由于空氣壓縮機(jī)采用壓縮機(jī)油作潤(rùn)滑油，壓縮機(jī)油隨壓縮機(jī)壓氣過(guò)程，沿著整個(gè)排汽通道形成油沉積物，這個(gè)沉積物稱之為積碳。它在一定條件下能發(fā)生自燃，從而導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)裝置爆炸。汽缸、汽閥室、管路、冷卻器和儲(chǔ)氣罐等有積碳的地方都有可能發(fā)生爆炸。
    一、空氣壓縮機(jī)爆炸原因分析
    1 空氣壓縮機(jī)爆炸原因
    壓縮機(jī)油在氣缸內(nèi)受高溫高壓作用，發(fā)生蒸發(fā)、分餾和氧化形成酸瀝青和其它一些化合物。這些物質(zhì)在缸體內(nèi)形成變質(zhì)的油霧，并和空氣中的灰塵、磨損的金屬?；旌显谝黄鸲又?。這些變質(zhì)和加重的壓縮機(jī)油被排出氣缸后，就在排氣通路經(jīng)過(guò)的各個(gè)部位器壁上形成沉積物－積碳。正常情況下，所產(chǎn)生的熱量被空氣壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)帶走，達(dá)到熱平衡，不會(huì)產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。當(dāng)空氣壓縮機(jī)工作壓力或溫度急劇增高，沉積物達(dá)到一定厚度時(shí)，將打破散熱平衡而造成沉積物自動(dòng)加熱，在排氣系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到自燃，導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的爆炸。
    2 誘發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸的主要因素
    1)若壓縮空氣的溫度超過(guò)某一個(gè)極限值時(shí)，將會(huì)促成沉積物加速氧化自動(dòng)加熱，以致引起自燃。這個(gè)極限值是個(gè)變值，與沉積物的厚度密切相關(guān)。因此，促發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸的主要因素是空氣壓縮機(jī)的溫度。
    2)沉積物的厚度直接影響其自燃溫度極限值。也就是說(shuō)，如果排氣溫度不增加而沉積物厚度不斷增加，將會(huì)降低沉積物自燃溫度界限而發(fā)生自燃。沉積物越厚，自燃極限溫度越低；沉積物越薄，自燃極限溫度越高。如沉積物的厚度為1mm時(shí)，極限自燃溫度為160℃。因而，沉積物的厚度是促發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸的又一因素。一礦空壓機(jī)幾次發(fā)生的釋壓閥和后冷卻器爆炸事故，經(jīng)事后分析推算，中間冷卻器爆炸點(diǎn)沉積物厚度大于2mm ，極限自燃溫度在150℃。后風(fēng)包爆炸點(diǎn)的沉積物厚度大于3mm ，極限自燃溫度在115℃。
    3)當(dāng)壓縮空氣的流速降低時(shí)，將會(huì)使這里的壓縮空氣溫度升高，對(duì)于多臺(tái)空氣壓縮機(jī)組成的壓風(fēng)系統(tǒng)，這種現(xiàn)象最容易發(fā)生。另外，壓縮空氣流速降低時(shí)也會(huì)使沉積物自燃溫度界限下降。所以，二級(jí)排氣缸至儲(chǔ)氣罐一段是最敏感地域，冷卻器和儲(chǔ)氣罐最容易發(fā)生爆炸。如果排氣總管內(nèi)積碳相當(dāng)厚，在空氣壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或進(jìn)行工況調(diào)節(jié)時(shí)，這時(shí)的流速突然下降或降至為零，極易發(fā)生沉積物自燃爆炸的危險(xiǎn)?？諝鈮嚎s機(jī)爆炸的時(shí)間最容易發(fā)生在礦井負(fù)荷降低的時(shí)間內(nèi)。交接班時(shí)間是空氣壓縮機(jī)爆炸的危險(xiǎn)時(shí)間段。
    4)由于吸入空氣溫度增加后，在壓縮過(guò)程中產(chǎn)生大量過(guò)熱水蒸氣，疏松的沉積物大量吸附過(guò)熱水蒸氣并散出熱量，使排氣溫度升高而造成沉積物自燃。雨天和霧天也易發(fā)生空氣壓縮機(jī)爆炸。
    5)在空氣壓縮機(jī)開(kāi)始卸荷的瞬間，二級(jí)吸氣閥動(dòng)作時(shí)間比一級(jí)吸氣閥滯后1.5－2s，仍處在正常工作狀態(tài)，造成二級(jí)排氣溫度急劇升高；當(dāng)卸荷終了開(kāi)始恢復(fù)正常工作時(shí)，被切斷的這段空氣受氣缸與活塞加熱，溫度由常溫升至150℃，吸入高溫、空氣其二級(jí)排氣溫度可達(dá)250℃。因此，頻繁卸荷也可能促發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸。沉積物在自燃后產(chǎn)生大量的一氧化碳，當(dāng)壓縮空氣中含有1.5% －7.5% 的一氧化碳即可發(fā)生爆炸。
    二、 預(yù)防空氣壓縮機(jī)爆炸的主要措施
    1 防止產(chǎn)生積碳的措施
    1)嚴(yán)格控制排氣溫度，雙缸不得超過(guò)160℃。
    2)使用閃點(diǎn)不低于215℃，經(jīng)化驗(yàn)合格的壓縮機(jī)油。壓縮機(jī)油不得與其它潤(rùn)滑油混雜存放。
    3)汽缸、吸排氣閥不許使用普通機(jī)械油。
    4)經(jīng)常清洗排氣閥和閥室。
    5)以定期清理排氣管路、冷卻器芯子和后風(fēng)包。
    6)對(duì)每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的單位運(yùn)行時(shí)間內(nèi)耗油量進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)對(duì)耗油量異常增加要停機(jī)檢查空壓機(jī)的密封情況。
    2 濾風(fēng)器、冷卻器和儲(chǔ)氣罐的安全使用
    
    濾風(fēng)器的功能是清除吸入空氣中的灰塵和雜質(zhì)。當(dāng)含有灰塵和雜質(zhì)的空氣被吸入汽缸后，不但會(huì)造成汽缸鏡面和活塞桿的磨損，同時(shí)由于汽缸內(nèi)的高溫，雜質(zhì)和油混合物易粘附在氣閥、汽缸壁和活塞槽中形成積垢，滯死活塞環(huán)。吸入空氣溫度每提高3℃，空氣壓縮機(jī)效率降低1% 。通常在金屬網(wǎng)濾風(fēng)器上浸錠子油，當(dāng)污濁空氣通過(guò)時(shí)，灰塵和雜質(zhì)經(jīng)網(wǎng)的阻隔，油的吸附作用使之粘在鐵絲網(wǎng)上。清洗濾網(wǎng)用1%－5% 的苛性鈉溶液煮沸清洗。由于活塞式空氣壓縮機(jī)最后一級(jí)排氣溫度達(dá)140－160℃，在此溫度下壓縮空氣中的油質(zhì)、水分均為氣態(tài)，氣態(tài)的油帶到風(fēng)包和管路中將會(huì)形成易燃物，而水蒸氣帶到風(fēng)包和管路中凝結(jié)成水造成水擊，若后風(fēng)包距離空氣壓縮機(jī)較近，溫度不能有效降低，將會(huì)促進(jìn)易燃物的自燃，加劇水沖擊。所有后冷卻器可有效地保護(hù)風(fēng)包。風(fēng)包主要用來(lái)儲(chǔ)存一定量的壓縮空氣，保持供氣平衡，穩(wěn)定壓力波動(dòng)，同時(shí)還可以除去壓縮空氣中的油、水。濾風(fēng)器、冷卻器和儲(chǔ)氣罐累計(jì)運(yùn)行350－400h要進(jìn)行清感洗。
    3 防止空氣壓縮機(jī)爆炸的主要措施
    1)儲(chǔ)氣罐的容積盡良小。
    2)儲(chǔ)氣罐的安裝應(yīng)當(dāng)避開(kāi)共振點(diǎn)。
    3)使用后冷卻器，使儲(chǔ)氣罐的溫度降知100－110℃，則沉積為自燃就可避免。
    4)空壓機(jī)織儲(chǔ)氣罐間的管路必須避免出現(xiàn)急劇擴(kuò)張、突起部分。
    5)使用合格的潤(rùn)滑油，司機(jī)應(yīng)控制好耗油量。
    6)經(jīng)常清洗油水分離器，排法放油水分離器、儲(chǔ)氣罐、冷卻器中的潤(rùn)滑油。
    7)杜絕汽缸內(nèi)串入機(jī)油。
    8)吸入干凈的冷空氣。
    9)冷卻水壓力在0.1－0.15MPa，溫度不高于35℃，入水和回水溫度在6－12℃。
    10)使用軟化處理水。無(wú)條件使用軟化水時(shí)，要盡量少補(bǔ)充冷卻水，做到冷卻水循環(huán)使用不外流。
    11)堅(jiān)持使用超高溫報(bào)警停機(jī)。
    12)對(duì)濾風(fēng)器、管路、風(fēng)包、冷卻器和管網(wǎng)水垢定期清洗。清洗工序?yàn)?% 苛性鈉浸泡8小時(shí)，然后清水沖洗，最后高溫干燥壓風(fēng)吹干。
    13)定期檢修整定安全保護(hù)裝置，對(duì)一級(jí)排氣安全閥定期卸下進(jìn)行整定效驗(yàn)。
    3 總結(jié)
    本文對(duì)空壓機(jī)爆炸原因進(jìn)行分析，描述了燃燒爆炸發(fā)生的機(jī)理及預(yù)防措施。這些措施對(duì)于改善空壓機(jī)運(yùn)行工況, 避免空壓機(jī)燃燒爆炸起到相當(dāng)大的作用。