潤滑油是引起空壓機爆炸的重要原因

孟松余 劉磊

(沈陽遠大壓縮機股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

潤滑油是引起空壓機爆炸的重要原因

孟松余 劉磊

(沈陽遠大壓縮機股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

空氣壓縮機廣泛應用在化工、儀表、礦山、石油、冶金等工業部門,因空氣是不可燃氣體,所以大家對空壓機都比較放心,以為不會出現什么問題。事實上,空氣壓縮機的爆炸事故時有發生,造成了重大人身傷害和經濟損失,本文擬對引起爆炸的原因作出分析,指出潤滑油是其造成爆炸燃燒的重要因素。

空壓機 潤滑油 爆炸

眾所周知，燃燒與爆炸的必要條件為：燃燒物、氧化劑(助燃劑)及燃燒源，三個條件缺少任何一個，都不會發生燃燒或爆炸。

導致空壓機燃燒或爆炸的燃燒物是潤滑油。氣缸注油潤滑的空壓機供給氣缸的潤滑油大部分由活塞以油膜的形式沿氣缸鏡面分布，微小的部分的潤滑油通過活塞桿的填料函被導走。絕大部分隨壓縮機空氣流帶人排氣管線(包括冷卻器等輔機設備)。即使是氣缸不注油的壓縮機(通常稱無油潤滑)，當填料部件工作狀態欠佳，尤其是一級氣缸填料部件，機身內的潤滑油將帶進氣缸，其數量將比注油器的注油量更多。排氣管內，在氣體的流動和脈動的作用下，潤滑油繼續向前運動。油層越厚，粘性越小，越容易流動，油膜被氣流撕破，掉落的油滴被空氣流帶走，這種情況多在有急劇收縮的銳邊處發生。管路中的鐵銹和積碳的存在能夠吸收潤滑油，可很大程度延緩潤滑油的移動過程，但對油層的加厚和積碳的加劇起到促進作用，增大了爆炸燃燒的可能性。

大量的潤滑油進入氣缸，再進入回路，冷卻器的換熱效果將降低，氣液分離器的工作負荷增加，操作工人如不能及時打開排污閥門，排放油水混合物，管路系統中潤滑油的含量可想而知，二級氣缸將進入含有大量氣態、液態潤滑油，使最終排氣中含有大量潤滑油。

潤滑油進入冷卻器，使冷卻器換熱效率降低，致使排氣溫度提高，而隨著溫度的增加，又使空氣中的潤滑油的濃度增加，因為隨著溫度的增加，潤滑油蒸汽壓力很快增加，隨著溫度的增加，潤滑油蒸汽壓力很快增加。文獻③記載；當壓力為6KG/CM2。溫度由40℃提高到80℃，壓縮機油的蒸汽壓力很快增加40～100倍，溫度由80℃升到160℃，壓縮機油的蒸汽壓力增加到250～500倍，當溫度達到180℃以上時，潤滑油的蒸汽壓力顯然將與爆炸極限相應，沒有溫度自動控制裝置的空氣壓縮機，一旦發生冷卻水壓力降低，甚至停水事故，排氣溫度將迅速上升，很快就會超過200℃，到達潤滑油的爆炸極限。

由于使用壓縮空氣量的波動性，空氣壓縮機經常采用空轉(壓開吸氣閥閥片)或旁通管路方式進行排氣量的調節，而此時注油器仍在正常工作供油，因此壓縮機空氣中潤滑油的濃度急劇增加。依據文獻④數據，壓縮機空轉潤滑油的濃度增加300～1000倍，這就是壓縮機的爆炸事故多數發生在機器空轉或滿負荷運轉后突然剎車時的原因。

空氣中氧氣的體積百分比達到20%以上，為潤滑油積碳沉淀物的燃燒提供了充分的氧化劑。由于氧氣的存在，潤滑油會發生氧化反應，氧氣在烴中比在水中更容易溶解，很容易被油吸收。隨著溫度的升高，氧氣的溶解量逐漸增加。潤滑油的氧化強度與氧氣的濃度成正比，同時潤滑油的氧化速度也與溫度有關，溫度約達到60℃，有積碳沉淀物的潤滑油就已經有明顯的氧化。當溫度為100～150℃時，氧化速度急劇增加，氧化反應是放熱的，本身又成溫度升高的因素，自燃是最危險的氧化反應過程。油與中性焦油的存在，沉淀物較高的多孔性，加強了氧化過程。壓縮機運轉時，潤滑油的氧化過程越深入，則使油積碳沉淀物的存在越危險。較新的潤滑油是深度氧化物形成的根源，同時又是防止沉淀物自然的保護物，潤滑油的深度氧化物是最危險的，除去碳化物中的油焦質后，在非燃燒的混合物內，實際上大約50℃左右就要發生自燃。在大氣壓下，引起沉淀物自燃不可逆過程的溫度區開始于250℃～285℃，在壓縮機空氣系統中的壓力升高，則上述區域向更低的溫度側移動，出現自燃的可能性增加。也增大了空壓機爆炸的危險性。

[1]Ⅱ·N伏羅巴伊,A·A沙列諾夫著,楊紹侃,金光熹等譯.《提高活塞式壓縮機的可靠性與經濟性》[M][蘇].

[2]“活塞式壓縮機設計”編寫組《活塞式壓縮機設計》[M].北京:機械工業出版社,1974.

[3]Lahner K,Olverbrancb,Oldampfdurch md F1m mplⅡ, ktbei～igeldlhlten[J],1996;17(9);9-12.

[4]Tettmar B Willson M,contamination of compressed Air by Lubricating OiL,The Engineer[M]1967,April28:625-627.