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積炭自燃的機理和油爆炸的起因
一、  油與空氣接觸已發生氧化反應,氧化反應的速度隨著溫度、氧的分壓力、起催化劑作用的鐵或氧化鐵的微粒的增加而增加。氧化反應會提高油的粘度,如果油在熱區停留的時間充分,就可能在壓縮機排氣系統形成積炭。這些積炭繼續氧化,由于氧化反應產生的放熱現象因此就存在著自燃的必要條件。
二、  實際上氧化反應產生的熱一方面被積炭層上面的空氣流冷卻并帶走,另一方面通過積炭層傳給所處的金屬壁帶走。當不能及時帶走氧化反應產生的熱量,積炭層的溫度就升高,在特殊情況下,會達到積炭層自燃的溫度,而產生足夠大的熱量削弱或熔化壓力系統內的金屬,雖然不發生真正的爆炸,但這種器壁的突然損壞會被誤認為爆炸。
三、  研究表明,引起油著火,必須具有一定厚度的積炭層,周圍溫度要在+150℃和一定的限制熱量通過積炭層傳導的空隙度(常稱作干燥度)。在這些條件下,當積炭層上面流動的壓縮空氣過多地減少,引起散熱速度降低時就會起火,這種情況會在吃飯、休息、換班或當壓縮機處在無負荷運行時發生,或者當空氣流動情況有變,而積炭層產生的熱量使其內部的溫度高于自燃溫度的情況下也會發生著火現象。
四、  危險的積炭層臨界厚度隨每臺壓縮機空氣的壓力和厚度、沉積物中雜質微粒、沉積物實際位置和壓縮機運行條件的不同而改變。因此,積炭層安全厚度將隨壓縮機的不同而改變。
五、  有時,壓力系統中的油著火會導致油蒸汽或油霧的爆炸,實際上這種情況很少見。這種情況出現必定是空氣對所化的油混和比率處在爆炸限的范圍之內,并且與自燃的火源相接觸。
六、  由于引起爆炸所需要的空氣對油混和的比率范圍是有限制的。氧氣過多或易燃物過多都會抑制爆炸,這可能是極少發生爆炸的主要原因,然而必須經常意識到這種危險的存在。
七、  解釋壓縮機初始油爆炸確切原因的參考資料是很少的。但是,以下的解釋還是很有可能的,當壓縮機無負荷時,因沒有空氣流過積炭層引起著火。一段時間之后,空氣中的氧氣不完全燃燒,產生的一氧化碳連同從積炭層中分解后氧化的油和油霧,形成潛在的易燃混合氣體。易燃混合的氣體和油霧流向排氣系統下游的冷卻器部位,在那里與未燃燒過的空氣混合,產生一種易燃混合氣體。在這些條件情況下,當壓縮機再次啟動排出空氣,空氣流量突然增加,吹松散了燃燒的炭微粒,并把它送到易燃的區域,就可能發生爆炸,壓縮空氣也將被不完全燃燒產生的有害氣體污染。
八、  當油潤滑壓縮機排氣管道的內壁有一層薄的油膜,這種初期爆炸會接二連三發生更猛烈的爆炸。由于初期的爆炸傳到排氣管道的足夠強的沖擊波,會從管壁上剝下油膜,并形成一種油霧和空氣混合物。如果產生易燃混合物,并且沖擊波的溫度達到了自燃的溫度,就會發生第二次爆炸,它加速沖擊波達到爆炸速度(超聲波),這是會發生管壁脆性破裂。這過程可能會不時沿著壓縮機空氣管道重復出現,在管道內表面頻繁的產生破壞。這種類型的爆炸對于壓力系統的破壞是巨大的,并且對于附近的人也是非常危險的。
如果嚴格地按照本標準中地規定盡量減少積炭的形成,油著火或爆炸的危險將能減少到最小程度。
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