淺談煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高故障研究與解決應(yīng)用

鄧良峰

摘要：煤礦通風(fēng)機(jī)的電機(jī)是保障井下面空氣需求的非常重要的設(shè)備，能夠防止井下瓦斯超過額定限度，所以我們應(yīng)該全面的分析煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高的故障原因，本文從選型、試驗(yàn)和設(shè)計(jì)制造以及使用維護(hù)這四個(gè)方面入手分析，然后再從選型、立法監(jiān)督和設(shè)計(jì)以及加強(qiáng)執(zhí)法這四個(gè)方面找出科學(xué)合理的解決對策，確保煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度計(jì)的故障不再發(fā)生，給井下工作人員的人身安全提供保障。

關(guān)鍵詞：解決應(yīng)用；電機(jī)；煤礦風(fēng)機(jī)

由于煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)非常重要，所以人們對于其故障的研究越來越重視，而旋轉(zhuǎn)類的電機(jī)出現(xiàn)故障大部分都是熱狀態(tài)異常，所以要想解決旋轉(zhuǎn)電機(jī)的熱故障就需要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，因此，對電機(jī)熱狀態(tài)的不間斷的檢測是對煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)穩(wěn)定度監(jiān)測的一種很有效的辦法。而煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度超限主要指的是在基準(zhǔn)的環(huán)境溫度下，煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)的定子和軸承的溫度過高，這會導(dǎo)致顯性故障和隱性故障兩種，其中顯性故障主要是因?yàn)殡姍C(jī)的溫度過高，超過了報(bào)警溫度，然后導(dǎo)致了電機(jī)無法繼續(xù)正常的運(yùn)行，使得風(fēng)機(jī)沒有辦法進(jìn)行通風(fēng)操作，使得煤礦的安全得不到保障。而隱形故障主要是因?yàn)殡姍C(jī)長期處于報(bào)警溫度附近運(yùn)行，使得電機(jī)的絕緣繞組系統(tǒng)的老化速度變快，從而導(dǎo)致了電機(jī)無法使用較長的時(shí)間，一旦較長時(shí)間運(yùn)行電機(jī)很有可能導(dǎo)致電機(jī)的損壞。顯性故障比較直接容易引起人們的重視，而隱性故障雖然導(dǎo)致的后果很嚴(yán)重，但是相對較難引起人們的重視，所以說最好的辦法就是減少故障的發(fā)生。

1 煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高故障研究

1.1 選型原因

電機(jī)功率和風(fēng)量需求不相匹配。通過調(diào)查研究煤礦企業(yè)的煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高的原因，發(fā)現(xiàn)部分煤礦企業(yè)在選擇通風(fēng)機(jī)的類型的時(shí)候，只把眼光放在當(dāng)下，沒有考慮長遠(yuǎn)，但是根據(jù)正常的工作的情況和企業(yè)的發(fā)展，工作會越做越深，越做規(guī)模越大，在工作當(dāng)中提供的風(fēng)量已經(jīng)無法滿足工作需要的風(fēng)量，也就是原來的風(fēng)機(jī)可以提供的風(fēng)量不足，使得風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量滿足不了工作深入的需求，于是有的煤礦就通過改變風(fēng)機(jī)的功率或者試圖調(diào)整葉輪的角度來使風(fēng)量增加，但是通過這種方法增加風(fēng)量也會使電機(jī)的負(fù)荷增大，電機(jī)的功率超出其額定功率，電機(jī)的溫度便會上升的很快，調(diào)整快便會超過極限報(bào)警溫度，有個(gè)簡單的例子，山西臨汾的某一個(gè)煤礦，在建國的時(shí)候風(fēng)機(jī)的風(fēng)量相對于當(dāng)時(shí)的工作是足夠充裕的，但是隨著工作的發(fā)展，風(fēng)量需求慢慢增大，就導(dǎo)致了煤礦企業(yè)不得不通過一些措施提高風(fēng)量，這個(gè)企業(yè)采用的是調(diào)整葉輪的角度，但是這種方法雖然加大了風(fēng)量，但是卻也使風(fēng)機(jī)的溫度經(jīng)常升高超過了極限報(bào)警溫度，這也是的這個(gè)煤礦企業(yè)不得不拋棄原來的風(fēng)機(jī)換用更大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)，而這因?yàn)殡姍C(jī)溫度過高，也導(dǎo)致了企業(yè)的損失。

以工頻電機(jī)代替變頻電機(jī)。煤礦風(fēng)機(jī)為了減少耗能，使用變頻器供電，但是有的煤礦卻把工頻電機(jī)當(dāng)成變頻電機(jī)來使用，但是變頻電源當(dāng)中卻存在有大量的諧波，這也就導(dǎo)致了變頻電源給工頻電機(jī)供電之后諧波會使磁場發(fā)熱，然后電機(jī)的溫度就會升高。如果長期用工頻電機(jī)代替變頻電機(jī)的話，變頻電源的脈沖的沖擊還會使電機(jī)的絕緣系統(tǒng)發(fā)生老化，從而可能出現(xiàn)電機(jī)突然燒毀的嚴(yán)重情況。

煤礦企業(yè)管理人員沒有對電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境溫度進(jìn)行掌握分析，對于風(fēng)機(jī)在某些特殊的環(huán)境當(dāng)中的運(yùn)行溫度的考慮不夠全面。根據(jù)調(diào)查和采訪的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了一些煤礦企業(yè)對于煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)選型方面考慮的不夠，就比如沒有考慮到煤礦電機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度的特殊性，只是簡單地統(tǒng)一參考國標(biāo)規(guī)定當(dāng)中的四十?dāng)z氏度的環(huán)境溫度限值并將其當(dāng)做電機(jī)考核溫升的要求標(biāo)準(zhǔn)，但是這樣做并不準(zhǔn)確。其原因簡單來說是風(fēng)機(jī)電機(jī)如果放置在隔流腔內(nèi)，其空間環(huán)境是密閉的，并且其條件上也有限制，比如說冷卻條件的不足，使得這個(gè)環(huán)境下的風(fēng)機(jī)電機(jī)的溫度比正常情況下的風(fēng)機(jī)電機(jī)的溫度高，并且高出十?dāng)z氏度左右，如果在這種溫度下企業(yè)相關(guān)人員仍然按照常態(tài)的環(huán)境溫度來對電機(jī)進(jìn)行選型就會使電機(jī)在運(yùn)行過程當(dāng)中超過額定的功率，從而使風(fēng)機(jī)電機(jī)的溫度超過極限報(bào)警溫度。

1.2 制造與試驗(yàn)原因

風(fēng)機(jī)企業(yè)的試驗(yàn)條件不足。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，大部分的風(fēng)機(jī)企業(yè)的制造和試驗(yàn)的能力還比較低，有的制造廠的電源等級很低卻生產(chǎn)出超過自身試驗(yàn)?zāi)芰Φ碾妷旱燃壓芨叩娘L(fēng)機(jī)，使得型式試驗(yàn)無法按照額定電壓完成，直到了工廠使用運(yùn)行階段才發(fā)現(xiàn)電機(jī)的溫度過高。

修理企業(yè)不具備試驗(yàn)條件。煤礦當(dāng)中使用量比較大的一個(gè)電機(jī)就是防爆電機(jī)，并且大多數(shù)煤礦企業(yè)都開始自己建立電機(jī)修理廠，但是大多數(shù)的自己建立的電機(jī)修理廠的技術(shù)不夠，修理人員的技術(shù)較低并且修理設(shè)備較為落后，并且修理當(dāng)中的一些非常關(guān)鍵的技術(shù)有的修理廠都不具備，導(dǎo)致了電機(jī)修理后再利用的溫度過高。

電機(jī)企業(yè)不具備變頻等試驗(yàn)條件根據(jù)權(quán)威的統(tǒng)計(jì)，我國目前的有足夠的資格生產(chǎn)煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)的企業(yè)有15家以上，但是這些企業(yè)當(dāng)中有四分之三都不能夠使用變頻電機(jī)全套型式來對風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，甚至于有的專門的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)都還沒有擁有變頻電機(jī)的試驗(yàn)?zāi)芰?，這也使得一些企業(yè)只簡單的對取證的產(chǎn)品通過外界的資源做了變頻型式的試驗(yàn)，但是對訂貨的產(chǎn)品就沒有進(jìn)行試驗(yàn)，這也使得一些電機(jī)可能會有問題但是沒有被發(fā)現(xiàn)就直接加入到工業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。而且風(fēng)機(jī)電機(jī)不帶風(fēng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，試驗(yàn)結(jié)果與其實(shí)際運(yùn)行以及散熱的情況都有較大的差別，這也使得沒有辦法準(zhǔn)確的檢測從而使風(fēng)機(jī)電機(jī)試驗(yàn)溫升沒有實(shí)際意義。

1.3 設(shè)計(jì)原因

風(fēng)機(jī)的空間設(shè)計(jì)不合理。有的風(fēng)機(jī)企業(yè)設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)沒有隔流罩，并且為了不使風(fēng)路交叉，配套的電機(jī)還不能攜帶有外風(fēng)扇，于是就影響了電機(jī)的散熱冷卻的效果，容易燒毀電機(jī)的軸承，導(dǎo)致電機(jī)不能夠正常運(yùn)行。

電機(jī)軸承選型不夠準(zhǔn)確。因?yàn)殡姍C(jī)和對旋風(fēng)機(jī)葉輪之間的聯(lián)接方式是直驅(qū)聯(lián)接，電機(jī)的軸承伸端要承受著很大的徑向力和軸向力，有的電機(jī)的設(shè)計(jì)人員對于風(fēng)機(jī)的情況不夠了解，于是為了節(jié)省成本就直接按普通的荷載來選擇軸承的類型，這樣會導(dǎo)致軸承的類型和風(fēng)機(jī)負(fù)載不匹配，容易使風(fēng)機(jī)運(yùn)行短暫時(shí)間之后軸承溫度升高。

風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)不合理。由于在設(shè)計(jì)方面的風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能的設(shè)計(jì)不夠合理，這也就使得功率的分配不夠平衡。由于在現(xiàn)代的煤礦企業(yè)當(dāng)中，其風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一般都為對旋結(jié)構(gòu)，然后通過等容量電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其兩級葉輪的功率可以通過函數(shù)表達(dá)式表示出來。當(dāng)然，還因?yàn)橥L(fēng)的距離隨著流量的增大而減小，使得前后兩級的葉片在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面匹配度不好，也使得氣動(dòng)性能不夠合理，從而導(dǎo)致了二級電機(jī)負(fù)載的增加速度會隨著通風(fēng)距離的增快而增快，所以當(dāng)通風(fēng)距離達(dá)到一定的時(shí)候，兩級風(fēng)機(jī)電機(jī)的負(fù)載額定功率已經(jīng)超過了電機(jī)風(fēng)機(jī)負(fù)載額定功率很多，而兩級風(fēng)機(jī)的總功率卻不及單級風(fēng)機(jī)總功率的二倍，這也就導(dǎo)致了二級電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，使得電機(jī)的溫度升高超過了極限報(bào)警溫度，甚至很有可能導(dǎo)致電機(jī)的燒毀。

1.4 使用維護(hù)原因

超負(fù)荷運(yùn)行使用。在具體的煤礦工作當(dāng)中，為了提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，但是有的企業(yè)對風(fēng)機(jī)的改造違反了國家的規(guī)定，改造的也不夠到位，這也就使得電機(jī)長期的處于超負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，使得電機(jī)的電流增大并且使得電機(jī)的溫度升高超過極限報(bào)警溫度。

對于軸承的維護(hù)不夠。如果對軸承的維護(hù)不到位，就比如說忽略對軸承的維護(hù)或者是注油的方式不到位，這些都有可能使電機(jī)的額軸承溫度升高。當(dāng)然其主要的原因包含兩部分，一個(gè)是因?yàn)椴僮骶S修過程沒有按照說明書的要求進(jìn)行，沒有很好的對不同電機(jī)的軸承型號按時(shí)的加油，另一個(gè)電機(jī)本身的設(shè)計(jì)問題，使得加油困難，注油不方便。

整定溫度的設(shè)置不夠合理。要相對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，最為重要的一部分就是對電機(jī)的溫度進(jìn)行保護(hù)，但是在調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)很多煤礦的報(bào)警溫度都低于熱分等級二十度左右，這樣很有很能會產(chǎn)生不必要的報(bào)警，影響煤礦的正常生產(chǎn)。

2 煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高解決措施

要想解決并預(yù)防煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高的故障問題，就可以根據(jù)上述的問題原因有針對性的實(shí)施解決措施，從煤礦管理人員還有風(fēng)機(jī)和電機(jī)的設(shè)計(jì)方還有監(jiān)察的單位以及立法的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)這四個(gè)方面出發(fā)，切實(shí)解決風(fēng)機(jī)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造以及煤礦機(jī)電監(jiān)察等一系列的問題，保障煤礦企業(yè)的正常工作不受影響，并且能夠保障煤礦工作人員的安全。

2.1 科學(xué)選型與運(yùn)行維護(hù)

第一，要從長遠(yuǎn)出發(fā)，根據(jù)礦井產(chǎn)能的規(guī)劃對風(fēng)機(jī)以及電機(jī)進(jìn)行科學(xué)合理的選型，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量要滿足煤礦的風(fēng)量需求，當(dāng)然，電機(jī)的頻率以及調(diào)頻的范圍都要滿足風(fēng)機(jī)額定最大風(fēng)量的需求。第二，根據(jù)煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行情況的特殊性進(jìn)行選擇，不能硬套標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)實(shí)際情況對風(fēng)機(jī)類型進(jìn)行選擇。第三，要重視對風(fēng)機(jī)電機(jī)的維修維護(hù)，報(bào)警溫度要和電機(jī)的絕緣等級進(jìn)行結(jié)合，并且在具體的工作當(dāng)中還需要注重風(fēng)機(jī)電機(jī)的軸承的型號，然后結(jié)合說明書對不同煤礦當(dāng)中的情況進(jìn)行分析控制。第四，要增強(qiáng)人們遵規(guī)守法的意識，不能夠把工頻電機(jī)當(dāng)作變頻電機(jī)使用，也不能使電機(jī)超負(fù)荷使用，更不能為了超負(fù)荷使用將電機(jī)的整定溫度調(diào)高，要使人們明確標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定以及法律的規(guī)定，嚴(yán)格按照規(guī)定行事。

2.2 細(xì)化安全法規(guī)并且加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管

第一，要嚴(yán)格對待行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，不管是煤礦風(fēng)機(jī)還是電機(jī)，都需要對其生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行能力的評估，包括其設(shè)計(jì)制造能力和試驗(yàn)的能力，對于那些超過自身能源等級生產(chǎn)的企業(yè)或者是那些沒有變頻試驗(yàn)?zāi)芰Φ钠髽I(yè)進(jìn)行嚴(yán)厲的打擊清理，從根本上保障煤礦工作人員的安全。第二，改革完善行業(yè)監(jiān)管體制，目前我國對于煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)的監(jiān)管主要是對煤安的認(rèn)證和生產(chǎn)許可的認(rèn)證，雖然這種行業(yè)準(zhǔn)入制度很大程度的保障了煤礦企業(yè)的人員的安全，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，關(guān)于行業(yè)監(jiān)管的體制還有很大的改革優(yōu)化空間，比如說打破壟斷，通過競爭的方式激勵(lì)煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)的發(fā)展。第三，加強(qiáng)第三方檢驗(yàn)?zāi)芰?，我國目前還需要建設(shè)并完善有關(guān)試驗(yàn)全套煤礦風(fēng)機(jī)和高壓防爆電機(jī)的企業(yè)。第四，細(xì)化法規(guī)，加強(qiáng)立法，可以將法規(guī)細(xì)化對電氣設(shè)備的額定功率這一方面進(jìn)行規(guī)定。例如當(dāng)前我國執(zhí)行的《煤炭安全規(guī)程》就有明確的規(guī)定，嚴(yán)格禁止電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程當(dāng)中不能超過它的額定功率使用，但是卻并沒有對非變頻電機(jī)能否當(dāng)做變頻電機(jī)使用做出規(guī)定，也沒有對電機(jī)整定溫度如何進(jìn)行限制作出規(guī)定，這樣很容易使一些人鉆法律沒有照顧到的方面，而執(zhí)法人員也沒有根據(jù)去制止，所以說很有必要細(xì)化法規(guī)，加強(qiáng)立法。

2.3 設(shè)計(jì)制造合理，加強(qiáng)建設(shè)制造和試驗(yàn)?zāi)芰?/p>

這一點(diǎn)主要是對煤礦風(fēng)機(jī)制造業(yè)提出的要求，要綜合考慮風(fēng)機(jī)和電機(jī)結(jié)合之后的問題還要對風(fēng)機(jī)本身的功率問題進(jìn)行考慮。第一，對葉輪葉型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，改善旋風(fēng)機(jī)功率不均的問題。第二，適當(dāng)采用不等功率電機(jī)。第三，風(fēng)機(jī)要配設(shè)有隔流罩，為電機(jī)外面安置風(fēng)扇提供空間。第四，需要對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行深入的了解，并且同時(shí)要對制造廠和試驗(yàn)平臺進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督控制，對于那些超頻率或者是超電壓生產(chǎn)的情況一定要嚴(yán)厲的打擊。

2.4 提升專業(yè)執(zhí)法水平，加大安全執(zhí)法力度

第一，要提高執(zhí)法隊(duì)伍的綜合素質(zhì)，使其執(zhí)法的能力有所提升，并且使其業(yè)務(wù)水平得到提升。在我國的現(xiàn)行的有關(guān)這一方面的執(zhí)法體制當(dāng)中，對于煤監(jiān)局安監(jiān)員有著很高的要求，不僅要求其有著很強(qiáng)的實(shí)踐能力和執(zhí)行能力，能夠?qū)γ旱V的現(xiàn)場足夠的熟悉，還要求其具有豐厚的知識和技能，對于各類的安全法律法規(guī)有著足夠的了解，并且能夠合理的應(yīng)用，在專業(yè)的技能方面上說，不僅要對煤礦的風(fēng)機(jī)電機(jī)監(jiān)測觀察的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了解和掌握，還要對極限報(bào)警溫度以及防爆電機(jī)修理等方面能夠進(jìn)行合理的設(shè)置。

第二，在安全執(zhí)法方面，有關(guān)部門一定要加大執(zhí)法力度，避免事故的發(fā)生。當(dāng)然這需要從基礎(chǔ)做起，將安全執(zhí)法進(jìn)行細(xì)化，從煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行方面著手，確保其能安全的運(yùn)行，嚴(yán)格細(xì)化執(zhí)法，堅(jiān)決杜絕事故的發(fā)生。

3 結(jié)束語

總而言之，煤礦通風(fēng)機(jī)電機(jī)溫度高這一故障對煤礦工作人員的人身安全影響很大，并且對煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的影響也很大，所以我們應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，對風(fēng)機(jī)電機(jī)的來源以及工作運(yùn)行當(dāng)中可能存在的問題進(jìn)行分析，從法律法規(guī)出發(fā)杜絕一些違法制造或是試驗(yàn)的行為出現(xiàn)，切實(shí)保障風(fēng)機(jī)電機(jī)的合理使用和合理的設(shè)計(jì)，以保障煤礦企業(yè)人員的安全，同時(shí)提高煤礦企業(yè)的工作效益。

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