矿用空压机风包爆炸事故的原因分析及预防摘要:以矿用空压机为研究对象,对其风包爆炸的原因进行全面分析,采用事故树方法阐明造成风包爆炸的因素,提出了可行的预防措施,对矿井安全生产具有指导性作用。关键词:空压机;风包爆炸;原因分析;预防措施1前言空压机是煤矿重要动力设备之一,是一种生产和输送压缩空气的设备,广泛应用于各种风动机械及风动工具,如采掘工作面的风镐、风钻、凿岩机、凿岩台车、风动装岩机、混凝土喷射机;凿井使用的气动抓岩机、环形及伞形吊架;地面使用的锻钎机、空气锤等[1]。目前煤矿使用的空压机主要是活塞式4L—20/8型和5L—40/8型2种。近年来,矿用空压机系统时常发生重大事故,如徐州某矿4号机组曾发生2级气缸排气阀室和2级活塞爆炸,国内其他矿也曾发生风包爆炸、输送管道爆炸及设备损坏等事故,造成人员伤亡、停工停产和巨大经济损失,因而正确识别空压机的故障,分析原因,提出预防措施是非常必要的。本文仅对其中的风包爆炸问题进行探讨。2空压机风包爆炸事故的原因分析2.1风包缺陷造成空压机风包爆炸的根本原因是风包内风压超过风包的强度,目前矿用空压机风包的风压额定压力一般为018MPa。若风包局部存在缺陷,如壁厚不均匀、存在气孔和裂纹、材质差、锈蚀严重等,则风包强度已达不到标准的要求。尽管风包仍在额定压力下工作,可仍然会发生爆炸。如某矿风包上盖板因焊缝开裂发生爆炸事故。2.2风包超压风包内气体额定压力是由压力调节器和安全阀来确定的。一旦二者出现故障,如压力调节器操作失误或其中的卸荷阀管道等零部件出现故障、安全阀失灵,风包内气体压力急剧上升,超过风包的强度极限时,会发生爆炸。如某矿因维修工操作失误发生过风包爆炸事故。正常调节时,压力调节器的手柄调节螺套所处的初始位置应使弹簧处于松驰状态,然后开动空压机,逐步旋转手柄调节螺套,使弹簧逐步受到压缩,这样可保证不会超压;但该矿维修工操作相反,调节时手柄调节螺套的位置使弹簧处于压缩极限状态,开动空压机后,处于全负荷状态,气体压力上升没有限制,正好安全阀失灵,空压机供气系统对外不供气,风包内气体压力达1MPa以上,造成风包爆炸。2.3积碳燃烧空压机的气缸、排气管、阀门、风包及分离器中,伴随气流的润滑油,在热空气的作用下氧化而形成碳化物,这种碳化物逐渐增多就成为积碳,具有易燃性。它是由固态氧、碳氢化合物及杂质(金属粉末、碳渣、灰尘)组成。积碳的形成除了与油的质量不好、不定期清扫有关外,还与给油量过度、空气过滤不好和高温有关。积碳因机械冲击、硬颗粒在运动时发生的冲击以及静电放电等产生的火花,或者因环境温度及空压二级排气温度过高,或者因其达到自燃温度,就会着火燃烧,使积碳中的油迅速汽化。当产生可燃性碳化氢为主体的气体在空气中达到爆炸的浓度时,就使燃烧转为爆炸。2.4管道振动往复式空压机由于吸排气过程具有间歇性,因而管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化。气体压力时大时小,气流速度时快时慢。这种脉动气流通过管道的弯管、阀门或异径管时,会产生激振力,引起管路振动,脉动压力的不均匀越大,振动也越大;输送压气的压力越高、管道的直径越大,激振力也越大;脉动气流引起管路振动的频率,若与管道结构系统的固有频率相同或相近,会引起管道机械共振,即使激振力不大,管道的振动也会特别强烈。管道振动的结果是使管与管之间或管与风包、阀门、冷却器之间的连续部位经受反复的振动应力,使管路系统受到附加疲劳载荷,会出现松动以致开裂现象,轻则产生泄露,重则引起爆炸,酿成事故。3空压机风包爆炸事故的预防措施3.1风包缺陷的预防措施(1)风包是压力容器之一,风包的大修、改造,必须按照压力容器的管理办法,只有持有许可证的单位才能进行,如无损检测的合格证书等。(2)风包按照质量标准进行检验并定期清扫,不合标准坚决不用。新安装或修理后的风包必须进行有关的试验。3.2风包超压的预防措施(1)设立风包内压力保护装置,一旦超压能自动断电。(2)压力调节器、安全阀必须经过正确调整,保证灵活好使。(3)操作维护人员必须按煤矿安全规程的有关规定对空压机进行操作和维修。3.3积碳的预防措施(1)合理选用润滑油,使其闪点、粘度、抗氧化能力及热氧化安定性等性...
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