空压机积碳的预防和消除研究
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摘 要 通过分析活塞式空压机积碳的危害、积碳产生的机理，研究了减少空压机积碳的措施，结合生产实践研究了保障空压机安全运行的经验。
关键词 空压机;积碳;过滤器
前言
空压机是一种常见的动力机械，广泛应用于钢铁冶炼、机械制造、矿山开采、土木建筑等行业，用来作为风动机械或工具的动力。
1 积碳的危害
空压机运行时容易产生积碳，诱发空压机燃烧和爆炸。积碳燃烧的主要直接原因是空压机运行时，在气缸或排气管、储气罐中发生机械冲击或气流中硬质颗粒的冲击，或者静电产生的电火花，使积碳燃烧，管道内的温度急剧升高，积碳中的油迅速汽化，形成了爆炸性混合气体，在一定条件下就会发生爆炸事故。同时，积碳越厚，事故概率越高。
积碳燃烧的其他因素有：①排气温度和压力升高。②压缩空气流速降低导致的温度升高，特别是二级气缸到储气罐这段管道、冷却器和储气罐最容易发生爆炸。③空气湿度高，疏松的积碳大量吸附过热水蒸气后放出热量，使排气温度升高而造成积碳自燃[1]。
2 积碳的预防和对策
为了防止空压机燃烧和爆炸，必须减少积碳。现将减少积碳危害的常规处理方法总结如下：
（1）空压机油不符合要求。对策：使用符合规定的空压机油，关键在于提高所用润滑油的热氧化安定性与抗氧化能力（闪点≥215℃）。车间现在使用的是长城牌迅能系列中负荷L—DAB 150#空压机油，具有优异的热氧化安定性能，产品符合GB12691-90、Q/SH303085-2004、DIN51506-85，康氏残炭较少。
（2）气缸、储气罐和管道中，由于润滑油供给太多，吸入的空气中有大量的尘埃，在气缸、储气罐和管道中形成积垢。对策：供给气缸的润滑油要适当，注油器供油量≤2滴/每转，符合设备给油脂标准和点检标准的规定;空压机按计划检修（通常4000h例行检修），定期清洗储气罐。
（3）由于空压机工作不正常（如冷却器散热效果不好），压缩空气温度过高。对策：清除冷却器表面水侧的水垢、气侧的积碳，保持导流罩完好和密封，气缸水套和冷却器保证散热良好，各级排气温度不要超过规定温度（一般排气温度不超过160℃）。
（4）空压机管道或空压机通路横截面有很大的局部积垢或火花。对策：通往储气罐的管道闸阀、止回阀要按期检修、清洗，防止造成阻力过大和产生积碳。
（5）空压机压力突然增高，安全阀不灵，负荷调节器失灵，以致造成超过储气罐或管道的强度极限。对策：经常点检巡查负荷调节器、安全阀、压力表等是否动作灵敏和准确，及时排除压力异常的设备故障。
（6）二级排气阀不严密，排气管道中的高温高压空气漏回气缸，在二级排气阀附近造成高温，再遇到油类和积碳从而诱发燃烧和爆炸。对策：二级排气阀漏气，发生高温时要及时修理，清除气阀和活塞上的积碳，防止排气阀附近出现高温。
（7）冷却器和储气罐中凝结的油和水没有及时排出。对策：落实点巡检制度，按时排污。
（8）空气太污秽。对策：定期清洗空气滤清器，防止污垢的空气吸入[2]。
3 实际案例分析
在一空压2#机的检修过程中，我们分别从油路、气路、水路进行了全面的检查和处理，没有发现异常情况。但严重的积碳让我们把问题焦点集中到了空压机的进气过滤器上。
过滤器（如上图所示）分成外筒、内筒、出气管三部分。内部上部为旋流板和过滤网，下部与外筒相通，筒底盛以压缩机油。空气从切线方向进入外筒，旋风除尘后气流中的尘粒被分离出来。接着气流掠过油面急转上升，空气穿过时受到油浴，气流中的尘粒被油膜所捕捉。油膜沿着壁面回流，成为下垂油幕。气流在内筒内旋转上升，穿过旋流板后加剧旋转，将气流中夹带的油滴一部分甩入回油槽中由回油管流入筒底，一部分沿内筒壁回流，将筒壁上油膜所捕集到的粉尘洗落到筒底，产生新油膜。最后气流再次折返通过滤网，滤去较小尘粒和油滴，达到滤清空气、消声的目的。
我们从检查窗观察油位，下刻度看不见油;打开消声帽、检查过滤网，发现滤网堵塞严重，油池中的油量严重不足，减少约4、5公斤。经分析，2#机由于进气过滤器滤网过密（使用方孔尺寸0.3mm的50目滤网，6层叠放），长时间使用后压差增大，在空压机吸气时内筒形成负壓，气流将油雾大量带进气缸内，在气路不断沉积，在高温作用下积碳越积越多，二级气缸出口管道尤其明显，最终清理出长×宽×厚=70× 40×30mm的大块积碳。空压机积碳严重的原因终于找到了！接下来就是组织检修人员清洗过滤器、更换适合密度的滤网（选用钢丝直径Φ0.3mm、方孔尺寸1.0mm的20目钢丝网，）、加新油到观察窗中线位置[3]。
4 结束语
经过抽丝剥茧的分析和全面细致的处理，一空压2#空压机各级排气温度从160℃下降到140℃，中间冷却器温度从80℃下降到40℃，不仅各项运行参数正常，容易产生积碳的各因素也得到了有效的预防和控制，推广使用到其他空压机后取得了较好的效果。结合全员设备包机管理制度的不断深入实施，设备缺陷和隐患能够得到更加及时的消除，设备的安全运行进一步得到可靠保障。
参考文献
[1] 张彦博，王云.活塞式空气压缩机的维修[M].北京：煤炭工业出版社，1976：199.
[2] 郁永章.容积式压缩机技术手册[M].北京：机械工业出版社，2005：51.
[3] 周国良.压缩机维修手册[M].北京：化学工业出版社，2010：109.
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