噴涂時空壓機故障及原因分析

1、噴涂時空壓機故障及原因分析 空壓機擔負著噴江涂時空氣動力供給任務，同時它又是一種能耗較大的設備。但是，在空壓機的運行過程中，往往由于冷卻換熱效果不好，導致空壓機實際運行時間較短，機器停車與啟動頻繁，無法達到高效安全運行的要求。近年來，隨著煤礦生產(chǎn)任務的加重以及空壓機服務年限的延長，礦用空壓機系統(tǒng)時常發(fā)生重大事故，如徐州某礦4#機組的級氣缸排氣室爆炸、恩口煤礦一號井的空壓機積碳爆炸事故等，造成人員傷亡及重大經(jīng)濟損失。 1空壓機故障原因分析 1.1故障類型 空壓機主要有以下6種故障類型：排氣量不足；壓力不正常；不能啟動；溫度異常；燃燒；爆炸。其中第、種情況是由于零件磨損導致空壓機各配合間隙的變化而

2、引起的。第種情況主要是由于空壓機的監(jiān)探裝置失靈而引起的。第種情況主要是冷卻系統(tǒng)故障導致的，而溫度異常又是引起機組燃燒或爆炸的直接原因。本文將、3種情況綜合在一起加以討論。 1.2故障原因 引起空壓機故障的原因很多，既有設計制造上的原因，也有操作維護及管理上的原因。本文將著重討論引起空壓機溫度異常、燃燒及爆炸的原因。 1.2.1空氣進入冷卻系統(tǒng) 空氣進入冷卻系統(tǒng)將引起空壓機故障。空壓機運行時若有空氣串入冷卻水系統(tǒng)中，將使空壓機因冷卻不良，溫度升高而引發(fā)事故。 1.2.2冷卻系統(tǒng)結垢 冷卻系統(tǒng)結垢將引起空壓機故障。冷卻系統(tǒng)結垢，使冷卻水不能有效地與氣缸進行換熱，導致氣缸運行溫度升高而引發(fā)事故。據(jù)調(diào)

3、查，造成空壓機冷卻效果不好的原因，一是冷卻系統(tǒng)的結構存在著設計制造的缺陷；二是冷卻水質(zhì)差，硬度高且存在雜質(zhì)，結垢也是不可避免的。這是因為冷卻水在運行過程中，當經(jīng)過換熱器時，重碳酸根分解失去平衡，碳酸根離子濃度增加，與水中鈣離子生成碳酸鈣。碳酸鈣的溶解度較低，在設備受熱表面沉積，形成水垢。 由于水垢的導熱系數(shù)低（僅為鋼材的4.0%左右），隨著垢層的加厚，冷卻水管的水流通徑變小，造成空壓機冷卻水與氣缸體之間的換熱效率大大降低，進一步加劇垢層的生長。而空壓機冷卻系統(tǒng)一旦結垢將會嚴重威脅空壓機的安全運行，首先，垢層部分會形成貧氧區(qū)，與冷卻系統(tǒng)中的金屬產(chǎn)生氧濃差電池效應，引起電化學腐蝕；其次，垢層內(nèi)部造

4、成嫌氧條件，給硫酸鹽還原菌創(chuàng)造生長條件，并加速垢層的生長。垢層的存在將影響空壓機效率的提高，造成空壓機能耗的增加，嚴重者將引起空壓機著火、爆炸等重大事故，造成人員傷亡及巨大經(jīng)濟損失。 1.2.3機組系統(tǒng)積碳 機組系統(tǒng)積碳將引起空壓機故障。維護良好的空壓機組只形成輕微的積碳，輕微的積碳不會影響空壓機的安全運行。嚴重的積碳在高溫狀態(tài)下將導致空壓機著火燃燒，甚至爆炸。積碳的形成主要與以下因素有關。 （1）機房附近空氣不干凈和空氣過濾不合要求。 （2）潤滑油供給過量，則易形成積碳。 （3）供氣系統(tǒng)存在鐵或氧化微粒等催化劑，加速潤滑油的氧化。 （4）空壓機在運行過程的污水污油沉積在后冷卻器及儲氣罐底部，

5、由于排放不及時，污油被高溫蒸發(fā)，也易形成積碳。 （5）冷卻系統(tǒng)工作異常，冷卻管路、冷卻器、氣缸水套結垢，冷卻效果差，氣缸高溫運行引起潤滑油溫度過高，形成積碳。 由于積碳本身易燃易爆，此時若遇積碳自燃、油質(zhì)劣化閃點降低、排氣管或氣缸等溫度過高或受機械沖擊、氣流中硬質(zhì)顆粒在運動中沖擊或碰撞、靜電積聚等，都能引起空壓機系統(tǒng)燃燒，甚至爆炸。 2技術措施 2.1避免空氣進入冷卻系統(tǒng) 為防止空氣進入冷卻系統(tǒng)，可在冷卻水出水管線上安裝一個水表外殼，一時有空氣串入冷卻系統(tǒng)，就會在表鏡上看到許多氣泡，以便及時發(fā)現(xiàn)故障，并進行處理。 2.2避免冷卻系統(tǒng)結垢 冷卻系統(tǒng)結垢是空壓機故障的主要原因。為了解決這一問題，國

6、內(nèi)外許多學者進行了大量的研究工作，并取得了一些研究成果。主要是： （1）加強冷卻水水質(zhì)的監(jiān)控與管理。 （2）對冷卻器進行技術改造。有資料表明，使用銅制波紋管冷卻器芯效果較好。 （3）定期對空壓機進行清洗（除垢）。除垢方法包括是機械除垢法和化學除垢法很難清除干凈，所以，目前的除垢方法以化學垢法為主。 2.3避免形成積碳 為了防止積碳的形成，應采取以下技術措施： （1）改善機房周圍的環(huán)境，保持空氣干凈清潔。 （2）正確選擇潤滑油，建立完善的空壓機潤滑油采購、檢驗、驗收管理制度。 （3）確定合適的供油量。若潤滑油供給過多，則易形成積碳。然而也不能過少，供油過少，氣缸潤滑不良，容易燒缸。 （4）建立經(jīng)

7、檢查和清除積碳為主的小修周期。 （5）將普通塑料排氣管改為抗靜電塑料管，并對管路可靠接地，以防止產(chǎn)生靜電。 （6）加強管理，嚴格工藝紀律，加強操作維修人員的技術培訓和思想教育。 3循環(huán)水阻垢新技術 化學除垢在工業(yè)上的應用已比較普遍。盡管國內(nèi)化學除垢的研究和應用起步較晚，但是經(jīng)過有關單位不懈努力，已取得了許多研究成果，并且對一般工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中的一些常用換熱設備，開發(fā)了相應的化學除垢工藝。然而，對于煤礦空壓機系統(tǒng)的除垢，目前尚缺乏成熟的工藝。其原因主要是：煤礦空壓機循環(huán)水系統(tǒng)與一般工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)相比有其特殊性，其結垢機理較為復雜；空壓機氣缸水套的結構比較復雜，一般的化學除垢工藝不能徹底清除其中的

8、水垢。 我國煤礦空壓機系統(tǒng)采用敞開式循環(huán)水冷卻方式，冷卻系統(tǒng)主要由換熱器（包括中間冷卻器、氣缸水套、潤滑油冷卻器）、管道和冷卻塔等組成。敞開式冷卻系統(tǒng)使得空氣中的氧大量進入循環(huán)水中而成為水果中的溶解氧，進而引起金屬基體銹蝕；系統(tǒng)中還有滋生的微生物以及生產(chǎn)過程中物料的泄漏所形成的污垢等。另外，空壓機周圍的工作環(huán)境惡劣，如空氣中大量漂浮的煤粉等也是引起空壓機故障的原因。 研究表明，煤礦穿梭壓機循環(huán)水成垢的主要成分為碳酸鈣。它們首先在金屬表面上的一些地方沉積出原始的結晶坯，并逐漸經(jīng)結晶坯為核心，增長、發(fā)展、慢慢變?yōu)轭w粒并互相聚附形成結晶的絮團。這種固相沉積物的生成速度與水溫和水中含鹽濃度以及水中其它

9、雜質(zhì)的存在有關。空壓機冷卻塔中滋生的藻類能分泌出粘液，其粘液能積聚無機物，如泥沙，F(xiàn)e2O3、 SiO2等固體形成軟泥或生物粘泥。空壓機工作過程中，并與空氣冷凝水一道由排氣閥排出，形成含油廢水中的油份有三種存在形式，即浮油、分散油和乳化油，其中以浮油為主。在以上諸因素的共同作用下，空壓機冷卻系統(tǒng)極易結垢。 空壓循環(huán)水阻垢是徹底解決空壓機結垢的有效措施，其方法就是針對煤礦空壓機循環(huán)水系統(tǒng)的特點，確定合適的化學藥劑，以阻止或減緩氣缸水套和冷卻器芯子等部件生成水垢。為了有效地控制污垢沉積，應按以下原則確定阻垢劑配方：控制循環(huán)水中顆粒與顆粒之間的吸引力；控制循環(huán)水中顆粒沉降速度，阻止污垢晶體的增長；控

10、制污垢晶體發(fā)育，使污垢晶體發(fā)生畸變，從而達到抑制結垢的目的。 一般工業(yè)循環(huán)水中使用的阻垢劑種類很多，作用機理各不相同。常用的阻垢劑有：有機膦酸鹽，如ATMP、 HEDP、EDTMP、PBTCA等；磷酸酯，如多元醇磷酸酯；聚磷酸鹽，如三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉；聚羧酸，如聚烯酸、聚馬來酸、丙烯酸等；木質(zhì)素磺酸鈉等。 經(jīng)過試驗，確定了以聚丙烯酸鈉為主要成分，以乙二胺四甲叉膦酸及緩蝕劑為輔劑的藥劑配方。經(jīng)實驗室模擬試驗及工業(yè)性試驗，取得了良好的效果。掛片監(jiān)測顯示，其腐蝕率由原來的0.1539mm/a降至0.1160mm/a，低于工業(yè)循環(huán)水腐蝕控制指標（0.125mm/a）。實測顯示，污垢熱阻值控制指標（2.578cm2·K/M）。 誠然，國內(nèi)外學