二级排气温度过
3、高,达到自燃温度,就会着火燃烧,使积碳中的油迅速汽化。当产生可燃性碳化氢为主体的气体在空气中达到爆炸的浓度时,就使燃烧转为爆炸。
1. 4 管道振动往复式空压机由于吸排气过程具有间歇性,因而管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化。这种脉动气流通过管道的弯管、阀门或异径管时,会产生激振力,引起管路振动,脉动压力的不均匀越大,振动也越大;输送压气的压力越高、管道的直径越大,激振力也越大;脉动气流引起管路振动的频率,假设与管道结构系统的固有频率相同或相近,会引起管道机构共振,即使激振力不大,管道的振动也会特别激烈。管道振动的结果是使管与管之间或管与风包、阀门、冷却器之间的连续部位经受反复的
4、振动应力,使管路系统受到附加疲惫载荷,会出现松动以致开裂现象,轻则产生泄露,重则引起爆炸。
2 空压机风包爆炸事故的预防措施
2. 1 风包缺陷的预防措施(1) 风包是压力容器之一,风包的大修、改造必必须按照压力容器的管理办法,只有持有许可证的单位才能进行,如无损检测的合格证书等。(2) 风包按照质量标准进行检验并定期清扫,不合标准坚决不用。新安装或修理后的风包必必须进行有关的试验。
2. 2 风包超压的预防措施(1) 设立风包内压力保护装置,一旦超压能自动断电。(2) 压力调节器、安全阀必必须经过正确调整,保证灵活好用。(3) 操作维护人员必必须按安全知识规程的有关规定对空
5、压机进行操作和修理。
2. 3 积碳的预防措施(1) 合理选用润滑油,使其闪点、粘度、抗氧化能力及热氧化安定性等性能符合规定。(2) 润滑油用量要适当。不要过量或不够,应遵照设备技术文件执行。(3) 控制排气温度。①强化空压机冷却系统的改造和管理,合理选用冷却水水质、及时清除冷却器管壁和缸冷却水腔壁的结垢,控制冷却水的进出温差不大于10 ℃; ②降低管路、风包内的气体温度并强化检修、改造配件质量,保证气阀不漏气,防止气体循环压缩,如配备后冷却器; ③设立各级排气温度、风包内气体温度、泠却水温度的保护装置,在超温时能自动切断电源。(4) 强化吸气过滤,防止吸入的气体灰尘多和含有硬颗粒;强化风包的清扫,防止积碳层过厚;提升填料箱的密封作用,防止曲轴箱内的机油漏入气缸,进入风包。
2. 4 管道振动的预防措施(1) 制定或安装压气管道时,应尽量减少弯管、阀门和异径管,或者使弯曲的曲率半径大一些,以减小激振力。(2) 对已经产生振动的管道,要在距空气压缩机很近的地方加设缓冲器,风包也是一种缓冲器。如容积不够大,则应适当加大,以减小脉动压力的不均匀度。(3) 如发现某段管道振动激烈,可用木楔卡紧管道的某
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