范新榮 江投集團(tuán)安源煤業(yè)有限公司尚莊煤礦
煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)主要用于限制井下瓦斯使用,屬于安全裝備,可有效為井下空氣需求提供保障,確保井下工作人員順利完成各項(xiàng)工作,因此,該設(shè)備的使用與井下人員安全性密切相關(guān)。以往行業(yè)主要以電機(jī)熱狀態(tài)作為煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)穩(wěn)定性的評估指標(biāo),以基準(zhǔn)環(huán)境溫度作為前提,當(dāng)定子溫度、軸承溫度分別高于135、90℃,將會(huì)引發(fā)顯性或者隱性故障。因此,要求工作人員應(yīng)落實(shí)電機(jī)高溫度研究工作,并做好故障處理工作,為風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
結(jié)合礦區(qū)實(shí)際風(fēng)量需求,如果電機(jī)功率未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn),將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度過高。具體而言,由于部分工作人員預(yù)見性不足,風(fēng)機(jī)選型不當(dāng),在風(fēng)量需求不斷增加狀態(tài)下,風(fēng)機(jī)難以滿足風(fēng)量需求,只能通過調(diào)整電機(jī)頻率以及葉輪角度增加風(fēng)量,進(jìn)而增加電機(jī)負(fù)荷,導(dǎo)致電機(jī)溫度過高。同時(shí),還存在部分煤礦為實(shí)現(xiàn)節(jié)能,以變頻器完成供電操作,并將工頻電機(jī)作為變頻電機(jī)替代品使用,導(dǎo)致諧波交變磁場受到影響,增加電機(jī)溫度。另外,在未將運(yùn)行環(huán)境溫度因素考慮在內(nèi)的情況下,也會(huì)引發(fā)電機(jī)溫度過高情況。
當(dāng)前風(fēng)機(jī)主要以對旋結(jié)構(gòu)居多,驅(qū)動(dòng)使用等容量電機(jī),以額定工況作為前提,可根據(jù)公式P1=ρν(ν-Q/Ftan-1β12)Q完成兩級葉輪計(jì)算工作。其中,ν指葉輪圓周速度,F(xiàn)指風(fēng)筒過流面積,ρ指風(fēng)機(jī)氣體密度,Q指風(fēng)量,β12指一級葉輪出口氣流角[1]。受到前后葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足影響,將會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)電機(jī)氣動(dòng)性能,在通風(fēng)距離增加的情況下,將會(huì)導(dǎo)致二級電機(jī)呈現(xiàn)負(fù)載運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)而造成電機(jī)溫度過高情況。
對于電機(jī)而言,溫度保護(hù)十分重要,但是結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況,就目前而言,繞組整定溫度不合理情況的出現(xiàn)已經(jīng)較為普遍。針對F 級絕緣電機(jī),要求應(yīng)以155℃作為熱分等級,并設(shè)置報(bào)警溫度在135℃,該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相對較為寬泛,但是大部分煤礦均未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn),受到報(bào)警溫度較低影響,將會(huì)出現(xiàn)報(bào)警失誤情況,不利于煤礦正常運(yùn)行。
結(jié)合礦井產(chǎn)能規(guī)劃,合理對風(fēng)機(jī)及電機(jī)進(jìn)行選型,并根據(jù)實(shí)際風(fēng)量需求以及煤礦開采深度,確定風(fēng)機(jī)風(fēng)量,以風(fēng)機(jī)額定最高風(fēng)量作為參考,明確電機(jī)功率,并對其調(diào)頻范圍予以規(guī)定。以運(yùn)行工況角度出發(fā),風(fēng)機(jī)電機(jī)存在一定的特殊性,因此,在選型工作中,應(yīng)依據(jù)常態(tài)溫度,提高10℃環(huán)境溫度。
以設(shè)計(jì)角度出發(fā),工作人員應(yīng)以葉輪葉型結(jié)構(gòu)著手,做好調(diào)整工作,防止出現(xiàn)旋風(fēng)機(jī)功率情況。同時(shí),應(yīng)對旋葉輪扇葉數(shù)進(jìn)行造價(jià),確保其與整個(gè)結(jié)構(gòu)相匹配,并完成壓力負(fù)荷處理工作。針對不等功率電機(jī),并著重加強(qiáng)二級風(fēng)機(jī)電機(jī)處理,有效提升其服務(wù)系數(shù)??稍O(shè)計(jì)隔流罩在風(fēng)機(jī)中,使機(jī)身得到一定的延長,為外風(fēng)扇的使用創(chuàng)造空間。在了解風(fēng)機(jī)電機(jī)性能的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺,做好杜絕超高壓生產(chǎn)制造以及超頻率生產(chǎn)制造情況。另外,工作人員應(yīng)進(jìn)一步對風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行了解。優(yōu)化其負(fù)載特性,提高服務(wù)系數(shù)。
工作人員應(yīng)切實(shí)落實(shí)風(fēng)機(jī)電機(jī)維護(hù)工作,并根據(jù)絕緣等級,合理設(shè)定報(bào)警溫度,其中,針對F 級絕緣,報(bào)警溫度應(yīng)在135℃,針對H 級絕緣,則報(bào)警溫度應(yīng)該在155℃,以風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承型號作為依據(jù),結(jié)合煤礦實(shí)際工況,確定風(fēng)機(jī)電機(jī)注油操作。另外,工作人員應(yīng)明確行業(yè)維護(hù)規(guī)程,并以此作為依據(jù),科學(xué)使用工頻、變頻電機(jī),確保風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行有效性。
某礦區(qū)通風(fēng)機(jī)電機(jī)在定子、軸承溫度方面均高于報(bào)警溫度,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。具體對該礦區(qū)進(jìn)行分析,礦區(qū)內(nèi)共存在風(fēng)機(jī)兩對,其中,現(xiàn)場運(yùn)行風(fēng)機(jī)為2#風(fēng)機(jī),表1為該風(fēng)機(jī)具體參數(shù)。
表1 風(fēng)機(jī)與電機(jī)運(yùn)行參數(shù)
其中,在該風(fēng)機(jī)電機(jī)中,風(fēng)量、電機(jī)繞組報(bào)警整定溫度分別為5200m3/min、120℃。
具體對該風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度過高情況進(jìn)行分析,主要原因包括:(1)在案例風(fēng)機(jī)中,存在報(bào)警整定溫度較低的情況。(2)檢查風(fēng)機(jī)電機(jī)設(shè)備,可發(fā)現(xiàn)明顯氣動(dòng)性能不足情況,進(jìn)而導(dǎo)致對旋風(fēng)機(jī)功率受到影響,在該風(fēng)機(jī)電機(jī)中,存在電流相差較大的問題。(3)案例風(fēng)機(jī)電機(jī)選型相對較小,整個(gè)電機(jī)基本處于滿負(fù)荷狀態(tài),一旦風(fēng)量、溫度較高,電機(jī)將會(huì)呈現(xiàn)燒毀情況(4)礦區(qū)散熱條件相對較差,風(fēng)道風(fēng)速屬于微風(fēng)狀態(tài)。
結(jié)合上文具體情況,本文采取以下解決措施:(1)在有效確保生產(chǎn)安全性的情況下,合理調(diào)整電機(jī)頻率以及風(fēng)量,使其逐步下降到45Hz、4900m3/min,以免出現(xiàn)電機(jī)燒毀事件。(2)在2#風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中,可設(shè)置外聯(lián)風(fēng)口在1#風(fēng)機(jī)處,通過有效改造,經(jīng)測試,可有效降低一、二級風(fēng)機(jī)風(fēng)量,并且與礦區(qū)初期風(fēng)量要求相符,但是在為滿足后續(xù)工作需求,還需要進(jìn)一步落實(shí)改造工作。(3)在1#風(fēng)機(jī)應(yīng)用過程中,可對2#風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理調(diào)整,保持二級電機(jī)為250kW,然后啟動(dòng)2#風(fēng)機(jī),再次調(diào)整1#風(fēng)機(jī),使其二級電機(jī)為250kW,所有風(fēng)機(jī)均需要做好風(fēng)露優(yōu)化處理,并以絕緣等級作為參考,合理設(shè)定報(bào)警溫度[2]。通過使用上文處理措施,通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度過高問題得到有效處理,運(yùn)行已經(jīng)趨于穩(wěn)定,具體數(shù)據(jù)見表 2。
表2 改造后風(fēng)機(jī)與電機(jī)運(yùn)行參數(shù)
受到選型、設(shè)計(jì)、制造條件、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)影響,在未有效細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下,加之立法、執(zhí)法跟進(jìn)情況不佳,均會(huì)引發(fā)電機(jī)溫度過高情況,對電機(jī)運(yùn)行十分不利。因此,本文以實(shí)例出發(fā),在使用應(yīng)急方法的基礎(chǔ)上,有機(jī)結(jié)合根本解決方法,建立在有效措施基礎(chǔ)上,在最大程度上避免電機(jī)溫度過高情況出現(xiàn)。