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        跳汰機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)故障分析及預(yù)防

        2019-08-31 13:05:26劉德福楊小平
        科技與創(chuàng)新 2019年8期

        劉德?!钚∑?/p>

        摘要:分析了選煤廠供風(fēng)系統(tǒng)兩個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

        中圖分類號:TD455.1

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼: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)實現(xiàn),是一個多因素、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)生脈動水流來完成,因此脈動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,將會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),利用兩個葉型葉輪在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械[2]。其最大特點是當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,流量變化很小,并且壓力工況點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 工作時產(chǎn)生異常噪聲、振動

        工作時產(chǎn)生異常噪聲、振動,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,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,必要時應(yīng)更換相關(guān)機(jī)殼和內(nèi)部軸承等部件。同時鼓風(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)備運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生異常聲響、振動,解決辦法是找到松動部位,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)第一次換油在累計運行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。也可能是因為進(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,電動機(jī)會額外做功,負(fù)載增大,此時電動機(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引起電動機(jī)超載。也可能是供風(fēng)管路的閥門開啟不當(dāng),在啟動羅茨鼓風(fēng)機(jī)前操作人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查各個閥門的開啟狀況,確認(rèn)各閥門是否正確開啟后再啟動機(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)是否正常運行,而安全閥則是風(fēng)機(jī)安全運行的保障,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)電動機(jī)超載時應(yīng)及時停機(jī)檢查。電動機(jī)過載也會導(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)之間的一個密閉容器,主要用來儲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。同時新安裝的風(fēng)包必須進(jìn)行相關(guān)抗壓試驗,試驗合格后才能投入生產(chǎn)運行。

        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)超過了這個額定壓力值時稱為風(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,風(fēng)包內(nèi)的氣體壓力會不斷增大,風(fēng)包承受不了持續(xù)增大的氣體壓力時,就會發(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)置超壓自動斷電保護(hù)裝置,同時應(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。

        3.2.3 積碳燃燒

        與氣流一起流動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、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)選用運動黏度、閃點等指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)定的潤滑油,同時按照相關(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,及時排放風(fēng)包油污。

        3.2.4 管道振動導(dǎo)致爆炸

        管道振動通常是由于激振力引起的,激振力是脈動氣流通過管道系統(tǒng)的各部位,例如閥門、彎管或異徑管時產(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,就會產(chǎn)生管道系統(tǒng)共振現(xiàn)象,共振現(xiàn)象的出現(xiàn)會引起管道系統(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,可以采取在振動強(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。同時,在壓氣管道的前期安裝和設(shè)計時,對于閥門、彎管、異徑管的設(shè)計和安裝位置應(yīng)當(dāng)仔細(xì)斟酌考慮,盡量減少它們的數(shù)量,同時設(shè)計時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增大彎曲點的曲率半徑,以減少激振力,預(yù)防管道振動。

        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。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李百亮,陳志林,郝曙華,等.跳汰選煤技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].煤炭加工與綜合利用,2007 (4):15-19.

        [2]李景藝,劉爾璽,潘強(qiáng),等.羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安裝使用與故障分析[J].裝備機(jī)械,2018( 2): 42-44,71.

        [3]吳玉書.淺析羅茨式鼓風(fēng)機(jī)常見故障及預(yù)防措施[J].礦山機(jī)械,2006(5):133-134.

        [4]王飛.淺談羅茨鼓風(fēng)機(jī)在日常保養(yǎng)及檢修中應(yīng)注意的問題[J].通用機(jī)械,2018(8):60-61.

        [5]唐樹志.空壓機(jī)空氣儲罐(風(fēng)包)爆炸的原因與防治[J].科技信息,2012 (26): 359.

        [6]封士彩,詹昌斌.礦用空壓機(jī)風(fēng)包爆炸事故的原因分析及預(yù)防[J].煤礦機(jī)械,2002(8):78-80.

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