Онлайн учебник по охране труда
Глава 12. Безопасность эксплуатации компрессоров, насосов, газгольдеров > 12.1. Компрессоры

Компрессоры

Компрессоры используются для сжатия и перемещения воздуха, различных газов и их смесей под давлением не ниже 115 кПа.

По принципу действия компрессоры подразделяются на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры применяют в основном для компримирования  больших объемов газа до давления 3 МПа, поршневые — для создания более высоких давлений.

Взрывы при работе компрессоров могут происходить вследствие превышения давления и температуры сжимаемого газа сверх допустимых, а также образования взрывоопасных смесей кислорода воздуха с продуктами разложения смазочных масел. Кроме того, при эксплуатации компрессоров может происходить утечка в атмосферу взрывоопасных газов через неплотности в оборудовании, сопровождающаяся взрывом.

Процесс сжатия воздуха подчиняется закону, характеризуемому уравнением политропы:

где р – абсолютное давление воздуха, Па; 

      V – объем воздуха, м3;

      m – показатель политропы, т.е. процесса, при котором сохраняется постоянной теплоемкость системы.

Величина показателя политропы определяется из равенства

где с – удельная теплоемкость воздуха при рассматриваемых давлении и температуре, Дж/(кг·К);

      ,- удельная теплоемкость воздуха соответственно при постоянном давлении и постоянном объеме, Дж/(кг·К)


При сжатии температура воздуха значительно возрастает и может быть определена по формуле

где  Т1 – абсолютная температура воздуха до сжатия, К;

р1, р2 – абсолютное давление газа до и после сжатия, Па.

Например, если при давлении в цилиндрах 0,1 МПа температура воздуха  составляет 86 0С, то при 0,4 МПа – 1950С, а при 2,0 МПа – уже 4180С.  

Воздушные компрессоры представляют большую опасность, чем газовые, так как в них возможно образование взрывоопасных смесей в результате попадания горючих газов с забираемым воздухом, или смещения продуктов разложения смазочных масел с кислородом сжимаемого воздуха. Поэтому воздух забирают из зоны, не содержащей примесей горючих газов и пыли, на высоте не менее 3 м от уровня земли и очищают в фильтрах различной конструкции.

При сжатии газа взрывоопасная смесь может образоваться только при значительном разбавлении газа воздухом, что происходит только в результате аварии компрессорной установки. Повышение давления сжимаемого газа сверх допустимого может привести к разрыву отдельных элементов компрессорной установки. С возрастанием давления снижается также температура вспышки смазочного масла.

Смазочные масла при высокой температуре частично испаряются, а при излишне обильной смазке распыляются в сжимаемом воздухе в виде мельчайших брызг — тумана, образуя с воздухом взрывоопасные смеси. Таким образом, применение качественной смазки и надежное охлаждение компрессоров — основные требования их безопасности.

Вследствие высокой степени опасности компрессоров размещение их не допускается, если в  смежном  помещении  расположены  взрывоопасные   и   химические производства,    вызывающие   коррозию   оборудования   и вредно воздействующие на организм человека.

Запрещается установка  компрессорных  установок  под бытовыми, конторскими и подобными им помещениями.

Проходы в  машинном  зале  должны   обеспечивать   возможность монтажа  и  обслуживания  компрессора  с электродвигателем и быть не менее 1,5 м,  а расстояние между оборудованием  и  стенам зданий (до их выступающих частей) не менее 1 м. Двери  и  окна  помещения  компрессорной установки должны открываться наружу.  

Для  уменьшения  влияния  вибраций,  вызываемых  работой компрессоров, должны соблюдаться следующие условия:

а) площадки  между  смежными  фундаментами компрессоров должныбыть вкладными, свободно опирающимися на фундаменты;

б) трубопроводы,  присоединяемые  к  машине,  не  должны иметь жесткого  крепления  к  конструкциям  зданий;  при   необходимости применения     таких     креплений     должны    предусматриваться соответствующие компенсирующие устройства;

в) трубопроводы,    соединяющие    цилиндры    компрессора   с оборудованием  (буферные  емкости,  промежуточные   холодильники), должны иметь достаточную гибкость, компенсирующую деформации.

Температура  воздуха   после   каждой   ступени   сжатия компрессора   в   нагнетательных  патрубках  не  должна  превышать максимальных   значений,   указанных   в   инструкции   завода   - изготовителя,  и быть не выше 170 0С  для общепромышленных  компрессоров,  а для     компрессоров     технологического     назначения    должна соответствовать предусмотренной в технологических регламентах,  но не выше 1800С.

Воздушные компрессоры производительностью более 10 м3/мин.   должны   быть   оборудованы  концевыми  холодильниками  и влагомаслоотделителями. При  отсутствии  автоматической продувки ручная продувка влагомаслоотделителей   (промежуточных   и    концевого)    должна производиться  два  раза  в  смену,  если заводской инструкцией не предусмотрен более короткий период продувки.  Воздухосборники  или газосборники,   входящие   в   компрессорную   установку,   должны продуваться не реже одного раза  в  смену  при  наличии  концевых холодильника и влагомаслоотделителя и не реже двух раз в смену при их отсутствии.

Корпуса компрессоров, холодильников и влагомаслоотделителей должны быть заземлены.

Для безопасной эксплуатации компрессоров предусмотрена подача масла под давлением циркуляционными принудительными системами. Циркуляционная система смазки и промывки компрессоров снабжена фильтрующими устройствами для очистки масла от примесей. Для контроля давления масла в системе предусматривается установка манометра и клапанов. Все линии подачи масла в системе смазки цилиндров и сальников снабжены обратными клапанами. Смазка    компрессора   и   применяемые   масла   должны соответствовать инструкции завода - изготовителя либо рекомендации специализированной организации. На компрессорных установках необходимо  вести  ежесменную запись в журнале расхода смазочного масла.

Для смазки цилиндров компрессоров применяют масла с температурой вспышки выше 2000С и с температурой самовоспламенения не ниже 400°С.

Предотвращение повышения температуры сжижаемого газа сверх допустимой и, следовательно, для обеспечения их безопасной работы компрессорные установки снабжают надежной системой воздушного или водяного охлаждения. Режим работы системы охлаждения  должен  соответствовать требованиям   инструкции   по эксплуатации.

Для обеспечения безаварийной работы компрессорные установки  должны   быть   снабжены следующими контрольно - измерительными приборами:

а) манометрами, устанавливаемыми после каждой ступени сжатия и на линии нагнетания после компрессора, а также на воздухосборниках или газосборниках;  при давлении на последней ступени  сжатия  30 МПа и выше должны устанавливаться два манометра;

б) термометрами или другими датчиками для указания температуры сжатого  воздуха  или  газа,  устанавливаемыми  на  каждой ступени компрессора,  после промежуточных  и  концевого  холодильников,  а также  на  сливе  воды.  Замер  температуры  должен  производиться  стационарными ртутными (в металлическом кожухе) или электрическими термометрами   и  самопишущими  приборами.  Применение  переносных  ртутных   термометров   для   постоянного   (регулярного)   замера температур запрещается;

в) приборами  для  измерения  давления  и  температуры  масла, поступающего для смазки механизма движения.

Температуру замеряют ртутными термометрами (размещенными в металлическом кожухе), логометрами, милливольтметрами, электронными автоматическими мостами и потенциометрами.

Для измерения давления применяют пружинные манометры. Манометры высокого давления на линиях подвода взрывоопасных и токсичных газов оборудуют автоматически действующими запорными клапанами, а также защитными приспособлениями, препятствующими поражению персонала осколками в случае разрушения манометров.

Автоматизированные компрессорные установки, работающие на взрывоопасных и токсичных газах, оснащены приборами, сигнализирующими о появлении механических неисправностей, и отключающими устройствами. Они должны обеспечивать остановку двигателя компрессора или не допускать его включения, если это  необходимо. В случае изменения эксплуатационных параметров предусмотрена звуковая или световая сигнализация.

В зависимости от свойств  сжимаемых газов возникает необходимость соблюдения специальных требований безопасности.

Одним из основных условий безопасной эксплуатации газовых компрессоров является контроль состояния их герметичности, который осуществляют с помощью сигнализаторов горючего газа, связанных с аварийной вентиляцией в помещении компрессорной.

Обеспечению герметичности особое внимание уделяется при работе водородных компрессоров, так как нижний концентрационный предел распространения пламени очень низок – 4,2% по объему, и даже небольшое количество выделившегося водорода может привести к созданию в помещении взрывоопасной среды.

При сжатии кислорода необходимо исключить его контакт с любыми смазочными маслами, так как они быстро окисляются и воспламеняются. Поэтому для смазки используют водоглицериновую эмульсию, фторопластовые органические и другие смазки, не  окисляющиеся кислородом.

Особые требования безопасности предъявляются к ацетиленовым компрессорам, поскольку ацетилен обладает способностью к взрывному распаду при повышенной температуре. Безопасность работы в этом случае обеспечивается при использовании поршневых компрессоров с медленным ходом  поршня (со скоростью не более 0,7 м/с), создающих давление до 0,2-0,4 МПа, и применения усиленного охлаждения. Темпера
тура газа не должна превышать 100-1100С. Арматура и контрольно-измерительные приборы ацетиленовых компрессоров не должны содержать детали, изготовленные из меди и ее сплавов, а также из серебра, исключено применение серебряных припоев, так как образующиеся ацетилениды обладают взрывоопасными свойствами.

В компрессорах для сжатия хлора в качестве смазки используют концентрированную серную кислоту, так как обычные смазочные масла в атмосфере хлора подвергаются хлорированию.

Для сглаживания пульсаций давления сжатого воздуха или газа между поршневым компрессором и магистралью устанавливают буферные емкости, которые размещают вне помещений на открытой ограждаемой площадке. Они оснащены кранами для спуска воды и масла, манометрами и предохранительными клапанами, имеют лазы и люки для очистки. Между буферной емкостью и компрессором устанавливают обратный клапан.

Добавить комментарий