煤礦副井提升機主電機現(xiàn)場大修工藝的研究和應用

祁成龍， 張麗峰， 張 健

（潞安化工集團五陽煤礦， 山西 長治 046205）

1 背景介紹

提升機作為煤礦大型固定設備，擔負著礦井人員、設備、物料下井主要任務，是保障礦井安全生產(chǎn)的主要設備，提升機的安全運行是礦井機電設備管理的重中之重。五陽煤礦南豐進風井提升系統(tǒng)于2009 年投運，提升方式為立井雙罐籠提升，使用一部型號為JKMD-3.5×4（Ⅲ）E 型多繩摩擦式提升機，最大提升速度為9.16 m/s，擔負著五陽煤礦井下主要采區(qū)的人員和物料的提升任務，每天運行時間近21 h，為礦副井運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，直接影響著安全生產(chǎn)。

提升機主電機采用上海電氣集團上海電機廠有限公司生產(chǎn)的ZKTD215/58 型直流電動機，電機功率1 250 kW，額定電壓800 V，額定電流1 815 A，出廠日期2009 年投入使用，冷卻方式采用強制風冷，電機安裝方式為直流他勵懸掛式。

目前主電機在使用中出現(xiàn)絕緣阻值持續(xù)降低（勵磁絕緣值0.46 MΩ，電樞絕緣值0.039 MΩ）現(xiàn)象，根據(jù)《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》（GB 50150—2006）對直流電機的要求，直流電機勵磁、電樞絕緣測量值不得低于0.79 MΩ，最低不得低于0.5 MΩ，目前提升機主電機勵磁和電樞絕緣值已低于標準值，影響了提升機安全運轉，需要對主電機進行大修或更換，以保證提升系統(tǒng)安全可靠運行。

2 實施思路和方案論證

為解決南豐副井提升機主電機勵磁和電樞絕緣值低的問題，五陽煤礦機電科和南豐工區(qū)工程技術人員通過調(diào)研、分析，制定了三種實施方案，并對各方案從投入資金、施工工期、施工難度、實施效果等方面進行了優(yōu)缺點對比、可行性分析，具體如下。

2.1 方案一：更換新主電機

2.1.1 優(yōu)點

直接采用全新設備，其性能、穩(wěn)定性、可靠性將大大提高。

2.1.2 缺點1）新電機購置成本高；

2）現(xiàn)場無備用電機，新電機已購置，還未到貨，如等待新電機到貨后安裝，則電機帶病長期運轉會存在較大安全隱患；

3）南豐提升機主電機為直流他勵磁懸掛式結構，結構復雜，且定子、轉子的質量均在20 t 左右，拆解和安裝施工難度大，工期長。

2.1.3 可行性分析

現(xiàn)場無備用電機，等待時間長，投入成本高，施工難度大，不可行。

2.2 方案二：返廠大修

2.2.1 優(yōu)點

能對電機進行全面的檢測和修復，主電機的性能和可靠性會有較大提高。

2.2.2 缺點

1）主電機拆解和安裝施工難度大，工期長。

2）由于主電機返廠大修時間長（預計2～3 個月），南豐提升機將長時間處于停運狀態(tài)，嚴重影響礦井安全生產(chǎn)。

2.2.3 可行性分析

影響時間太長，不符合礦井實際，不可行。

2.3 方案三：現(xiàn)場大修

2.3.1 優(yōu)點

1）投入資金少，相對于返廠修理和更換電機，投入資金少；

2）只需要將定子和轉子分離即可進行大修作業(yè)，施工難度相對較小，工期相對較短；

3）針對性地對主電機存在的主要問題進行解決。

2.3.2 缺點

1）五陽煤礦以前從未采用過此種修理方式，沒有參考性，對修理結果和預期效果有一定的不確定性。

2）該修理工藝存在局限性，主要針對電樞和勵磁回路阻值低的問題進行解決，電機內(nèi)部部件性能、完好情況需在電機完全解體逐一測量后才能確定。

2.3.3 可行性分析

投入資金相對較少，施工難度和工期相對較少，能有針對性地進行大修，可行。并選取取得上海電機廠授權修理資質的、有一定同類業(yè)績的優(yōu)質修理廠家到礦進行主電機大修作業(yè)。

3 實施方案

3.1 總體思路

完成南豐副井提升機主電機修理工作（見圖1），確保勵磁繞組和電樞繞組對地絕緣阻值高于標準值，確保提升系統(tǒng)安全可靠運轉。

圖1 主電機現(xiàn)場大修

3.2 具體實施步驟

1）電機解體。拆除與勵磁、電樞繞組連接的外部導線；拆除主電機左右兩側端蓋；拆除碳刷、刷架及相關附件；拆除定子兩側的所有蓋板、上下定子連接螺栓，吊出上半個定子；拆除下半個定子的連接螺栓，緩慢移出；檢查定子、轉子各部有無老化、破損、開焊、螺栓松動并處理。

2）電氣檢測。測量電機主回路、勵磁繞組的絕緣值；測量轉子、刷架、換向極繞組、補償繞組的絕緣值。

3）內(nèi)部灰塵清理。用壓縮空氣對上下半個定子、轉子內(nèi)部吹灰。

4）用干冰清洗定子、轉子、刷架絕緣件、擋風板。

5）換向器倒角。

6）電氣試驗。測量定子、轉子的絕緣值，做匝間試驗，詳見圖2。

圖2 主電機現(xiàn)場做電氣試驗

7）定子、轉子噴絕緣漆。

8）刷盒等分、電機回裝。

9）電機總裝。

10）空載運行。試車3～5 趟正常后，開全速車空載運行4 h，監(jiān)測電機的勵磁、電樞電壓電流與大修前有無變化，換向碳刷有無火花。

11）帶載運行?？蛰d運行正常后帶載運行。

12）人員培訓。由主電機大修廠家對南豐工區(qū)檢修工進行主電機的檢修、維護、保養(yǎng)培訓。

4 實施效果及經(jīng)濟效益分析

南豐副井提升機主電機大修工程師共計用時4d，通過近2 個月的運行，主電機的勵磁回路和電樞回路絕緣性能趨于穩(wěn)定，其絕緣阻值均超出了預期目標，具體大修前后主要參數(shù)對比及經(jīng)濟效益分析如下。

4.1 主要參數(shù)對比分析

1）大修前：勵磁回路絕緣值最低為0.46 MΩ，電樞回路絕緣值最低為0.039 MΩ。

2）大修后：勵磁回路絕緣值＞1 000 MΩ，電樞回路絕緣值＞500 MΩ。

3）結論：勵磁回路和電樞回路絕緣阻值大大提高，超出預期目標（預期目標是電樞絕緣阻值不小于50 MΩ，勵磁絕緣阻值不小于100 MΩ）。

4.2 經(jīng)濟效益對比分析

方案一：更換新主電機。投入資金約350 萬元，施工工期預計7 d；

方案二：返廠大修。投入資金約170 萬元，施工工期預計2～3 個月；

方案三：現(xiàn)場大修。投入資金約50 萬元，施工工期4 d；

對比結果：方案三節(jié)約大量資金，節(jié)約大量工期，同時對檢修人員和技術人員進行了現(xiàn)場培訓、講解，培訓更加直觀化、高效率，極大地提高了南豐工區(qū)檢修工的技能水平。

5 大修工藝的特點

1）南豐提升機主電機大修工藝施工工期短，投入資金少，實施效果好，實施難度相對較小，適用于結構工藝復雜、拆卸組裝難度大的大型設備，如煤礦提升機大型直流電動機，具有很強的推廣性。

2）該工藝可與現(xiàn)場培訓相結合，對適用單位檢修人員和工程技術人員進行安裝、拆解、使用、檢修、維護、保養(yǎng)等方面進行全方位的培訓，培訓效果更直觀、培訓效率更高，更有利于設備的后期使用、操作、檢修及維護。

6 結語

煤礦生產(chǎn)作為高危行業(yè)，其設備的穩(wěn)定性和可靠性至關重要，因此，積極探索和改進煤礦裝備，不斷提高煤礦裝備穩(wěn)定性，縮短故障時間，確保煤礦安全高效生產(chǎn)，是一項常抓不懈的重點工作。

對于煤礦關鍵設備的更新和維護，如礦井主提升機設備、主通風設備等，要結合設備運轉實際。在設備檢修、維護、保養(yǎng)方面多調(diào)研、多探索、多研究一些好的創(chuàng)新做法和思路，以達到節(jié)約成本投入，減少停機時間，保障安全生產(chǎn)的目的。