礦井通風(fēng)機(jī)維護(hù)及主要故障排除方法探究

寇琳娜

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)晉華宮礦， 山西 大同 037016）

引言

煤礦生產(chǎn)安全涉及人的生命安全，所以必須引起高度重視。近年來，我國已經(jīng)發(fā)生了多起煤礦安全生產(chǎn)事故，造成人員傷亡，引起了社會各界的高度關(guān)注[1]。煤礦開采過程中會涌出大量的瓦斯，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^一定程度時，可能會引發(fā)爆炸，是煤礦安全生產(chǎn)中的主要危險源。此外，煤礦內(nèi)部還有許多其他有毒有害氣體[2-3]。為了提升礦井工作環(huán)境，通常使用通風(fēng)機(jī)將井內(nèi)有毒有害氣體及時排出，同時向內(nèi)引入新鮮空氣，優(yōu)化礦井工作環(huán)境[4]?？紤]到通風(fēng)機(jī)在保障礦井安全生產(chǎn)方面發(fā)揮的重要作用，通常要求通風(fēng)機(jī)保持24 h 連續(xù)運行[5]。在惡劣的礦井工作環(huán)境下，通風(fēng)機(jī)由于長時間工作，特別容易出現(xiàn)各種故障問題，對煤礦生產(chǎn)安全構(gòu)成了一定程度的威脅[6]?；诖?，有必要對通風(fēng)機(jī)主要的故障問題進(jìn)行分析，并結(jié)合實踐經(jīng)驗，找到排除故障問題的方法。

1 通風(fēng)機(jī)及日常維護(hù)概述

1.1 通風(fēng)機(jī)概述

本文主要以FBCDZ-10-No30 型軸流式通風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行探討。軸流式通風(fēng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。通風(fēng)機(jī)整體機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括兩個電機(jī)、兩個葉輪、整流器、整流罩和擴(kuò)壓器等，結(jié)構(gòu)上整體呈現(xiàn)出左右對稱的布局。葉片安裝在葉輪上，并且具有一定角度，具體角度大小可以根據(jù)實際情況調(diào)整，確保通風(fēng)機(jī)的性能最優(yōu)。位于通風(fēng)機(jī)前端的整流器和整流罩的主要作用是確保進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣流呈線形流動，位于通風(fēng)機(jī)后端的擴(kuò)壓器的主要作用是降低氣體流動過程中產(chǎn)生的靜壓，提升設(shè)備工作效率。

圖1 軸流式通風(fēng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖

1.2 通風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)

為了提升礦用通風(fēng)機(jī)運行過程的可靠性和穩(wěn)定性，必須對其做好日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作，及時發(fā)現(xiàn)運行中存在的安全隱患并排除。

1.2.1 保障設(shè)備穩(wěn)定運行措施

每個班組都需要安排一名專職人員對礦用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行巡查，以便實時掌握通風(fēng)機(jī)的運行狀況，并做好相關(guān)記錄工作。巡檢過程中，如果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)存在小問題，不影響設(shè)備的安全運行，應(yīng)該做好記錄工作，以便后續(xù)停機(jī)時對其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。如果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)存在比較大的安全隱患，則應(yīng)該立即切換其他的通風(fēng)機(jī)開始運行，并對該通風(fēng)機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢修。

1.2.2 通風(fēng)機(jī)日常維護(hù)管理制度

為了保障通風(fēng)機(jī)的可靠安全運行，需要根據(jù)實際情況制定日常維護(hù)管理制度。具體內(nèi)容應(yīng)該重點包含以下幾點：

1）非通風(fēng)機(jī)機(jī)組人員不得操作通風(fēng)機(jī)設(shè)備，即便是本設(shè)備的操作人員，也應(yīng)該在多方確認(rèn)，保障安全的情況下才可以對設(shè)備進(jìn)行操作；

2）為了保障工作面的安全，通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒與工作面之間的距離不宜過大，通常需要控制在5 m 范圍以內(nèi)；

3）巡檢時需要對風(fēng)筒的位置和方向進(jìn)行檢查，確保正確，檢查風(fēng)筒是否存在破裂、脫節(jié)等故障問題，風(fēng)筒是否存在堵塞的問題；

4）考慮到軸承運行過程中會產(chǎn)生明顯的摩擦，為了降低軸承磨損，對軸承需要每間隔1 個月向內(nèi)部注入潤滑油脂，注入量為軸承空腔的50%左右。

1.2.3 發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重問題要馬上停機(jī)維修

日常維護(hù)過程中如果發(fā)現(xiàn)以下問題，需要馬上停機(jī)維修：一是軸承溫度過高時需停機(jī)檢修，具體表現(xiàn)為溫度超過80 ℃或者冒出白煙；二是電機(jī)溫度過高冒出白煙；三是整個通風(fēng)機(jī)設(shè)備出現(xiàn)了明顯的振動現(xiàn)象；四是通風(fēng)機(jī)設(shè)備發(fā)生了顯著的碰撞或設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)了比較大的異響。

2 通風(fēng)機(jī)主要故障分析

2.1 軸承箱體明顯振動

通風(fēng)機(jī)工作時經(jīng)常發(fā)生軸承箱體振動的故障問題，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生振動的原因是多方面的，主要包含以下幾個方面：

1）葉輪、葉片等旋轉(zhuǎn)體表面累積了一定的污染物或出現(xiàn)了局部磨損，導(dǎo)致葉輪出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象；

2）聯(lián)軸器發(fā)生了損壞；

3）軸承箱體使用的軸承本身存在質(zhì)量缺陷，或者工作時出現(xiàn)了損壞；

4）設(shè)備安裝使用的地腳螺栓出現(xiàn)了松動。

2.2 “失速”問題

軸流式通風(fēng)機(jī)正常風(fēng)流和“失速”風(fēng)流的對比情況如圖2 所示。正常情況下，空氣以特定的方向進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部，空氣進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部后沿著葉片兩側(cè)并順著葉片的輪廓線進(jìn)行流動，最終匯集。由于外部因素導(dǎo)致進(jìn)入葉片中的風(fēng)流方向出現(xiàn)偏離，空氣無法沿著葉片輪廓線流動，呈現(xiàn)出了一定的角度，風(fēng)流發(fā)生偏離，無法有效匯集，這種情況會導(dǎo)致葉片尾端產(chǎn)生渦流區(qū)，這就是所謂的“失速”現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備長時間處于“失速”狀態(tài)時，通風(fēng)機(jī)輸出的流量不穩(wěn)定，能耗呈現(xiàn)比較大的波動，嚴(yán)重時使設(shè)備產(chǎn)生振動現(xiàn)象，不利于通風(fēng)機(jī)長時間穩(wěn)定運行。

圖2 軸流式通風(fēng)機(jī)正常風(fēng)流和“失速”風(fēng)流對比圖

3 通風(fēng)機(jī)主要故障的排除方法

3.1 軸承箱體振動排除方法

如果是葉輪、葉片等旋轉(zhuǎn)體表面存在污染物，可用酒精或者煤油作為清潔劑，使用抹布把表面的污染物清理干凈即可。如果是葉片發(fā)生了磨損，且磨損量不是很大的情況下，可以通過配重法解決，如果磨損量較大，超過了葉片原始厚度的1/3，需要對葉片進(jìn)行更換。如果是聯(lián)軸器或者箱體內(nèi)的軸承本身出現(xiàn)了質(zhì)量問題，應(yīng)將通風(fēng)機(jī)拆開，并更換損壞的零部件。在拆卸和安裝聯(lián)軸器時，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。拆卸時要對聯(lián)軸器進(jìn)行加熱，使其發(fā)生膨脹。安裝連軸器和軸承時通過墊片和專業(yè)工具確保安裝精度，要求聯(lián)軸器兩側(cè)的中心線誤差控制在0.05 mm 范圍內(nèi)。如果是地腳螺栓出現(xiàn)了松動，對其進(jìn)行緊固處理即可。同時需要確保所有地腳螺栓的位置精度，具體而言，螺栓之間的距離、距離差和圓距差分別控制在6～8 mm、<0.05 mm 和<0.05 mm范圍內(nèi)。

3.2 “失速”問題排除方法

通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)“失速”故障問題時，巡檢人員很難憑經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)問題，需要利用專門的檢測工具進(jìn)行檢測。軸流式通風(fēng)機(jī)“失速”現(xiàn)象檢測原理圖，如圖3 所示。該裝置安裝在葉輪機(jī)殼上，設(shè)置有兩個氣孔A、B，兩個氣孔中間通過擋板隔開。位于葉片兩側(cè)的氣流分別接入兩個氣孔，利用差壓開關(guān)對兩側(cè)的壓力差進(jìn)行檢測。如果兩個氣孔的氣壓保持平衡，說明不存在“失速”現(xiàn)象。相反的，如果兩個氣孔氣壓存在差異說明存在“失速”現(xiàn)象。導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)“失速”問題的原因在于葉片安裝角度不合適。如果檢測發(fā)現(xiàn)設(shè)備確實存在“失速”問題，只需調(diào)整葉片角度即可，直到“失速”現(xiàn)象消失為止。

圖3 通風(fēng)機(jī)“失速”問題檢測原理示意圖

4 結(jié)語

通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)設(shè)備中重要的構(gòu)成部分，在保障礦井工作面安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。其作用主要是向礦井內(nèi)部注入新鮮空氣，并將井內(nèi)的有毒有害空氣及時排出。通風(fēng)機(jī)的工作性質(zhì)決定了設(shè)備必須連續(xù)不間斷地工作，而礦井工作環(huán)境惡劣，所以通風(fēng)機(jī)運行時比其他設(shè)備更容易出現(xiàn)故障問題。為了提升通風(fēng)機(jī)運行的可靠性，必須強(qiáng)化日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作。本文主要以通風(fēng)機(jī)的“失速”問題和軸承箱振動問題為例，闡述了問題的排除方法。該方法操作簡單，效果明顯，可以為業(yè)內(nèi)通風(fēng)機(jī)的維護(hù)提供借鑒，并推廣使用。