彭天府

(同煤集團(tuán)公司 燕子山礦準(zhǔn)備辦,山西 大同 037037)

在礦山生產(chǎn)過程中空壓機(jī)是重要固定設(shè)備之一,主要作用為生產(chǎn)壓縮空氣,帶動(dòng)風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)、鑿巖機(jī)等設(shè)備和相關(guān)風(fēng)動(dòng)工具的運(yùn)作[1]?？諌簷C(jī)的安全運(yùn)行對(duì)煤礦生產(chǎn)效益有重要影響,故研究空壓機(jī)在煤礦業(yè)中的應(yīng)用極具現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),礦井壓風(fēng)系統(tǒng)作為煤礦業(yè)的重要?jiǎng)恿?也是礦井生產(chǎn)不可或缺的重要系統(tǒng),在煤礦業(yè)中使用壓風(fēng)設(shè)備安全性更高,還能提供更大的沖擊力量。本單位共有4臺(tái)壓風(fēng)機(jī),其中1臺(tái)檢修、1臺(tái)使用、2臺(tái)備用,均為浙江開山生產(chǎn)的螺桿式空壓機(jī),下面以此為基礎(chǔ)展開論述。

1 螺桿式空壓機(jī)的工作原理

螺桿式空壓機(jī)工作原理為:在空氣進(jìn)入前會(huì)有過濾器過濾掉大氣里的雜質(zhì)和灰塵;過濾后的干凈空氣經(jīng)進(jìn)氣控制閥傳輸?shù)綁嚎s機(jī)主機(jī),和冷卻潤(rùn)滑油混合均勻后即開始?jí)嚎s;壓縮后的含油氣體需排出,經(jīng)過上述處理后再利用油氣精分離器做分離處理,進(jìn)而得到含油量少的壓縮空氣。在空氣被壓縮到標(biāo)準(zhǔn)壓力值的時(shí)候,壓縮空氣就會(huì)被最小的壓力閥排放到冷卻器,經(jīng)過冷卻處理后即可使用。

在吸氣階段,螺桿式空壓機(jī)進(jìn)氣地方的吸氣口可以確保壓縮室吸進(jìn)足量空氣;進(jìn)氣階段則由調(diào)節(jié)閥實(shí)施控制,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候吸收空氣量達(dá)到最大值;排氣結(jié)束的時(shí)候齒溝就處于真空狀態(tài)。

在氣體封閉以及運(yùn)輸階段,主副轉(zhuǎn)子齒峰和機(jī)殼兩者之間會(huì)形成密閉空間,確?？諝獗幻芊庠邶X溝里,切斷和外界的溝通。然后,兩個(gè)轉(zhuǎn)子繼續(xù)工作,齒溝與齒峰兩者在吸氣端結(jié)合,把氣體引進(jìn)排氣端。在壓縮階段與噴油階段,排氣口齒溝與齒合面兩者的距離逐漸縮短,使得整個(gè)封閉空間壓強(qiáng)逐漸降低,確保齒溝里氣體始終處于被壓縮狀態(tài)。

2 螺桿式空壓機(jī)在煤礦應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

在煤礦應(yīng)用中,螺桿式空壓機(jī)的使用特點(diǎn)主要體現(xiàn)以下幾方面:

1)高效、節(jié)能與穩(wěn)定。螺桿式空壓機(jī)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制輸氣,即排氣壓力發(fā)生變化時(shí)排氣量基本上不會(huì)有變化,排氣壓力每降低1 MPa或是升高1 MPa,排氣量就對(duì)應(yīng)增加0.01 m3/min或是減少0.01 m3/min[2],并且螺桿式空壓機(jī)內(nèi)壓力不受轉(zhuǎn)速影響,不論轉(zhuǎn)速值如何,內(nèi)壓比基本上都是定值。

2)低碳環(huán)保。螺桿式空壓機(jī)箱體為隔音設(shè)計(jì),體積小,噪音小,重量輕,占地面積小,機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊完整,不需要特殊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工,安裝很方便。箱體機(jī)組里包含有電機(jī)、電控、壓縮機(jī)、儀表等,不用另外購(gòu)置電控柜和儀表柜,且無不平衡質(zhì)量力,基本上實(shí)現(xiàn)動(dòng)力完全平衡,能實(shí)現(xiàn)平衡地?zé)o振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。本單位4臺(tái)壓風(fēng)機(jī)型號(hào)均為L(zhǎng)GS-107/8,排氣量為107 m3/min,供風(fēng)壓力為0.8 MPa,并配備有2臺(tái)315 kW的電動(dòng)機(jī),符合當(dāng)今低碳環(huán)保的發(fā)展理念。

3)綜合保護(hù)功能健全。螺桿式空壓機(jī)具備卸載延時(shí)停車主電機(jī)過載停機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)過載停車、排氣溫度過高停車等相應(yīng)保護(hù)功能,能在達(dá)到臨界值或是出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)停止運(yùn)作,一方面能保護(hù)機(jī)器設(shè)備,另一方面也能避免安全事故和不必要的損失。此外,水冷機(jī)組還設(shè)置有恒溫閥,實(shí)現(xiàn)排溫的自動(dòng)控制;風(fēng)冷機(jī)組設(shè)置有單獨(dú)的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng),當(dāng)溫度過高時(shí)能及時(shí)冷卻控制溫度[3]。

4)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。以可編程控制器(PLC)為中心,實(shí)現(xiàn)可觸摸屏工業(yè)人機(jī)界面和人機(jī)對(duì)話,整個(gè)操作顯示均為中文設(shè)置,直觀、簡(jiǎn)單、便捷。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)提供空壓機(jī)維護(hù)信息,及時(shí)提醒維護(hù),還具備壓力曲線打印操作功能,提供壓縮空氣使用量的動(dòng)態(tài)分布情況,一旦出現(xiàn)異常就會(huì)及時(shí)報(bào)警,同時(shí)也方便使用者準(zhǔn)確分析壓縮系統(tǒng)的具體參數(shù)。

5)成本費(fèi)用低、維護(hù)量小?；钊娇諌簷C(jī)與螺桿式空壓機(jī)兩種設(shè)備在容積流量、排氣壓力相同的情況下,4L-20/8型活塞式空壓機(jī)成本費(fèi)用(購(gòu)機(jī)費(fèi)用14 868元+壓縮機(jī)油10 260元+人工費(fèi)用7 538元)高出LGS-107/8型螺桿式空壓機(jī)成本費(fèi)用(購(gòu)機(jī)費(fèi)用約3 840元+壓縮機(jī)油3 410元+人工費(fèi)用約2 175元)的3倍多,故螺桿式空壓機(jī)成本費(fèi)用占優(yōu)勢(shì)。同時(shí)主要易損件螺桿式空壓機(jī)只有3個(gè),而活塞式空壓機(jī)有5個(gè),相比之下螺桿式空壓機(jī)的維護(hù)量更小。

6)其他優(yōu)點(diǎn)。螺桿式空壓機(jī)可以設(shè)置在接近用氣點(diǎn),一是降低管道投入與壓力損失,二是防止因?yàn)闅鉁亟档投鴮?dǎo)致的冷凝水問題。螺桿式空壓機(jī)的吸氣、排氣以及壓縮具有連續(xù)性,氣流無脈動(dòng)、質(zhì)量高、含油量少。螺桿式空壓機(jī)沖擊力小,添加潤(rùn)滑油后就能吸收高頻壓縮形成的噪音,進(jìn)而確保運(yùn)作平穩(wěn)、噪音小、振動(dòng)弱,為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

3 螺桿式空壓機(jī)在煤礦業(yè)中的應(yīng)用問題

在煤礦生產(chǎn)過程中使用螺桿式空壓機(jī)無疑具備很多優(yōu)勢(shì),但運(yùn)作過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種故障問題,只有正視這些問題,逐一排查故障原因,及時(shí)找到解決辦法,才能真正發(fā)揮螺桿式空壓機(jī)在煤礦業(yè)中的價(jià)值。通常來說,螺桿式空壓機(jī)出現(xiàn)故障主因就是工作環(huán)境的影響,下面就對(duì)螺桿式空壓機(jī)運(yùn)作過程中常見的故障問題進(jìn)行分析。

1)電機(jī)過載停機(jī)故障。主因是電流過大導(dǎo)致電源線溫度過高,使得機(jī)電設(shè)備自動(dòng)跳閘。要解決這一故障就需要檢查全部電源電壓有沒有異常情況。

2)壓力過高停機(jī)故障。主因是隔離閥關(guān)閉,排氣系統(tǒng)工作效率低下。要解決這一故障就需要檢查加載電磁閥或卸載電磁閥,檢查是否干凈,若有灰塵應(yīng)立刻清洗。

3)空壓機(jī)壓力值無法上升。造成這一故障的主要原因?yàn)榭諝饬窟^大,在起跳的時(shí)候壓力值又設(shè)定得過低。具體解決方法是重新設(shè)定起跳時(shí)的壓力值,并排查空壓機(jī)工作室有沒有泄漏的情況,若有需要及時(shí)處理。

4)電源無異常,但燈不工作。通常是未控制好電壓造成的,需要及時(shí)檢查電源控制器和次級(jí)控制組有沒有熔斷絲的情況,若有需要及時(shí)修理。

5)不加載故障。空壓機(jī)不加載通常是因?yàn)闆]有打開進(jìn)氣閥。處理方法為先斷開電源,查看進(jìn)氣閥門是否打開,若能自動(dòng)打開再檢查控制電機(jī)有沒有異常問題。

6)高溫停機(jī)故障。一般來說高溫停機(jī)故障主要有四方面原因,即工作環(huán)境溫度較高、電器連接不良、冷卻油循環(huán)不足、冷卻效果較差。需逐一排查檢驗(yàn),對(duì)原因一可做通風(fēng)處理,降低環(huán)境溫度;對(duì)原因二可檢查空壓機(jī)電機(jī)接觸是否完好;對(duì)原因三可檢查冷卻油是否有雜質(zhì)、質(zhì)量是否達(dá)標(biāo);對(duì)原因四可檢查冷卻系統(tǒng)是否出現(xiàn)問題[5]。

7)過載。引起該故障的原因可能為電壓偏低、管路堵塞、軸承磨損、其它機(jī)械故障、設(shè)定數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等。采用的解決方法為:做好設(shè)定數(shù)據(jù)的檢查,保證設(shè)定數(shù)據(jù)正確。同時(shí),需做好電壓、軸承、管路等的檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

8)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生主機(jī)過載,堵轉(zhuǎn)等電氣故障。導(dǎo)致該故障的原因主要為主機(jī)啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定比星角延時(shí)時(shí)間更短。解決方法為:重設(shè)主機(jī)啟動(dòng)時(shí)間,使其比(星角延時(shí)+加載延時(shí))時(shí)間更長(zhǎng)。

9)排氣溫度偏高。因外界環(huán)境改變,產(chǎn)生異常高的環(huán)境溫度,極易產(chǎn)生排氣溫度偏高故障。首先應(yīng)檢查機(jī)體本身冷卻系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇有無正常運(yùn)行。其次應(yīng)保證冷卻器風(fēng)道無異物堵塞,若有問題需及時(shí)疏通,并認(rèn)真查看潤(rùn)滑油油量與規(guī)格,若潤(rùn)滑油油面不及紅線,則應(yīng)及時(shí)加油,且需保障油品適用;此外,空氣濾清器雜質(zhì)太多也對(duì)排氣的溫度控制不利,因而需做好空氣濾清器的清掃。最后,需注重?zé)峥刂崎y的定期檢查。

10)缺水。故障原因?yàn)樗畨洪_關(guān)壞掉。解決方法為:定期檢查水壓開關(guān),做好維護(hù)保養(yǎng),壞掉后及時(shí)更換水壓開關(guān)。

4 螺桿式空壓機(jī)的日常維護(hù)和保養(yǎng)

煤礦生產(chǎn)工作環(huán)境本就艱苦、復(fù)雜,要保證螺桿式空壓機(jī)的使用效率和壽命,除了使用過程的正確操作、知曉常見故障問題及解決方法外,還必須做好日常維護(hù)保養(yǎng)。

1)要養(yǎng)成定期仔細(xì)檢查設(shè)備的良好習(xí)慣,一旦發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)采取解決措施,避免異常設(shè)備投入運(yùn)作。

2)定期檢查螺桿式空壓機(jī)的過濾器、傳感器、油分離筒體、軟管等關(guān)鍵處,通常3個(gè)月就應(yīng)全面檢測(cè)1次。

3)掌握正確的空壓機(jī)清潔方法,定期清潔,保持干凈。

4)潤(rùn)滑油在噴油螺桿壓縮機(jī)性能的維護(hù)上發(fā)揮了決定性的作用,使用不當(dāng)或錯(cuò)誤,均會(huì)使得壓縮機(jī)體遭受損傷。質(zhì)量較好的油品的特征即抗氧化穩(wěn)定性好、清泡性好、分離快、有一定的防腐性能。因而所用的潤(rùn)滑油更換應(yīng)及時(shí),新空壓機(jī)(SKK09機(jī)頭)首次使用4 000 h后更換新油,第二次按照正常換油每8 000 h換1次,其余機(jī)頭首次使用500 h后更換新油,第二次1 000 h換油,第三次按照正常換油每2 000 h換油1次。

5)注意更換油過濾器,新機(jī)器首次運(yùn)行500 h后就需要更換,之后每運(yùn)行2 000 h就需更換。

5 結(jié)束語

綜上所述,在煤礦業(yè)中螺桿式空壓機(jī)的使用已經(jīng)取得了較好的成效,在安全性、便捷性、節(jié)能性等方面均能達(dá)到一定要求,值得推廣使用。同時(shí)應(yīng)考慮到設(shè)備自身精密度及潤(rùn)滑系統(tǒng)的高要求、考慮到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及維護(hù)人員專業(yè)技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn),不斷深入研究,更全面、細(xì)致掌握空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、零部件等相關(guān)知識(shí)與技術(shù),這樣才能進(jìn)一步提升螺桿式空壓機(jī)在煤礦業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值,才能滿足煤礦業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

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