Въздушен колектор на компресора
Основната опасност за съдовете на въздушните компресорни агрегати и въздуховодите е образуването на експлозивни смеси от масло и въздушни пари, както и образуването на оксиден филм от масло върху вътрешната повърхност на въздуховодите.
Ако концентрацията на маслените пари в сгъстения въздух достигне 6-11%, тази смес може да експлодира при температура около 200 ° C и дори при по-ниски температури, когато се използва нискокачествено компресорно масло.
Ако във въздуховодите се образуват пероксидни съединения, може да възникне експлозия при температура приблизително + 60 ° C, както и от удар и сътресение.
Разследванията на аварии с кораби на въздушни компресорни агрегати показаха, че не са спазени правилата за компресорните агрегати в предприятията, където са възникнали авариите, а именно:
а) компресорните цилиндри са смазани с масло с ниска точка на възпламеняване (190 ° C и по-ниска вместо нормалната +240 ° C), а в някои случаи дори с нетествано масло, въпреки прякото посочване на правилата за необходимостта да се провери в лабораторията, преди да се използва компресорно масло и да се предпази от замърсяване;
б) продухването на маслото на въздушните колектори и маслените сепаратори се извършва нередовно, въпреки че правилата задължават да се продухват всички съдове на компресорните агрегати всяка смяна;
в) поради липсата на байпасни линии и поради производствените условия въздушните колектори не спираха и не се почистваха периодично от масло, което трябва да се прави най-малко веднъж на шест месеца; също така въздуховодите не са почистени от маслени отлагания и въздуховодите, разположени между компресорите и ресивърите, не са промивани, което също трябва да се прави поне веднъж на всеки 6 месеца;
г) в някои случаи температуратасгъстен въздух поради недостатъчно охлаждане в едностепенни компресори надвишава 160 ° C, а в многостепенни компресори +140 ° C. По този начин температурата на сгъстения въздух във въздуховода се различава малко от точката на възпламеняване на маслото, въпреки че според правилата тази разлика трябва да бъде най-малко 75 ° C;
д) запалването на сместа от маслени пари с въздух в компресорните агрегати понякога се улеснява от неизправност на филтрите, които пропускат прах и ръжда с въздух от смукателните тръби за въздух в компресора.
Задание. Определете опасното налягане и мощността на експлозия на въздушния ресивер на компресора. Направете заключение за възможните причини за експлозията. Приемаме първоначалните данни съгласно таблицата. 2.3.1.
Даден (вариант 1): Обемът на въздушния колектор е 0,9 m 3, изработен от безшевна тръба с вътрешен диаметърDB = 0,3 m и дебелина на стената dc = = 3 mm. Известно е, че компресорът създава наляганеPK = 0,8 MPa, смазва се с компресорно масло M12 с температура на възпламеняванеTv = 489 K. При изследване на въздушния колектор е установено, че експлозията не е настъпила поради отслабване на конструктивните елементи.
Когато изчислявате за всички опции, вземете: време на експлозияtvz = 0,1 s; материал за въздушен колектор St20; sadd = 400 MPa; външна температура на въздуха 293 К.
Решение
1. Определете максимално допустимото налягане за резервоара за въздушен колектор:
MPa, (2.4)
приемайки минималното налягане на експлозияPvz = 1.25Padd, получавамеPsz= 8×1.25 = = 10 MPa.
2. Изчисляваме мощността на експлозията, като приемем, че цялата енергия се изразходва за работата на експлозията
, (2,5)
, (2.6)
J; (2,7)
kW,
къдетоAvz - енергия на сгъстен газ, J;t- време на експлозия, s;m- адиабатен индекс, за въздухm= 1,41;Pvz - налягане на експлозия, MPa;V- обем на въздушния колектор, m 3 ;Р0 - атмосферно налягане, 0,1013 MPa » 0,1 MPa.
Възможните причини за експлозията могат да бъдат:
- надценяване на максимално допустимото налягане в съда от източника на захранване. В нашия случай това предположение не може да причини авария, тъй като е изчислено, чеPadd = 8,0 MPa, а източникът на захранване създава налягане от само 0,8 MPa, т.е. 10 пъти по-малко от допустимото;
- повишаване на налягането поради запалване на маслено-въздушната смес, причинено от повишаване на температурата на средата, поради неизправност на охладителната система на компресора. За да тествате това предложение, трябва да определите температурата на въздуха след компресия в компресора
ДА СЕ.
T= 535 K, което е повече от температурата на възпламеняване на маслотоTv = 489 K.
Отговор: Налягане на експлозия 10 MPa, мощност 231330 kW. Най-вероятната причина за експлозията на въздушния колектор е повредата на охладителната система на компресора и повишаването на температурата на въздуха на въздушния колектор надTв масло-въздушната смес.