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积炭自燃的机理和油爆炸的起因
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——摘自GB/T10892附录C
C1 油与空气接触易发生氧化反应,氧化反应的速度随着温度、氧的分压力、起催化剂作用的铁或氧化铁的微粒的增加而增加。氧化反应会提高油的粘度,如果油在热区停留的时间充分,就可能在压缩机排气系统形成积炭,这些积炭继续氧化,由于氧化反应产生放热现象,因此,就存在着自燃的必要条件。
C2 实际上,氧化反应产生的热一方面被积炭层上面的空气流冷却并带走,另一方面通过积炭层传给所处的金属壁带走。当不能及时带走氧化反应产生的热量,积炭层的温度就升高,在特殊情况下,会达到积炭层自燃的温度,而产生足够大的热量削弱或熔化压力系统内的金属,虽然不发生真正的爆炸,但这种器壁的突然损坏会被误认为爆炸。
C3 研究表明,引起油着火,必须具有一定厚度的积炭层,周围温度要在+150℃和一定的限制热量通过积炭层传导的孔隙度(常称作干燥度)。在这些条件下,当积炭层上面流动的压缩空气过多地减少,引起散热速度降低时就会起火,这种情况会在吃饭、休息、换班或当压缩机处在无负荷运行时发生,或者当空气流动情况不变,而积炭层产生的热量使其内部的温度高于自燃温度的情况下也会发生着火现象。
C4 危险的积炭层临界厚度随每台压缩机空气的压力和温度、沉积物中杂质微粒、沉积物实际位置和压缩机运行条件的不同而改变。因此,积炭层安全厚度将随压缩机的不同而改变。在第23.13条中给出一些推荐的数值(见附表)
C5 有时,压力系统中的油着火会导致油蒸汽或油雾的爆炸,实际上这种情况很少见。这种情况出现必定是空气对气化的油混合比率处在爆炸限的范围之内,并且与自燃的火源相接触。
C6 由于引起爆炸所需要的空气对油混合的比率范围是有限制的。氧气过多或易燃物过多都会抑制爆炸,这可能是极少发生爆炸的主要原因,然而必须经常意识到这种危险的存在。
C7 解释压缩机初始油爆炸确切原因的参考资料是很少的,但是,以下的解释还是很有可能的,当压缩机无负荷时,因没有空气流过积炭层引起着火。一段时间之后,空气中的氧气不完全燃烧,产生的一氧化碳连同从积炭层中分解或氧化的油和油雾,形成潜在易燃混合气体易燃混合的气体和油雾流向排气系统下游的冷却器部位,在那里与未燃烧的空气混合,产生一种易爆的混合气体。在这些条件情况下,当压缩机再次起动排出空气,空气流量突然增加,吹松散了燃烧的炭微粒,并把它送到易爆的区域,就可能发生爆炸。必须注意,即使不发生爆炸,压缩空气也将被不完全燃烧产生的有害气体污染。
C8 当润滑油压缩机排气管道的内壁有一层薄的油膜,这种初期的爆炸会接二连三发生更猛烈的爆炸。由于初期爆炸传到排气管道的足够强的冲击波,会从管壁上剥下油膜,并形成一种油雾和空气混合物。如果产生易燃混合物,并且冲击波的温度达到了自燃的温度,就会发生第二次爆炸它加速冲击波达到爆破速度(超声波),这时会发生管壁脆性破裂。这过程可能会不时沿着压缩机空气管道重复出现,在管道内表面频繁地产生破坏。这种类型的爆炸对于压力系统的破坏是巨大的,并且对于附近的人也是非常危险的。
C9 如果严格地按照本标准中的规定尽量减少积炭的形成,油着火或爆炸的危险将能减少到最小程度。

 

 

 

附表:(摘自GB/T10892《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》第2313条 表1)

 

最大允许积炭层厚度

有效工作压力MPa

≤1

>1-3

>3-5

最大允许积炭层厚度mm

3

2

1


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