跳汰機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)故障分析及預(yù)防

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摘要：分析了選煤廠供風(fēng)系統(tǒng)兩個(gè)主要組成部分羅茨鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)包的故障原因，并給出了切實(shí)可行的故障解決辦法和事故預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：供風(fēng)系統(tǒng);羅茨鼓風(fēng)機(jī);風(fēng)包爆炸;管道振動(dòng)

中圖分類號(hào)：TD455.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.030

1 引言

跳汰選煤工藝主要由跳汰機(jī)實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)多因素、多參數(shù)相互作用相互制約的物理過程[1]，其主要靠鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)包產(chǎn)生高壓和低壓的氣體，通過風(fēng)閥的控制在篩下產(chǎn)生脈動(dòng)水流來完成，因此脈動(dòng)水流直接影響床層化的效果。這就要求跳汰機(jī)的供風(fēng)系統(tǒng)處在合適的工作狀態(tài)下，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿}動(dòng)水流來使跳汰機(jī)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，因此跳汰生產(chǎn)作業(yè)的正常進(jìn)行與供風(fēng)系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)密切相關(guān)。由除塵裝置、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)包構(gòu)成的跳汰機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)機(jī)械故障或操作失誤將會(huì)出現(xiàn)跳汰機(jī)停機(jī)壓煤等嚴(yán)重后果，如果檢修不及時(shí)，將會(huì)給選煤廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)常見故障及分析

2.1 羅茨鼓風(fēng)機(jī)簡介

羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)，利用兩個(gè)葉型葉輪在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動(dòng)來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械[2]。其最大特點(diǎn)是當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，流量變化很小，并且壓力工況點(diǎn)具有很寬的選擇范圍，沒有內(nèi)壓縮過程，輸氣有強(qiáng)制性，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，維修保養(yǎng)方便[3]?；诹_茨鼓風(fēng)機(jī)以上各種優(yōu)勢，所以在對風(fēng)壓要求較低的選煤廠跳汰供風(fēng)系統(tǒng)中普遍選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)作為主要供風(fēng)設(shè)備。

2.2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)常見故障及解決方法

2.2.1 工作時(shí)產(chǎn)生異常噪聲、振動(dòng)

工作時(shí)產(chǎn)生異常噪聲、振動(dòng)，原因可能是葉輪上有污染雜質(zhì)，導(dǎo)致葉輪與葉輪、葉輪與殼體之間發(fā)生碰撞，這種情況往往清除污物即可。鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的異常聲響也可能與其外殼、內(nèi)部軸變形有關(guān)，長久使用或外力可能將導(dǎo)致其外殼、軸改變形狀，內(nèi)部葉輪與機(jī)殼發(fā)生碰撞從而產(chǎn)生異響和不正常的振動(dòng)，如果是這種情況，首先要拆機(jī)檢查鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部軸線是否偏移，然后重新調(diào)整好葉輪與機(jī)殼間隙，必要時(shí)應(yīng)更換相關(guān)機(jī)殼和內(nèi)部軸承等部件。同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的地腳螺栓或其他外部緊固件沒有上緊也可能導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生異常聲響、振動(dòng)，解決辦法是找到松動(dòng)部位，擰緊螺栓并調(diào)平底座。

2.2.2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)殼體溫度過高

由于殼體內(nèi)潤滑油過多、過臟、過于黏稠，導(dǎo)致熱量堆積，久而久之殼體溫度過高。一般新鼓風(fēng)機(jī)第一次換油在累計(jì)運(yùn)行500 h后，如果鼓風(fēng)機(jī)油色焦黑，則應(yīng)該提前更換，每次更換都須放空原油。油量過少時(shí)容易出現(xiàn)齒輪摩擦、風(fēng)機(jī)發(fā)熱、殼體溫度過高等現(xiàn)象，油量過多時(shí)也容易產(chǎn)生漏油、油溫上升等現(xiàn)象[4]。潤滑系統(tǒng)的清潔維護(hù)工作對于羅茨鼓風(fēng)機(jī)能否正常運(yùn)行至關(guān)重要，因此必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定使用潤滑劑，并定期檢查和維護(hù)潤滑系統(tǒng)。

2.2.3 羅茨鼓風(fēng)機(jī)流量不足

羅茨鼓風(fēng)機(jī)流量不足，可能是長期使用導(dǎo)致葉輪磨損，葉輪間隙增大，這種情況需要拆機(jī)重新調(diào)整葉輪間隙。也可能是因?yàn)檫M(jìn)氣口過濾器阻塞或進(jìn)氣口壓力損失過大，解決辦法是清除阻塞物并調(diào)整進(jìn)氣口壓力達(dá)到規(guī)定值。皮帶打滑也可能使羅茨鼓風(fēng)機(jī)流量不足，這種情況只用拉緊皮帶并增加皮帶數(shù)量即可。

2.2.4 電動(dòng)機(jī)超載

當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的背壓或進(jìn)氣口壓力大于其額定壓力時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)額外做功，負(fù)載增大，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于超載情況。進(jìn)氣口過濾器堵塞或出氣口管道堵塞也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)超載。也可能是供風(fēng)管路的閥門開啟不當(dāng)，在啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)前操作人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查各個(gè)閥門的開啟狀況，確認(rèn)各閥門是否正確開啟后再啟動(dòng)機(jī)器。壓力表和安全閥是鼓風(fēng)機(jī)的窗口和命門，通過壓力表我們可以知道鼓風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)行，而安全閥則是風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的保障，所以壓力表和安全閥應(yīng)定期派專人檢查，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)當(dāng)控制壓力與進(jìn)氣口到達(dá)規(guī)定值，一旦確認(rèn)電動(dòng)機(jī)超載時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查。電動(dòng)機(jī)過載也會(huì)導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)外殼過熱。

3 風(fēng)包常見事故及預(yù)防

3.1 風(fēng)包簡介

在選煤廠中，風(fēng)包是設(shè)在羅茨鼓風(fēng)機(jī)和跳汰機(jī)之間的一個(gè)密閉容器，主要用來儲(chǔ)存一定量的壓縮空氣，為了給跳汰機(jī)提供穩(wěn)定的周期性脈沖氣流，保證平穩(wěn)供氣，從而產(chǎn)生周期性脈動(dòng)水流，也為了分離壓縮空氣中的油和水[5]。一般選煤廠跳汰機(jī)需要高壓風(fēng)和低壓風(fēng)（工作風(fēng)）兩種風(fēng)源，高壓風(fēng)壓強(qiáng)大約0.5 MPa，低壓風(fēng)的壓強(qiáng)為0.03 - 0.05 MPa。選煤廠風(fēng)包的額定壓力一般為0.8 MPa。近幾年風(fēng)包爆炸傷人事故屢見不鮮，這里側(cè)重對風(fēng)包爆炸的可能原因進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)預(yù)防措施。

3.2 風(fēng)包爆炸原因分析及預(yù)防方法

3.2.1 風(fēng)包缺陷

風(fēng)包缺陷是指風(fēng)包內(nèi)部出現(xiàn)局部缺陷，如內(nèi)壁厚度不均勻，同時(shí)某些地方存在裂縫、小氣孔、劣質(zhì)材質(zhì)、起銹腐蝕等問題，在這種情況下雖然風(fēng)包在額定壓力下工作，但是風(fēng)包的抗壓強(qiáng)度已經(jīng)不滿足安全生產(chǎn)的要求，如果放任不管，久而久之仍然可能會(huì)發(fā)生爆炸。風(fēng)包作為選煤廠的壓力容器之一，根據(jù)企業(yè)廣泛使用的《壓力容器管理制度》規(guī)定，只有已經(jīng)取得了相應(yīng)制造資格資質(zhì)的單位才能對其進(jìn)行相關(guān)改造修理工作。同時(shí)新安裝的風(fēng)包必須進(jìn)行相關(guān)抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后才能投入生產(chǎn)運(yùn)行。

3.2.2 風(fēng)包超壓

選煤廠風(fēng)包額定壓力通常為0.8 MPa，當(dāng)超過了這個(gè)額定壓力值時(shí)稱為風(fēng)包超壓。風(fēng)包內(nèi)的氣體的額定壓力與壓力調(diào)節(jié)器和安全閥密切相關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)安全閥故障、壓力調(diào)節(jié)器操作失誤等問題時(shí)，風(fēng)包內(nèi)的氣體壓力會(huì)不斷增大，風(fēng)包承受不了持續(xù)增大的氣體壓力時(shí)，就會(huì)發(fā)生風(fēng)包爆炸事故。對于風(fēng)包超壓這一安全隱患，應(yīng)設(shè)置超壓自動(dòng)斷電保護(hù)裝置，同時(shí)應(yīng)正確調(diào)整壓力調(diào)節(jié)器和安全閥，增強(qiáng)相關(guān)操作人員的安全意識(shí)。

3.2.3 積碳燃燒

與氣流一起流動(dòng)的潤滑油廣泛存在于風(fēng)機(jī)的閥門、排氣管、氣缸、分離器和風(fēng)包中，在高溫和空氣的共同作用下經(jīng)過氧化形成碳化物，如果長期沒人清理打掃，這些碳化物越積越多，最后成為了積碳，具有可燃性。

積碳的形成和潤滑油的質(zhì)量差、清掃不及時(shí)、過度供油、空氣除塵不到位有關(guān)。為預(yù)防積碳的形成，首先應(yīng)當(dāng)選用運(yùn)動(dòng)黏度、閃點(diǎn)等指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)定的潤滑油，同時(shí)按照相關(guān)規(guī)定適當(dāng)添加潤滑油，例如不同種類的潤滑油不能一起添加，新油和舊油不能一起混合添加，更換時(shí)也應(yīng)徹底清除舊油后再添加新油。另外風(fēng)包、管路等須定期清洗，及時(shí)排放風(fēng)包油污。

3.2.4 管道振動(dòng)導(dǎo)致爆炸

管道振動(dòng)通常是由于激振力引起的，激振力是脈動(dòng)氣流通過管道系統(tǒng)的各部位，例如閥門、彎管或異徑管時(shí)產(chǎn)生的[6]。當(dāng)管道受到的激振力頻率與管道系統(tǒng)的固有頻率一樣或相差不多時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生管道系統(tǒng)共振現(xiàn)象，共振現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)引起管道系統(tǒng)的機(jī)械疲勞甚至管道斷裂破損，并且容易引起氣體泄漏乃至管路爆炸事故的發(fā)生。管路爆炸一般發(fā)生在鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)包之間的這段管路，這一段由于是風(fēng)機(jī)向管路送風(fēng)的一段管路，存在大量的積碳沉淀物，又是風(fēng)包清理的盲區(qū)，一旦風(fēng)包發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的高溫將引燃管路內(nèi)積存的大量沉淀物，容易發(fā)生二次爆炸，給前來救援的人帶來生命威脅。對于供風(fēng)系統(tǒng)管道的非正常振動(dòng)，可以采取在振動(dòng)強(qiáng)烈的地方加固或卡緊管道的某一處，也可以在管道外圍加設(shè)緩沖器，以減小激振力，弱化管道振動(dòng)。同時(shí)，在壓氣管道的前期安裝和設(shè)計(jì)時(shí)，對于閥門、彎管、異徑管的設(shè)計(jì)和安裝位置應(yīng)當(dāng)仔細(xì)斟酌考慮，盡量減少它們的數(shù)量，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增大彎曲點(diǎn)的曲率半徑，以減少激振力，預(yù)防管道振動(dòng)。

4 結(jié)語

羅茨鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)包是選煤廠跳汰機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)的主要組成部分，必須確保羅茨鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)包的安全性和穩(wěn)定性，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的常見故障大部分與潤滑油、閥門、葉輪密切相關(guān)。風(fēng)包的缺陷、超壓以及管道的積碳燃燒和激振力引起的共振可能會(huì)引起風(fēng)包爆炸事故，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施可以避免風(fēng)包爆炸事故的發(fā)生，保證安全生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。

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