发动机积碳引起自燃

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1、积碳引起的空压机后冷却器自燃原因分析及预防措施摘要：本文针对空压机中润滑油氧化后形成的裂解气及系统中残留的过量积碳达到燃烧问题，分析了空压机由积碳引起的燃烧爆炸事故及其原因，结合我们的实际使用经验，对抑制积碳的形成、燃烧和爆炸进行探讨，提出可行的预防措施，促进安全生产。主题词：活塞式空压机；积碳自燃；预防措施伍曙光（东风科技汽车制动系统公司）工艺改善－40－《装备维修技术》2009年第2期（总期第132期）速度随着温度、氧的分压力，起催化剂作用的铁或氧化铁的微粒的增加而增加，氧化反应会提高油的粘度

2、，如果油在热区停留的时间充分，就可能在压缩机排气系统形成积碳。这些积碳继续氧化，由于氧化反应产生放热现象，因此，就存在着自燃的必要条件。实际上，氧化反应产生的热一方面被积碳层上面的空气流冷却并带走，另一方面通过积碳层传给所处的金属壁带走，当不能及时带走氧化反应产生的热量，积碳层的温度就升高，在特殊情况下，会达到积碳层自燃的温度，而产生足够大的热量消弱或熔化压力系统内的金属，虽然不发生真正的爆炸，但这种器壁的突然损坏会被误认为是爆炸。研究表明，引起油着火，必须具有一定厚度的积碳层（0．7Mpa工作压

3、力下约25mm），周围温度要在＋150℃和一定的限制热量通过积碳层传导的孔隙度。在这些条件下，当积碳层上面流动的压缩空气过多地减少时，引起散热速度降低就会起火。这种情况会在休息、换班或当压缩机处在无负荷运行时发生，或者当空气流动情况不变，而积碳层产生的热量使其内部的温度高于自燃温度的情况下也会发生着火现象。因机械冲击以及静电等产生的火花，或因空压机二级排气温度过高，也会使积碳着火燃烧。积碳燃烧时，燃烧使积碳中的油迅速汽化，当可燃性的碳化氢在压缩空气中达到一定的浓度、且积碳达到一定厚度时，就可能造成

4、空压机系统燃烧爆炸。空压机的燃烧与爆炸通常发生在排气管、后冷却器和储气罐附近。当压缩空气管线中含有大量积碳和机油时，还可引起管线连锁爆炸，造成更为严重的后果。3预防措施3．1加强冷却排气温度对润滑油氧化速度影响最大。从60℃开始，油温每升高10℃，油的吸氧速度提高1．5倍，氧化速度提高2～3倍。如果空气压缩机排气温度低于140℃，通过排气系统热区的传送速率足以防止固态沉积物形成。超过140℃时，固态沉积物就能形成，形成速度随温度增加而增加。氧化反应是放热反应，因此，固态沉积物和吸附的油连续氧化，导

5、致热量产生。通过排气管道，热可散失，排出空气的“冷却”作用有助于防止温度急剧升高。然而，随着沉积物厚度增加，热的散失减少，沉积物的温度能够增加，直到它的自燃温度。一旦燃烧发生，剩下的沉积物为剧烈着火提供了燃料，足以烧坏后冷却器，或者降低管道和容器的强度，使它们在压力条件下爆炸。因此，应使冷却水进出口水温的差值控制在15～20℃范围，冷却器和气缸出口处的水温应≤40℃，以保证各级排气温度符合要求。由于空压机冷却水量不足、水质不好、入水温度过高以及冷却水套结垢等会降低冷却效果，所以，通常采取以下措施：

6、1）控制冷却水水质如果有条件，最好使用无杂质以及软化处理过的冷却水，以防止冷却器水管及气缸冷却水套结垢，提高其传热性。酸性水具有腐蚀性，不能作为空压机的冷却水。对于循环使用的冷却水系统，要确保循环水的品质，外露的循环水池和冷却塔等设施要定期清洗、清扫，每年至少一次，除去杂物和泥垢，避免污染设备冷却系统和保证冷却效果。2）调节冷却水量冷却水的消耗量是依据被冷却气体的热负荷和温差而异，为此，应随时监测，进行调节，确保用量，避免排气温度过高。夏季高温季节尤其应该注意。3）除垢为了提高换热能力，降低排气温

7、度，空压机的冷却器每半年需除垢一次，气缸水套每年应清洗一次，可用5％～10％的盐酸溶液等清洗。3．2严格控制润滑油的质量和用量3．2．1油质压缩机油是产生积碳的内因，如选用的压缩机油在使用过程中不产生积碳或积碳量很微，那未压缩空气系统燃烧爆炸的隐患即可消除。对选用的润滑油，要求其闪点、粘度、氧化稳定性及热氧化安定性应符合规定。应使用与良好的气缸和填料相适应的最低粘度等级油。压力到30bar，排气温度到140℃，常规粘度等级68号直馏矿物油一般是令人满意的。对更高压力或温度，应该使用专门的往复空气压

8、缩－41－机油。大多数矿物油是两个或两个以上不同粘度基本组份的混和物，正是这些混和物的较重成份具有在压缩机排气管线形成沉积物的倾向。为克服这种效应，已开发出含窄馏基本组份的专用空气压缩机油。此外，这些油含有在压缩机排气温度下，特别是在扮演助氧化催化剂角色的氧化铁存在的情况下延迟氧化速率的抗氧化剂。虽然这些新系列产品压缩机油一定会比常规润滑油好，但仍是以矿物油为基础的压缩机油，在使用时完全不积碳是不可能的，只能使它的积碳倾向尽可能减少。换句话说，就是采用了新系列产品压缩机油，对积碳引