Повітрозбірника компресора

Основною небезпекою для судин повітряно-компресорних установок та повітропроводів є утворення вибухонебезпечних сумішей парів масла та повітря, а також утворення на внутрішній поверхні повітропроводів окисної плівки масла.

Якщо концентрація парів олії в середовищі стисненого повітря досягає 6-11%, ця суміш може вибухнути при температурі близько 200 про З і навіть при більш низькій температурі, коли застосовується низькоякісна компресорна олія.

Якщо у повітропроводах утворюються перекисні з'єднання, вибух може відбутися при температурі приблизно + 60 о С, а також від удару та струсу.

Розслідування аварій із судинами повітряно-компресорних установок показали, що правила про компресорні установки на тих підприємствах, де траплялися аварії, не виконувались, а саме:

а) мастило циліндрів компресорів проводилося маслом з низькою температурою спалаху (190 про З і нижче замість нормальної +240 про З), а окремих випадках навіть неперевіреним маслом, попри пряме вказівку правил необхідність перед застосуванням компресорного масла перевіряти їх у лабораторії та оберігати від забруднень;

б) продування від олії повітрозбірників і маслоотделителей здійснювалася нерегулярно, хоча правила зобов'язували продувку всіх судин компресорних установок кожну зміну;

в) через відсутність обвідних ліній та за виробничими умовами повітрозбірники не зупинялися і не очищалися періодично від олії, що повинно проводитися не рідше одного разу на півроку; також не прочищалися від масляних нашарувань повітропроводи і не проводилося промивання повітропроводів, розташованих між компресорами та ресиверами, що також повинно проводитися не рідше одного разу на 6 місяців;

г) у деяких випадках температурастиснутого повітря внаслідок недостатнього охолодження в одноступінчастих компресорах перевищувала 160 про З і багатоступінчастих +140 про З. Таким чином, температура стиснутого повітря в повітропроводі мало відрізнялася від температури спалаху масла, хоча, згідно з правилами, ця різниця повинна бути не менше 75 °С;

д) займання суміші парів масла з повітрям в компресорних установках іноді сприяла несправність фільтрів, що пропускали з повітрям пил і іржу з труб підсмоктування повітря в компресор.

Завдання. Визначити небезпечний тиск та потужність вибуху повітрозбірника компресора. Зробити висновок щодо можливих причин вибуху. Вихідні дані приймаємо за табл. 2.3.1.

Дано (варіант 1): Об'єм повітрозбірника 0,9 м 3 виготовлений з безшовної труби з внутрішнім діаметромDВ = 0,3 м і товщиною стінки dс = = 3 мм. Відомо, що компресор створює тискРК = 0,8 МПа, змащується компресорним маслом М12 з температурою спалахуТв = 489 К. При огляді повітрозбірника встановлено, що вибух стався не з- через ослаблення елементів конструкції.

При розрахунках всім варіантів прийняти: час вибухуtвз = 0,1 з; матеріал повітрозбірника Ст20; sдоп = 400 МПа; температура зовнішнього повітря 293 К.

Рішення

1. Визначаємо гранично допустимий тиск для бака повітрозбірника:

МПа, (2.4)

прийнявши мінімальний тиск вибухуРвз = 1,25Рдод, отримаємоРсз= 8×1,25 = = 10 МПа.

2. Розраховуємо потужність вибуху, взявши, що вся енергія витрачається на роботу вибуху

, (2.5)

, (2.6)

Дж; (2.7)

кВт,

деАвз - енергія стиснутого газу, Дж;t- час вибуху, с;m- показник адіабати, для повітряm= 1,41;Рвз - тиск вибуху, МПа;V- обсяг повітрозбірника, м 3;Р0 – атмосферний тиск, 0,1013 МПа » 0,1 МПа.

Можливими причинами вибуху можуть бути:

- Завищення гранично допустимого тиску в посудині від джерела живлення. У разі дане припущення неспроможна спричиняти аварії, оскільки розраховано, щоРдоп = 8,0 МПа, а джерело живлення створює тиск всього 0,8 МПа, тобто. у 10 разів менше від допустимого;

- Підвищення тиску за рахунок займання маслоповітряної суміші, викликаного підвищенням температури середовища, у зв'язку з несправністю системи охолодження компресора. Для перевірки даної пропозиції потрібно визначити температуру повітря після стиснення компресора

До.

Т= 535 К, що більше температури спалаху оліїТв = 489 К.

Відповідь: Тиск вибуху 10 МПа, потужність - 231330 кВт. Найбільш ймовірною причиною вибуху повітрозбірника є відмова системи охолодження компресора та підвищення температури середовища повітрозбірника понадТв маслоповітряній суміші.

---