淺析空壓站的安全隱患-積碳的成因及預防

強英

動力設計所

    空壓站是企業中向各個用氣點輸送一定壓力空氣的動力站房。在壓縮空氣系統中，空壓機及其設施積碳而導致的可怕后果給我們敲醒了警鐘。例如，2005年3月13日下午，陜西一四八廠新區空壓站壓力容器設施及管道系統發生爆炸事故，造成三人輕傷，部分設備設施、管損壞，造成直接經濟損失約22萬元。事故發生后,調查組根據事故現場情況分析,發生爆炸的原因主要是積碳且運行溫度過高所引起的。如何避免和減少積碳這一空壓站安全隱患，是我們應該共同認真思考的問題。本文著重論述積碳的成因及預防。

一、積碳產生的原因及危害

    我公司現有空壓站主要有六座，承擔著為公司提供生產用壓縮空氣的重任，其壓縮空氣管網四通八達，以空壓站為中心分布于各個用氣點。其中，空壓機機型有活塞式、螺桿式和離心式空壓機。而活塞式空壓機為最早投運的往復式空壓機，數量較多、使用年限均偏長、設備老化嚴重、維修量增大。對不同的機型，空壓機積碳形成的難易程度也不同。空壓機按設備傳動和結構形式分類，主要有往復式和傳動式兩大類。易出現故障和爆炸損壞的是往復式空壓機。

活塞式空壓機是往復式空壓機在活塞式空壓機所處的壓力和溫度范圍內，潤滑油和積炭層都可能產生熱分解和氧化反應從而形成一氧化碳、乙炔、甲烷等特別危險的爆炸產物。我公司現有的活塞式空壓站房已被列為一級危險點。因此，以下重點就活塞式空壓機進行分析。

    （一）潤滑油進入管網是積碳產生的直接原因

    空氣將壓縮機氣缸中的潤滑油帶入管網系統是產生積碳的首要條件。潤滑油的主要成分是碳和氫,在高溫作用下潤滑油以蒸汽和油霧的形式進入壓縮空氣中，隨著溫度的不斷降低和壓力脈動及砰撞，油蒸汽和油霧又逐漸形成油滴析出。在高溫作用下，油滴與空氣中的雜質混合，最后形成易于吸附潤滑油的積碳。一般來說，排氣溫度越高、注油量越大，積碳形成的速度也越快；管道運行的時間越長，積碳層的厚度越大。

    活塞式空壓機積碳形成的部位主要在氣閥、氣缸、冷卻器、風包及氣管路系統中（中間冷卻器-二段排氣管路系統、二段排氣-后冷卻器管路系統），除此以外，空壓機在運行中的污水污油沉積在儲氣罐底部,如果不及時排放,附在上面的污油被高溫蒸發也易形成積碳。

    （二）供油不當是積炭產生的間接原因

    潤滑油供給量過少，氣缸潤滑不良,容易造成燒缸;供油過多,則易形成積碳。

    1. 注油量偏多。

    操作工的意識存在偏差,認為注油量大的設備不至于燒缸;再者在設備運行時,由于振動等原因,使活塞油泵的鎖母或傳動機構松動,導至比原來鎖定的注油量大。

    2. 由于檢修不及時或備件質量問題,造成機身與氣缸間密封不嚴,油池的油大量竄到氣缸內。

    （三）積碳的危害

    一般來說，當具備了燃燒爆炸的基本條件，即過高的溫度、燃料、氧氣時，就會產生爆炸。只有積炭并不會產生爆炸，積碳是燃燒爆炸基本條件中的“燃料”，溫度升高是爆炸的“導火索”。

    空壓機長時間運行由于上述原因而大量積碳,使活塞環卡死在槽內,氣閥不能正常啟閉,氣流通道面積減少,阻力增加，這樣使溫度進一步上升。這時由于溫度升高發生積碳自燃；油質劣化閃點降低；排氣管、氣缸等溫度過高或受機械沖擊,氣流中硬質顆粒在運動中受到沖擊和碰撞,靜電積聚和火花引起積碳燃燒,這些都能引起空壓機著火爆炸。

二、減少和清除積炭的幾點措施

    針對積碳形成的原因和借鑒在空壓機運行過程中的經驗,在活塞式空壓機的技術和操作管理等方面提出了以下幾點相應的措施:

    （一）注意潤滑油的使用

    1. 按產品使用說明書規定選用潤滑油。空壓機油要有場頻產品合格證和油品化驗單。好的潤滑油抗氧化安定性好、殘炭值就小，潤滑油生成積碳的速度就低，不易生成大量的積碳。因此，選擇高品質的潤滑油很重要。

    2. 加強潤滑工作管理，嚴格執行五定制度—“定點、定時、定人、定質、定量”。即：由專人負責，在規定的時間對規定空壓機注油。其中，潤滑油的用量要根據國家標準，針對不同型號的空壓機規定實際注油量，避免過度潤滑。供油量增加，積碳會明顯增加。實際操作中，還尤其應注意選用質量可靠的潤滑油。

    （二）提高檢修質量

    嚴格控制因密封不嚴而使潤滑油竄入氣缸內，使壓縮空氣含油量增大。

    （三）及時清除積碳

    要完全避免油積碳是不可能的，為了防止爆炸事故的發生，首先應消除爆炸發生的基礎條件-積炭。一定注意必須在積碳層還沒有達到危險厚度（一般為不大于3mm）之前將其清除掉。以下數據可供參考：

    1.半個月左右清理一次排氣閥，使其啟動靈活，密封良好。

    2.3-4個月清理一次氣閥室。

    3.每年清理一次排氣系統，主要是儲氣罐前的排氣管、冷卻器、儲氣罐、氣缸等。中冷、后冷和管道是容易忽視的部位，這些地方積碳、油泥的生成量較大，應引起重視。

    建議采用清洗劑為：

    1. 清洗主劑：XY-77積碳（瀝青）油垢洗凈劑用途：用于清洗工業設備上的中,低溫積碳垢。

    特點：常溫使用，能快速分解和溶解設備碳垢，且對鋼、銅、鐵及合金損害極小。濃度30%，不用稀釋。

    2. 清洗輔劑：XY-28高效油污去凈劑

    用途：用于碳鋼.銅.鋁等多種金屬表面油污清洗;且廢液排放達到GB8978-1996環保要求。

    清洗結束后，必須從系統中仔細地除去清洗液，因為它的存在一定程度上還會促進腐蝕和積碳。

    （四）加強管理,嚴格工藝紀律；加強空壓站職工的安全意識和作業標準培訓，加強職工責任心；定期巡檢,及時調整,制定排污周期。

    以上這些措施不僅對減少積碳起到相當大的作用還有利于改善空壓機運行工況。

    目前，動力運行單位在技術和管理方面可以參照以上預防措施，加強空壓機的安全性，從而減少不必要的損失。

    減少積碳和有針對性的采取預防措施，是消除空壓站安全隱患的保證，也是公司正常生產的保證。使用單位應對其引起重視。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)