PTC陶瓷加熱器替代普通加熱器在牙輪鉆機(jī)上的使用方案

(本鋼礦業(yè)南芬露天礦穿鑿作業(yè)區(qū)，遼寧 本溪 117014)

1 概述

國內(nèi)YZ系列牙輪鉆機(jī)和KY系列牙輪鉆機(jī)上使用的加熱器，主要安裝在鉆機(jī)操作室及機(jī)械室，操作室的作用是冬季取暖用，機(jī)械室的作用是對空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行保溫，防止空壓機(jī)管路油凝，循環(huán)不暢，冬季機(jī)械室溫度低于10 ℃時，空壓機(jī)啟動回路斷開，空壓機(jī)無法啟動，鉆機(jī)就無法正常作業(yè)。另外，機(jī)械室溫度過低，油路循環(huán)不暢，自動潤滑系統(tǒng)也將無法正常工作，機(jī)臺加熱器選用的是NFP型加熱器，加熱器功率為6～7.5 kW，加熱器發(fā)熱部件的加熱管選用的是普通帶散熱片用鎳鉻電阻絲作為加熱管內(nèi)發(fā)熱體，目前國內(nèi)牙輪設(shè)備、電鏟等一些設(shè)備上使用的都是選用此種型號的加熱器。

2 普通鎳鉻電阻絲為發(fā)熱體的加熱器的不足

NFP型普通加熱器，加熱管選用的是普通帶散熱片的加熱管為鎳鉻電阻絲為發(fā)熱體，目前我國鉆機(jī)、電鏟、及一些碎礦、排巖等設(shè)備設(shè)施上使用的都是選用此種加熱器。NFP加熱器發(fā)熱電阻棒內(nèi)采用的是鎳鉻電熱絲加熱，鎳鉻電熱絲易損壞、壽命短，使用壽命在3 000 h左右，開機(jī)瞬間電流大，也是對發(fā)熱管一種傷害，加熱器內(nèi)風(fēng)機(jī)一旦故障損壞停轉(zhuǎn)，加熱管會嚴(yán)重發(fā)熱，極容易損壞，鉆機(jī)工作場地一般都是在采場，采場大電鏟或者排巖機(jī)高壓大電機(jī)啟動作業(yè)時，由于啟動電流大，網(wǎng)絡(luò)電壓波動較大，對加熱器壽命影響非常大，過高的網(wǎng)絡(luò)電壓會瞬間燒毀加熱器，鎳鉻電阻絲作為發(fā)熱源的普通加熱器，只要接通電源，就處于熾熱狀態(tài)，一旦加熱器風(fēng)機(jī)損壞，熱保護(hù)失效，加熱器發(fā)熱管發(fā)紅直至出現(xiàn)明火，這種情況不及時停機(jī)，加熱管基本就會損壞；同時，進(jìn)入冬季，加熱器附近也是設(shè)備重點(diǎn)防火區(qū)域，設(shè)備上因為加熱器故障引起火災(zāi)事故時有發(fā)生，造成損失程度大小不一，損失程度與現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的時間及時不及時有關(guān)，如果發(fā)現(xiàn)不及時，嚴(yán)重時甚至?xí)龤гO(shè)備，帶來的損失更是無法估量，如果作業(yè)區(qū)的每個鉆機(jī)機(jī)臺裝機(jī)量是4臺， 電鏟機(jī)臺裝機(jī)量是8臺，如果提高加熱器的功率，大功率加熱器電鏟也需要配置3～4臺， 一個中型礦山需要配置5～8臺鉆機(jī)，配套電鏟按照5～8臺計算，就算其他作業(yè)區(qū)設(shè)備需求忽略不計，每年也需要新更換加熱器上百臺，一個大型礦山配置就得乘以倍數(shù)來計算了，由于采場網(wǎng)絡(luò)電壓一般波動都比較大，加熱器損壞主要有加熱管、吹風(fēng)電機(jī)，維護(hù)人員日常維修量大，修舊量大，設(shè)備冬季因加熱器損壞，造成低溫啟動不了設(shè)備，停機(jī)小時增加，影響機(jī)臺作業(yè)效率，影響礦山產(chǎn)量，嚴(yán)重者甚至?xí)鰤脑O(shè)備。因此，加熱器更新?lián)Q代很有必要。

3 PTC陶瓷發(fā)熱片熱風(fēng)加熱器鉆機(jī)使用可行性分析

PTC加熱器又叫PTC發(fā)熱體，采用PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成。該類型PTC加熱器具有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，是一種自動恒溫、省電的電加熱器。突出特點(diǎn)在于安全性能，任何應(yīng)用情況下均不會產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象，避免了燙傷、火災(zāi)等安全隱患。根據(jù)現(xiàn)場使用實(shí)際情況選型，建議機(jī)臺改型選用PTC陶瓷加熱器，PTC陶瓷加熱片是一種熱敏電阻，由于PTC原件的電阻溫度特性決定，元件在工作時可根據(jù)自身的溫度自動調(diào)節(jié)自身的電阻，發(fā)熱體的電阻一變化，輸出功率自然也隨之變化，這是第一個質(zhì)的飛躍。所以由PTC元件組成的PTC加熱器，可以不用其他控制設(shè)備而自動調(diào)節(jié)發(fā)熱功率。這樣，當(dāng)空壓機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，加熱器根據(jù)機(jī)械室實(shí)際情況自動調(diào)整功率，乃至停機(jī)，減少了不必要的浪費(fèi)，且永遠(yuǎn)不會超溫，經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效。在加熱器內(nèi)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時停轉(zhuǎn)時，即遇風(fēng)機(jī)故障停轉(zhuǎn)時，PTC加熱器因得不到充分散熱，其功率會自動急劇下降，此時加熱器的表面溫度維持在居里溫度左右(一般在250 ℃上下)，從而不致產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象。而且PTC元件在工作時不發(fā)紅、無明火，這不但保證了整套設(shè)備的安全，同時也減少了不必要的熱量損失，PTC陶瓷加熱器由于其半導(dǎo)體特性，徹底杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生，安全特性極佳，這是第二個質(zhì)的飛躍。普通加熱器在加熱狀態(tài)對震動抗震的效果一般，固定廠房使用好些，采場設(shè)備在作業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備移動時，震動較大，老式加熱器極易受到損壞，檢維修工作量增大，維修車輛出車頻次加大，同時會給生產(chǎn)帶來一定的影響，PTC陶瓷加熱器使用的PTC陶瓷加熱片是熱敏電阻，抗震性極好，這是第三個質(zhì)的飛躍。PTC元件使用壽命長達(dá)10 000 h以上，普通加熱器的使用壽命是3 000 h，經(jīng)過一個冬季使用基本就達(dá)到了使用壽命，這還不包括在日常使用過程中，因為網(wǎng)絡(luò)電壓波動、設(shè)備震動、損壞更換和維修數(shù)量，PTC陶瓷加熱器比電阻絲制作的加熱器使用壽命長很多，達(dá)到3倍以上。由于PTC加熱器對電壓適應(yīng)范圍寬，可在12～380 V根據(jù)需要設(shè)計工作電壓：當(dāng)工作電壓變化 2 倍時，表面溫度的變化非常小，因此不會因為電源電壓波動而影響功率輸出，日常使用更加穩(wěn)定、可靠，故障率極低，這是它的第四個質(zhì)的飛躍。新型加熱器價格每臺為普通加熱器價格的150%左右，技術(shù)替代初期費(fèi)用有增加，但經(jīng)過一個使用周期后，經(jīng)濟(jì)效益提升是毋庸置疑的；同時也減少維修時車輛和人工成本支出。

加熱器更新?lián)Q代勢在必行，就像當(dāng)初照明行業(yè)更新?lián)Q代一樣，從普通白熾燈到日光燈更新到節(jié)能燈再到現(xiàn)在的LED照明，節(jié)能燈具和LED燈具價格高于白熾燈泡，但一路走來，人們已經(jīng)完全接受了節(jié)能燈具，因為它更加節(jié)能、高效、長壽、環(huán)保。因此，希望國內(nèi)制造廠家也能夠逐漸淘汰老式加熱器。

如果國內(nèi)鉆機(jī)、電鏟、碎礦、排巖、及廠房等設(shè)備、設(shè)施上使用的NFP型加熱器，更新替代升級為PTC陶瓷加熱器，可節(jié)省加熱器備件采購成本：第一年支出的成本為原來冬季加熱器成本的150%，由于損壞較少，幾乎沒有損壞，第二年幾乎沒有加熱器的備件成本支處，第三年和第四年(以此類推)可減少原冬季加熱器備件申報總量的9/10。這樣計算下來，節(jié)省的加熱器材備件費(fèi)用支出將是一個非常大的數(shù)字，另外，更重要的一點(diǎn)是減少了電氣檢維修人員日常維修加熱器的工作量，提高了加熱器的安全可靠性能，最大程度降低了安全風(fēng)險，直接效益、間接效益和安全效益巨大。

4 結(jié)語

一個可行的合理化革新項目，追求的是企業(yè)的利益最大化，提高企業(yè)核心競爭力為目標(biāo)，也是現(xiàn)代化企業(yè)管理所追尋的，隨著企業(yè)的發(fā)展，有效合理利用能源、減少資源浪費(fèi)、降低安全生產(chǎn)設(shè)備事故，確保設(shè)備設(shè)施安全的重要性日益凸顯。因此，用PTC陶瓷加熱器替代普通加熱器在牙輪鉆機(jī)上使用方案能有效減少工況設(shè)備冬季取暖備件成本的支出、減少維修臺時、提高機(jī)臺生產(chǎn)效率、消除火災(zāi)安全隱患、節(jié)約能源，最大限度地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。