一、壓縮機油與著火爆炸問題
根據(jù)壓縮機裝置著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(nèi)的動態(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(zhuǎn)具有重要意義。
一味追求采用閃點高的潤滑油是錯誤的,因為閃點與自燃溫度彼此之間并無關(guān)系。壓縮空氣的溫度通常不會高于180-200℃,在這樣的條件下潤滑油蒸汽或積碳沉淀物不一定會發(fā)生自燃。閃點決定于有爆炸危險的油蒸汽壓力,即燃油的物理性質(zhì);燃油的著火和自燃溫度則取決于它的熱穩(wěn)定性。對于化學(xué)結(jié)構(gòu)相同的烴類,復(fù)雜分子物質(zhì)的沸點高于簡單分子物質(zhì),蒸汽壓力則前者低于后者,或者說前者閃點高于后者。但是隨著分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,其熱穩(wěn)定性和燃溫度均要降低。
閃點高的潤滑油容易產(chǎn)生較多的積碳,閃點較低時不僅積碳少而且穩(wěn)定。在難以預(yù)測壓縮機中潤滑的動態(tài)特性和某種工藝工況下形成積碳的情況下,應(yīng)特別注意使積碳層最小。因此不要使用閃點太高的潤滑油。
根據(jù)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化合物和芳氨類有機硫化物等。
從形成油積碳沉淀的觀點,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(yīng)含有低粘度及高粘度的寬餾分,而應(yīng)是一種均質(zhì)的窄餾分。因為氣缸內(nèi)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,迅速離開氣缸。否則便會因溫度的作用,使?jié)櫥瓦^度氧化,從而導(dǎo)致積碳的增加。這樣就要求氣缸內(nèi)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(qū)。
在空氣流中,油的液體餾分移動過程及在該過程中的蒸發(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(qū)滯留時間越長,積碳沉淀物就越多。
二、防止著火與爆炸的措施
徹底解決壓縮機中潤滑油的安全問題,是完全消除系統(tǒng)內(nèi)的可燃物質(zhì),即采用無油潤滑壓縮機。由于受到成本、使用壽命及運轉(zhuǎn)可*性的限制,在某些使用場合使用無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(zhuǎn)的措施是:
(1)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,即使閃點低一點也要使用熱穩(wěn)定性較好和粘度較低的潤滑油。
在潤滑油的煉制過程中,因保證油中具有適量的瀝青芳香族組分,以防止?jié)櫥偷难趸?nbsp;
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(yīng)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(qū)域和時間。
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28℃時,可以認為能保證壓縮機的安全運轉(zhuǎn)。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(xiàn)局部過熱。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(yīng)屬于放熱反應(yīng)。其本身就成為溫度升高的燃燒源,并且與氣缸內(nèi)的溫度無直接關(guān)系。
避免潤滑油在壓縮空氣流通區(qū)域內(nèi)的聚集非常重要。如果積碳和鐵銹浸入潤滑油,則會強烈地阻止?jié)櫥偷牧魍?。用不銹鋼材料或者管道內(nèi)表面涂以特殊涂層,管道的熱區(qū)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(jù)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的1/20-1/30。一般說來壓縮機制造廠規(guī)定的氣缸潤滑油耗量均偏高,所以在通常情況下可以通過運轉(zhuǎn)試驗來確定潤滑油的耗量。
為減少管道內(nèi)的油積碳沉淀物,冷卻器應(yīng)盡量*近氣缸安裝。在壓縮機后面應(yīng)考慮設(shè)置高效的油氣分離器。在壓縮空氣管路系統(tǒng)中,應(yīng)避免促使油蒸汽或積碳聚集的結(jié)構(gòu)缺陷,如容器中的死區(qū)、盲管及管道直徑的突然變化處。
(3)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(yīng)適時和定期地清除壓縮空氣系統(tǒng)中的老化的潤滑油及其分解物。容器進行吹除時,除吹除油水乳濁液或壓縮冷凝液外,另一個作用是對容器的死區(qū)進行通風(fēng)凈化。
我國《固定式空氣壓縮機安全規(guī)則和操作規(guī)程》規(guī)定:有油潤滑空氣壓縮機的任何積碳應(yīng)定期予以有效清除。對于一般動力用空氣壓縮機,