一、壓縮機油與著(zhù)火爆炸問(wèn)題
根據壓縮機裝置著(zhù)火與爆炸原因的分析,最危險的因素是油積碳沉淀的自燃。油積碳沉淀物不僅可以促使可燃性混合物自燃,而且使油從沉淀物中蒸發(fā),又不斷形成可燃性的烴類(lèi)混合物。因此使含有氣、液兩相潤滑油的壓縮空氣具有產(chǎn)生爆炸的條件。
潤滑油在壓縮機的氣缸和管道裝置內的動(dòng)態(tài)特性,很大程度上取決于潤滑油的質(zhì)量。因此正確選擇潤滑油對壓縮機的正常運轉具有重要意義。
一味追求采用閃點(diǎn)高的潤滑油是錯誤的,因為閃點(diǎn)與自燃溫度彼此之間并無(wú)關(guān)系。壓縮空氣的溫度通常不會(huì )高于180-200℃,在這樣的條件下潤滑油蒸汽或積碳沉淀物不一定會(huì )發(fā)生自燃。閃點(diǎn)決定于有爆炸危險的油蒸汽壓力,即燃油的物理性質(zhì);燃油的著(zhù)火和自燃溫度則取決于它的熱穩定性。對于化學(xué)結構相同的烴類(lèi),復雜分子物質(zhì)的沸點(diǎn)高于簡(jiǎn)單分子物質(zhì),蒸汽壓力則前者低于后者,或者說(shuō)前者閃點(diǎn)高于后者。但是隨著(zhù)分子結構的復雜化,其熱穩定性和燃溫度均要降低。
閃點(diǎn)高的潤滑油容易產(chǎn)生較多的積碳,閃點(diǎn)較低時(shí)不僅積碳少而且穩定。在難以預測壓縮機中潤滑的動(dòng)態(tài)特性和某種工藝工況下形成積碳的情況下,應特別注意使積碳層最小。因此不要使用閃點(diǎn)太高的潤滑油。
根據對油的氧化速率及化學(xué)成分的研究,環(huán)烷基油的積碳比常用的石蠟基油少。為了延緩氧化過(guò)程和減少積碳,在壓縮機油中增加抗氧化的添加劑是有效的。常用的抗氧化添加劑有酚類(lèi)化合物和芳氨類(lèi)有機硫化物等。
從形成油積碳沉淀的觀(guān)點(diǎn),壓縮機潤滑油最本質(zhì)的特性,是與餾分有關(guān)的蒸發(fā)性能和粘度。較好的潤滑油不應含有低粘度及高粘度的寬餾分,而應是一種均質(zhì)的窄餾分。因為氣缸內的熱作用非常強烈,所以希望注入氣缸的潤滑油在瞬間完成潤滑氣缸的摩擦表面后,迅速離開(kāi)氣缸。否則便會(huì )因溫度的作用,使潤滑油過(guò)度氧化,從而導致積碳的增加。這樣就要求氣缸內的潤滑油迅速蒸發(fā),并隨氣流一起帶至壓縮機裝置中的冷區。
在空氣流中,油的液體餾分移動(dòng)過(guò)程及在該過(guò)程中的蒸發(fā)作用,均受到油的粘度影響。粘度越大,蒸發(fā)溫度越高。換而言之,粘度越大,油在壓縮機裝置中的熱區滯留時(shí)間越長(cháng),積碳沉淀物就越多。
二、防止著(zhù)火與爆炸的措施
徹底解決壓縮機中潤滑油的安全問(wèn)題,是完全消除系統內的可燃物質(zhì),即采用無(wú)油潤滑壓縮機。由于受到成本、使用壽命及運轉可*性的限制,在某些使用場(chǎng)合使用無(wú)油潤滑壓縮機既不經(jīng)濟也不合理。在有油潤滑的壓縮機中如何解決潤滑油的安全問(wèn)題,這就必須尋找另外的途徑。
對于氣缸采用潤滑油潤滑的壓縮機裝置中,保證其安全運轉的措施是:
?。?)改善油的物理化學(xué)性質(zhì)
在保證氣缸與活塞組件正常的摩擦與磨損的條件下,即使閃點(diǎn)低一點(diǎn)也要使用熱穩定性較好和粘度較低的潤滑油。
在潤滑油的煉制過(guò)程中,因保證油中具有適量的瀝青芳香族組分,以防止潤滑油的氧化。
在潤滑油中加入防止氧化和積碳沉淀的添加劑。
?。?)改善油的工作條件
應盡可能地降低壓縮機氣缸中的工作溫度,限制高溫對潤滑油作用的區域和時(shí)間。
采用高質(zhì)量的潤滑油,工作溫度不高于150℃或者低于潤滑油閃點(diǎn)28℃時(shí),可以認為能保證壓縮機的安全運轉。但限制氣缸溫度并不能保證絕對安全,這是因為即使對同樣的壓縮機,在正常溫度下也有可能出現局部過(guò)熱。在一定條件,油積碳沉淀物吸收潤滑油后發(fā)生的氧化反應屬于放熱反應。其本身就成為溫度升高的燃燒源,并且與氣缸內的溫度無(wú)直接關(guān)系。
避免潤滑油在壓縮空氣流通區域內的聚集非常重要。如果積碳和鐵銹浸入潤滑油,則會(huì )強烈地阻止潤滑油的流通。用不銹鋼材料或者管道內表面涂以特殊涂層,管道的熱區就難以形成油積碳沉淀物。
正常選擇潤滑油耗量,能大大減少油積碳沉淀物。據有關(guān)資料表明如果潤滑油的耗量減少一半,油積碳沉淀物就可以降至原來(lái)的1/20-1/30。一般說(shuō)來(lái)壓縮機制造廠(chǎng)規定的氣缸潤滑油耗量均偏高,所以在通常情況下可以通過(guò)運轉試驗來(lái)確定潤滑油的耗量。
為減少管道內的油積碳沉淀物,冷卻器應盡量*近氣缸安裝。在壓縮機后面應考慮設置高效的油氣分離器。在壓縮空氣管路系統中,應避免促使油蒸汽或積碳聚集的結構缺陷,如容器中的死區、盲管及管道直徑的突然變化處。
?。?)排除油積碳沉淀物
完全避免油的氧化和分解是不可能的。因此應適時(shí)和定期地清除壓縮空氣系統中的老化的潤滑油及其分解物。容器進(jìn)行吹除時(shí),除吹除油水乳濁液或壓縮冷凝液外,另一個(gè)作用是對容器的死區進(jìn)行通風(fēng)凈化。
我國《固定式空氣壓縮機安全規則和操作規程》規定:有油潤滑空氣壓縮機的任何積碳應定期予以有效清除。對于一般動(dòng)力用空氣壓縮機,
