江西有色金属  2003, Vol. 17 Issue (2): 41-42
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金属矿山与积炭有关的空气压缩机爆炸事故分析及预防[PDF全文]
卢徐节     
华中科技大学, 湖北武汉 430074
摘要:分析了金属矿山与积炭有关的空气压缩机系统爆炸事故的原因, 提出了预防措施。
关键词金属矿山    空气压缩机    积炭    氧化    爆炸    预防    
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0 引言

空气压缩机是金属矿山的重要动力设备之一。近年来, 金属矿山的开采深度不断增加, 地面空气压缩机站向井下供气的管路过长, 因此将压缩机站移到井下的情况也越来越多。空气压缩机能否安全供气, 不仅仅是保证生产建设正常进行的问题, 而且是关系到整个矿井安全的重大问题。因此, 总结金属矿山已发生的空气压缩机供气的事故, 分析原因, 提出预防措施, 是非常有必要的。

笔者一直从事金属矿山采掘一线的技术工作, 参与一些压缩机爆炸事故的分析, 总结出压缩机供气系统事故有以下几种情况:

与润滑油有关的爆炸事故;

风包爆炸事故;

管道振动引起的爆炸事故;

机械事故。

其中, 与润滑油有关的爆炸事故占绝大多数。与润滑油有关的爆炸事故原因又可分为与积炭有关的爆炸事故和与积炭无关的爆炸事故。本文拟就与积炭有关的爆炸事故原因及预防措施作一探讨。

1 原因分析

与积炭有关的爆炸事故分析树如图 1

图 1 与积炭有关的压缩机系统爆炸事故树

1.1 积炭的形成

气缸、排气管、风包及分离器中, 伴随气流的润滑油在热空气作用下氧化而形成碳化物, 这种碳化物逐渐增多就成为积炭。它由固态含氧、碳氢化物及杂质(金属粉末、碳渣、灰尘)组成。形成积炭的因素有:

油质不好;

不注意保养;

给油量过度;

空气过滤不好;

设备温度过高;

另外存在有氧化剂(铁和氧化铁的微粒)也会加速氧化, 助长积炭的形成。

1.2 积炭的燃烧

积炭是含油达30%的易燃物, 当温度达350℃以上时会着火燃烧, 以下几种情况可能产生这样的高温:

机械冲击而产生的火花;

硬颗粒在运动时发生冲击;

静电放电发生火花;

环境温度的影响, 由空气压缩机运转不正常导致排气温度过高以及积炭氧化产生的热量。

1.3 积炭燃烧转化为爆炸

积炭燃烧使积炭中的油迅速汽化, 当产生可燃性碳化氢为主体的气体在空气中达到爆炸浓度(1kg空气含30~40mg)就能使燃烧转化为爆炸。浓度过高或过低都会抑制爆炸, 这就是发生爆炸不多的原因, 然而我们必须意识到这种潜在的危险。积炭所引起的爆炸部位很多, 有气缸爆炸, 有风包爆炸, 有排气管爆炸, 也有气缸、风包、管路同时爆炸的。气缸与风包离压缩机近的容易形成积炭, 温度也高, 比较容易爆炸, 尤其应加强这些设备的管理与维护。

2 预防措施

(1) 合理选用润滑油。选用的压缩机油, 其闪亮点、粒度、抗热氧化能力及热氧化安全性应符合规定。同时应加强压缩机油的管理, 注意保管, 防止掺杂与混乱, 应专桶专用, 有明显标志, 避免滥用现象的发生。

(2) 润滑油用量要适当, 不要过量或不足, 应按设备操作手册执行。

(3) 控制排气温度。温度对润滑油的氧化速度影响很大, 《煤矿安全规程》第404条规定:单缸排气温度不得超过190℃, 双缸不超过160℃。对各级排气温度应装设保护装置。在超温时应有自动防护系统。温度过高应立即采取措施。

(4) 在井下建空压机站应尽可能选择周围环境清洁的地方。灰尘不仅加速积炭的形成, 而且还加速机器的磨损, 缩短设备的使用寿命。因此, 对气缸、气阀以及易受污损的地方应按规定每月清洗一次, 检查和清扫的周期应使积炭灰层厚度不超过技术手册的标准。

(5) 要设有安全保护装置, 要有防止超温、超压、断水的保护装置, 且灵活可靠。

(6) 淘汰老旧型的单缸空压机。老式设备压缩比大, 排气温度高, 安全装置不全, 易诱发安全事故。

(7) 提高填料箱的密封作用, 避免曲轴箱内的机油漏入气缸, 以降低积炭的形成。

3 结束语

空气压缩机系统的爆炸原因很多也很复杂, 其中, 与积炭形成有关的爆炸事故占主要部分。因此, 应加强对设备的管理和维护, 制定可操作性的管理措施, 同时加强设备维护人员的责任心, 提高他们的技术素质, 勤清扫勤检查, 发现问题, 立即处理。相信与积炭有关的事故是可以预防和杜绝的。