Воздухосборника компрессора

Определение давления и мощности взрыва

Исходные данные

№ п/п	Масса поднимаемого груза, т	Число ветвей стропа	Угол наклона ветви стропа, a	№ п/п	Масса поднимаемого груза, т	Число ветвей стропа	Угол наклона ветви стропа, a
					8,5
	1,5
					9,5
	2,5
					10,5
	3,5
	4,5
	5,5
	6,5
	7,5

Основной опасностью для сосудов воздушно-компрессорных установок и воздухопроводов является образование, взрывоопасных смесей паров масла и воздуха, а также образование на внутренней, поверхности воздухопроводов окисной пленки масла.

Если концентрация паров масла в среде сжатого воздуха достигает6—11 %, эта смесь может взорваться при температуре около 200 ^оС и даже при более низкой температуре, когда применяется низкокачественное компрессорное, масло.

Если в воздухопроводам образуются перекисные соединения, взрыв может произойти при температуре примерно + 60 ^оС, а также от удара и сотрясения.

Расследования аварий с сосудами воздушно-компрессорных установок показали, что правила о компрессорных установках на тех предприятиях, где происходили аварии не выполнялись, а именно:

а) смазка цилиндров компрессоров производилась маслом с низкой температурой вспышки (190 ^оС и ниже вместо нормальной +240 ^оС), а в отдельных случаях даже непроверенным маслом, несмотря на прямое указание правил о необходимости перед применением компрессорного мама проверять его в лаборатории и предохранять от загрязнений;

б) продувка от масла воздухосборников и маслоотделителей производилась нерегулярно, хотя правила обязывали производить продувку всех сосудов компрессорных установок каждую смену;

в) из-за отсутствия обводных линий и по производственным условиям воздухосборники не останавливались и не очищались периодически от масла, что должно производиться не реже одного раза в полгода; также не прочищались от масляных наслоений воздухопроводы и не производилась промывка воздухопроводов, расположенных между компрессорами и ресиверами, что также должно производиться не реже одного раза в 6 месяцев;

г) в некоторых случаях температура сжатого воздуха вследствие недостаточного охлаждения в одноступенчатых компрессорах превышала 160 ^оС и в многоступенчатых +140 ^оС. Таким образом, температура сжатого воздуха в воздухопроводе мало отличалась от температуры вспышки масла, хотя согласно правилам эта разница должна быть не меньше 75°С;

д) воспламенению смеси паров масла с воздухом в компрессорных установках иногда способствовала неисправность фильтров, пропускавших с воздухом пыль и ржавчину из труб подсоса воздуха в компрессор.

Задание. Определить опасное давление и мощность взрыва воздухосборника компрессора. Сделать заключение о возможных причинах взрыва.

Дано (вариант 1). объемом воздухосборника 0,9 м³, изготовленного из бесшовной трубы с внутренним диаметром D _В = 0,3 м и толщенной стенки d_с = 3 мм. Известно, что компрессом создает давление Р _К = 0,8 МПа, смазывается компрессорным маслом М12 с температурной вспышки Т _в = 489 К. При осмотре воздухосборника установлено, что взрыв произошел не из-за ослабления элементов конструкции.

При расчетах для всех вариантов принять: время взрыва t _вз = 0,1 с; материал воздухосборника Ст20; s_доп = 400 МПа; температура наружного воздуха 293 К.

Решение.

1. Определяем предельно допустимое давление для бака воздухосборника

МПа, (2.4)

приняв минимальное давление взрыва Р _вз = 1,25 Р _доп, получим Р _сз= 8×1,25 = 10 МПа.

2. Рассчитываем мощность взрыва, приняв, что вся энергия расходуется на работу взрыва

, (2.5)

где

, (2.6)

Дж; (2.7)

кВт,

где А _вз –– энергия сжатого газа, Дж;

t –– время взрыва, с;

m –– показатель адиабаты, для воздуха m = 1,41;

Р _вз –– давление взрыва, МПа;

V –– объем воздухосборника, м³;

Р ₀ –– атмосферное давление, 0,1013 МПа» 0,1 МПа.

Возможными причинами взрыва могут быть:

–– завышение предельно допустимого давления в сосуде от источника питания.

В нашем случае данное предположение не может служить причиной аварии, так как рассчитано, что Р _доп = 8,0 МПа, а источник питания создает давление всего 0,8 МПа, т.е. в 10 раз меньше допустимого;

–– повышение давления за счет воспламенения масловоздушной смеси, вызванного повышением температуры среды, в связи с неисправностью системы охлаждения компрессора. Для проверки данного предложения нужно определить температуру воздуха после сжатия в компрессоре

К.

Т = 535 К, что больше температуры вспышки масла Т _в = 489 К.

Ответ. Давление взрыва 10 МПа, мощность – 231330 кВт. Наиболее вероятной причиной взрыва воздухосборника является отказ системы охлаждения компрессора и повышение температуры среды воздухосборника свыше Т _в масловоздушной смеси.

Таблица 2.3

Дата добавления: 2015-06-27