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喷涂时空压机故障及原因分析

           

     喷涂时空压机故障及原因分析【斯格耐特公司官网】

空压机担负着喷江涂时空气动力供给任务,同时它又是一种能耗较大的设备。但是,在空压机的运行过程中,往往由于冷却换热效果不好,导致空压机实际运行时间较短,机器停车与启动频繁,无法达到高效安全运行的要求。近年来,随着煤矿生产任务的加重以及空压机服务年限的延长,矿用空压机系统时常发生重大事故,如徐州某矿4#机组的Ⅱ级气缸排气室爆炸、恩口煤矿一号井的空压机积碳爆炸事故等,造成人员伤亡及重大经济损失。

  1空压机故障原因分析

  1.1故障类型

  空压机主要有以下6种故障类型:①排气量不足;②压力不正常;③不能启动;④温度异常;⑤燃烧;⑥爆炸。其中第①、②种情况是由于零件磨损导致空压机各配合间隙的变化而引起的。第③种情况主要是由于空压机的监探装置失灵而引起的。第④种情况主要是冷却系统故障导致的,而温度异常又是引起机组燃烧或爆炸的直接原因。本文将④、⑤、⑥3种情况综合在一起加以讨论。

  1.2故障原因

  引起空压机故障的原因很多,既有设计制造上的原因,也有操作维护及管理上的原因。本文将着重讨论引起空压机温度异常、燃烧及爆炸的原因。

  1.2.1空气进入冷却系统

  空气进入冷却系统将引起空压机故障。空压机运行时若有空气串入冷却水系统中,将使空压机因冷却不良,温度升高而引发事故。

  1.2.2冷却系统结垢

  冷却系统结垢将引起空压机故障。冷却系统结垢,使冷却水不能有效地与气缸进行换热,导致气缸运行温度升高而引发事故。据调查,造成空压机冷却效果不好的原因,一是冷却系统的结构存在着设计制造的缺陷;二是冷却水质差,硬度高且存在杂质,结垢也是不可避免的。这是因为冷却水在运行过程中,当经过换热器时,重碳酸根分解失去平衡,碳酸根离子浓度增加,与水中钙离子生成碳酸钙。碳酸钙的溶解度较低,在设备受热表面沉积,形成水垢。

  由于水垢的导热系数低(仅为钢材的4.0%左右),随着垢层的加厚,冷却水管的水流通径变小,造成空压机冷却水与气缸体之间的换热效率大大降低,进一步加剧垢层的生长。而空压机冷却系统一旦结垢将会严重威胁空压机的安全运行,首先,垢层部分会形成贫氧区,与冷却系统中的金属产生氧浓差电池效应,引起电化学腐蚀;其次,垢层内部造成嫌氧条件,给硫酸盐还原菌创造生长条件,并加速垢层的生长。垢层的存在将影响空压机效率的提高,造成空压机能耗的增加,严重者将引起空压机着火、爆炸等重大事故,造成人员伤亡及巨大经济损失。

  1.2.3机组系统积碳

  机组系统积碳将引起空压机故障。维护良好的空压机组只形成轻微的积碳,轻微的积碳不会影响空压机的安全运行。严重的积碳在高温状态下将导致空压机着火燃烧,甚至爆炸。积碳的形成主要与以下因素有关。

  (1)机房附近空气不干净和空气过滤不合要求。

  (2)润滑油供给过量,则易形成积碳。

  (3)供气系统存在铁或氧化微粒等催化剂,加速润滑油的氧化。

  (4)空压机在运行过程的污水污油沉积在后冷却器及储气罐底部,由于排放不及时,污油被高温蒸发,也易形成积碳。

  (5)冷却系统工作异常,冷却管路、冷却器、气缸水套结垢,冷却效果差,气缸高温运行引起润滑油温度过高,形成积碳。

  由于积碳本身易燃易爆,此时若遇积碳自燃、油质劣化闪点降低、排气管或气缸等温度过高或受机械冲击、气流中硬质颗粒在运动中冲击或碰撞、静电积聚等,都能引起空压机系统燃烧,甚至爆炸。

  2技术措施

  2.1避免空气进入冷却系统

  为防止空气进入冷却系统,可在冷却水出水管线上安装一个水表外壳,一时有空气串入冷却系统,就会在表镜上看到许多气泡,以便及时发现故障,并进行处理。

  2.2避免冷却系统结垢

  冷却系统结垢是空压机故障的主要原因。为了解决这一问题,国内外许多学者进行了大量的研究工作,并取得了一些研究成果。主要是:

  (1)加强冷却水水质的监控与管理。

  (2)对冷却器进行技术改造。有资料表明,使用铜制波纹管冷却器芯效果较好。

  (3)定期对空压机进行清洗(除垢)。除垢方法包括是机械除垢法和化学除垢法很难清除干净,所以,目前的除垢方法以化学垢法为主。

  2.3避免形成积碳

  为了防止积碳的形成,应采取以下技术措施:

  (1)改善机房周围的环境,保持空气干净清洁。

  (2)正确选择润滑油,建立完善的空压机润滑油采购、检验、验收管理制度。

  (3)确定合适的供油量。若润滑油供给过多,则易形成积碳。然而也不能过少,供油过少,气缸润滑不良,容易烧缸。

  (4)建立经检查和清除积碳为主的小修周期。

  (5)将普通塑料排气管改为抗静电塑料管,并对管路可靠接地,以防止产生静电。

  (6)加强管理,严格工艺纪律,加强操作维修人员的技术培训和思想教育。

  3循环水阻垢新技术

  化学除垢在工业上的应用已比较普遍。尽管国内化学除垢的研究和应用起步较晚,但是经过有关单位不懈努力,已取得了许多研究成果,并且对一般工业循环水系统中的一些常用换热设备,开发了相应的化学除垢工艺。然而,对于煤矿空压机系统的除垢,目前尚缺乏成熟的工艺。其原因主要是:①煤矿空压机循环水系统与一般工业循环水系统相比有其特殊性,其结垢机理较为复杂;②空压机气缸水套的结构比较复杂,一般的化学除垢工艺不能彻底清除其中的水垢。

  我国煤矿空压机系统采用敞开式循环水冷却方式,冷却系统主要由换热器(包括中间冷却器、气缸水套、润滑油冷却器)、管道和冷却塔等组成。