慧聪表面处理网：空压机担负着喷江涂时空气动力供给任务，同时它又是一种能耗较大的设备。但是，在空压机的运行过程中，往往由于冷却换热效果不好，导致空压机实际运行时间较短，机器停车与启动频繁，无法达到高效安全运行的要求。近年来，随着煤矿生产任务的加重以及空压机服务年限的延长，矿用空压机系统时常发生重大事故，如徐州某矿4#机组的Ⅱ级气缸排气室爆炸、恩口煤矿一号井的空压机积碳爆炸事故等，造成人员伤亡及重大经济损失。
1空压机故障原因分析
1.1故障类型
空压机主要有以下6种故障类型：①排气量不足；②压力不正常；③不能启动；④温度异常；⑤燃烧；⑥爆炸。其中第①、②种情况是由于零件磨损导致空压机各配合间隙的变化而引起的。第③种情况主要是由于空压机的监探装置失灵而引起的。第④种情况主要是冷却系统故障导致的，而温度异常又是引起机组燃烧或爆炸的直接原因。本文将④、⑤、⑥3种情况综合在一起加以讨论。
1.2故障原因
引起空压机故障的原因很多，既有设计制造上的原因，也有操作维护及管理上的原因。本文将着重讨论引起空压机温度异常、燃烧及爆炸的原因。
1.2.1空气进入冷却系统
空气进入冷却系统将引起空压机故障。空压机运行时若有空气串入冷却水系统中，将使空压机因冷却不良，温度升高而引发事故。
1.2.2冷却系统结垢
冷却系统结垢将引起空压机故障。冷却系统结垢，使冷却水不能有效地与气缸进行换热，导致气缸运行温度升高而引发事故。据调查，造成空压机冷却效果不好的原因，一是冷却系统的结构存在着设计制造的缺陷；二是冷却水质差，硬度高且存在杂质，结垢也是不可避免的。这是因为冷却水在运行过程中，当经过换热器时，重碳酸根分解失去平衡，碳酸根离子浓度增加，与水中钙离子生成碳酸钙。碳酸钙的溶解度较低，在设备受热表面沉积，形成水垢。
由于水垢的导热系数低（仅为钢材的4.0%左右），随着垢层的加厚，冷却水管的水流通径变小，造成空压机冷却水与气缸体之间的换热效率大大降低，进一步加剧垢层的生长。而空压机冷却系统一旦结垢将会严重威胁空压机的安全运行，首先，垢层部分会形成贫氧区，与冷却系统中的金属产生氧浓差电池效应，引起电化学腐蚀；其次，垢层内部造成嫌氧条件，给硫酸盐还原菌创造生长条件，并加速垢层的生长。垢层的存在将影响空压机效率的提高，造成空压机能耗的增加，严重者将引起空压机着火、爆炸等重大事故，造成人员伤亡及巨大经济损失。
1.2.3机组系统积碳
机组系统积碳将引起空压机故障。维护良好的空压机组只形成轻微的积碳，轻微的积碳不会影响空压机的安全运行。严重的积碳在高温状态下将导致空压机着火燃烧，甚至爆炸。积碳的形成主要与以下因素有关。
（1）机房附近空气不干净和空气过滤不合要求。
（2）润滑油供给过量，则易形成积碳。
（3）供气系统存在铁或氧化微粒等催化剂，加速润滑油的氧化。
（4）空压机在运行过程的污水污油沉积在后冷却器及储气罐底部，由于排放不及时，污油被高温蒸发，也易形成积碳。
（5）冷却系统工作异常，冷却管路、冷却器、气缸水套结垢，冷却效果差，气缸高温运行引起润滑油温度过高，形成积碳。
由于积碳本身易燃易爆，此时若遇积碳自燃、油质劣化闪点降低、排气管或气缸等温度过高或受机械冲击、气流中硬质颗粒在运动中冲击或碰撞、静电积聚等，都能引起空压机系统燃烧，甚至爆炸。
2技术措施
2.1避免空气进入冷却系统
为防止空气进入冷却系统，可在冷却水出水管线上安装一个水表外壳，一时有空气串入冷却系统，就会在表镜上看到许多气泡，以便及时发现故障，并进行处理。
2.2避免冷却系统结垢
冷却系统结垢是空压机故障的主要原因。为了解决这一问题，国内外许多学者进行了大量的研究工作，并取得了一些研究成果。主要是：
（1）加强冷却水水质的监控与管理。
（2）对冷却器进行技术改造。有资料表明，使用铜制波纹管冷却器芯效果较好。
（3）定期对空压机进行清洗（除垢）。除垢方法包括是机械除垢法和化学除垢法很难清除干净，所以，目前的除垢方法以化学垢法为主。
2.3避免形成积碳
为了防止积碳的形成，应采取以下技术措施：
（1）改善机房周围的环境，保持空气干净清洁。
（2）正确选择润滑油，建立完善的空压机润滑油采购、检验、验收管理制度。
（3）确定合适的供油量。若润滑油供给过多，则易形成积碳。然而也不能过少，供油过少，气缸润滑不良，容易烧缸。
（4）建立经检查和清除积碳为主的小修周期。
（5）将普通塑料排气管改为抗静电塑料管，并对管路可靠接地，以防止产生静电。
（6）加强管理，严格工艺纪律，加强操作维修人员的技术培训和思想教育。
3循环水阻垢新技术
化学除垢在工业上的应用已比较普遍。尽管国内化学除垢的研究和应用起步较晚，但是经过有关单位不懈努力，已取得了许多研究成果，并且对一般工业循环水系统中的一些常用换热设备，开发了相应的化学除垢工艺。然而，对于煤矿空压机系统的除垢，目前尚缺乏成熟的工艺。其原因主要是：①煤矿空压机循环水系统与一般工业循环水系统相比有其特殊性，其结垢机理较为复杂；②空压机气缸水套的结构比较复杂，一般的化学除垢工艺不能彻底清除其中的水垢。
我国煤矿空压机系统采用敞开式循环水冷却方式，冷却系统主要由换热器（包括中间冷却器、气缸水套、润滑油冷却器）、管道和冷却塔等组成。
