(本鋼礦業(yè)南芬露天礦穿鑿作業(yè)區(qū)，遼寧 本溪 117014)

1 概述

國內(nèi)YZ系列牙輪鉆機和KY系列牙輪鉆機上使用的加熱器，主要安裝在鉆機操作室及機械室，操作室的作用是冬季取暖用，機械室的作用是對空壓機系統(tǒng)進行保溫，防止空壓機管路油凝，循環(huán)不暢，冬季機械室溫度低于10 ℃時，空壓機啟動回路斷開，空壓機無法啟動，鉆機就無法正常作業(yè)。另外，機械室溫度過低，油路循環(huán)不暢，自動潤滑系統(tǒng)也將無法正常工作，機臺加熱器選用的是NFP型加熱器，加熱器功率為6～7.5 kW，加熱器發(fā)熱部件的加熱管選用的是普通帶散熱片用鎳鉻電阻絲作為加熱管內(nèi)發(fā)熱體，目前國內(nèi)牙輪設(shè)備、電鏟等一些設(shè)備上使用的都是選用此種型號的加熱器。

2 普通鎳鉻電阻絲為發(fā)熱體的加熱器的不足

NFP型普通加熱器，加熱管選用的是普通帶散熱片的加熱管為鎳鉻電阻絲為發(fā)熱體，目前我國鉆機、電鏟、及一些碎礦、排巖等設(shè)備設(shè)施上使用的都是選用此種加熱器。NFP加熱器發(fā)熱電阻棒內(nèi)采用的是鎳鉻電熱絲加熱，鎳鉻電熱絲易損壞、壽命短，使用壽命在3 000 h左右，開機瞬間電流大，也是對發(fā)熱管一種傷害，加熱器內(nèi)風(fēng)機一旦故障損壞停轉(zhuǎn)，加熱管會嚴重發(fā)熱，極容易損壞，鉆機工作場地一般都是在采場，采場大電鏟或者排巖機高壓大電機啟動作業(yè)時，由于啟動電流大，網(wǎng)絡(luò)電壓波動較大，對加熱器壽命影響非常大，過高的網(wǎng)絡(luò)電壓會瞬間燒毀加熱器，鎳鉻電阻絲作為發(fā)熱源的普通加熱器，只要接通電源，就處于熾熱狀態(tài)，一旦加熱器風(fēng)機損壞，熱保護失效，加熱器發(fā)熱管發(fā)紅直至出現(xiàn)明火，這種情況不及時停機，加熱管基本就會損壞；同時，進入冬季，加熱器附近也是設(shè)備重點防火區(qū)域，設(shè)備上因為加熱器故障引起火災(zāi)事故時有發(fā)生，造成損失程度大小不一，損失程度與現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的時間及時不及時有關(guān)，如果發(fā)現(xiàn)不及時，嚴重時甚至?xí)龤гO(shè)備，帶來的損失更是無法估量，如果作業(yè)區(qū)的每個鉆機機臺裝機量是4臺， 電鏟機臺裝機量是8臺，如果提高加熱器的功率，大功率加熱器電鏟也需要配置3～4臺， 一個中型礦山需要配置5～8臺鉆機，配套電鏟按照5～8臺計算，就算其他作業(yè)區(qū)設(shè)備需求忽略不計，每年也需要新更換加熱器上百臺，一個大型礦山配置就得乘以倍數(shù)來計算了，由于采場網(wǎng)絡(luò)電壓一般波動都比較大，加熱器損壞主要有加熱管、吹風(fēng)電機，維護人員日常維修量大，修舊量大，設(shè)備冬季因加熱器損壞，造成低溫啟動不了設(shè)備，停機小時增加，影響機臺作業(yè)效率，影響礦山產(chǎn)量，嚴重者甚至?xí)鰤脑O(shè)備。因此，加熱器更新?lián)Q代很有必要。

3 PTC陶瓷發(fā)熱片熱風(fēng)加熱器鉆機使用可行性分析

PTC加熱器又叫PTC發(fā)熱體，采用PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成。該類型PTC加熱器具有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點，是一種自動恒溫、省電的電加熱器。突出特點在于安全性能，任何應(yīng)用情況下均不會產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象，避免了燙傷、火災(zāi)等安全隱患。根據(jù)現(xiàn)場使用實際情況選型，建議機臺改型選用PTC陶瓷加熱器，PTC陶瓷加熱片是一種熱敏電阻，由于PTC原件的電阻溫度特性決定，元件在工作時可根據(jù)自身的溫度自動調(diào)節(jié)自身的電阻，發(fā)熱體的電阻一變化，輸出功率自然也隨之變化，這是第一個質(zhì)的飛躍。所以由PTC元件組成的PTC加熱器，可以不用其他控制設(shè)備而自動調(diào)節(jié)發(fā)熱功率。這樣，當(dāng)空壓機系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)后，加熱器根據(jù)機械室實際情況自動調(diào)整功率，乃至停機，減少了不必要的浪費，且永遠不會超溫，經(jīng)濟、節(jié)能、高效。在加熱器內(nèi)風(fēng)機出現(xiàn)故障時停轉(zhuǎn)時，即遇風(fēng)機故障停轉(zhuǎn)時，PTC加熱器因得不到充分散熱，其功率會自動急劇下降，此時加熱器的表面溫度維持在居里溫度左右(一般在250 ℃上下)，從而不致產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象。而且PTC元件在工作時不發(fā)紅、無明火，這不但保證了整套設(shè)備的安全，同時也減少了不必要的熱量損失，PTC陶瓷加熱器由于其半導(dǎo)體特性，徹底杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生，安全特性極佳，這是第二個質(zhì)的飛躍。普通加熱器在加熱狀態(tài)對震動抗震的效果一般，固定廠房使用好些，采場設(shè)備在作業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備移動時，震動較大，老式加熱器極易受到損壞，檢維修工作量增大，維修車輛出車頻次加大，同時會給生產(chǎn)帶來一定的影響，PTC陶瓷加熱器使用的PTC陶瓷加熱片是熱敏電阻，抗震性極好，這是第三個質(zhì)的飛躍。PTC元件使用壽命長達10 000 h以上，普通加熱器的使用壽命是3 000 h，經(jīng)過一個冬季使用基本就達到了使用壽命，這還不包括在日常使用過程中，因為網(wǎng)絡(luò)電壓波動、設(shè)備震動、損壞更換和維修數(shù)量，PTC陶瓷加熱器比電阻絲制作的加熱器使用壽命長很多，達到3倍以上。由于PTC加熱器對電壓適應(yīng)范圍寬，可在12～380 V根據(jù)需要設(shè)計工作電壓：當(dāng)工作電壓變化 2 倍時，表面溫度的變化非常小，因此不會因為電源電壓波動而影響功率輸出，日常使用更加穩(wěn)定、可靠，故障率極低，這是它的第四個質(zhì)的飛躍。新型加熱器價格每臺為普通加熱器價格的150%左右，技術(shù)替代初期費用有增加，但經(jīng)過一個使用周期后，經(jīng)濟效益提升是毋庸置疑的；同時也減少維修時車輛和人工成本支出。

加熱器更新?lián)Q代勢在必行，就像當(dāng)初照明行業(yè)更新?lián)Q代一樣，從普通白熾燈到日光燈更新到節(jié)能燈再到現(xiàn)在的LED照明，節(jié)能燈具和LED燈具價格高于白熾燈泡，但一路走來，人們已經(jīng)完全接受了節(jié)能燈具，因為它更加節(jié)能、高效、長壽、環(huán)保。因此，希望國內(nèi)制造廠家也能夠逐漸淘汰老式加熱器。

如果國內(nèi)鉆機、電鏟、碎礦、排巖、及廠房等設(shè)備、設(shè)施上使用的NFP型加熱器，更新替代升級為PTC陶瓷加熱器，可節(jié)省加熱器備件采購成本：第一年支出的成本為原來冬季加熱器成本的150%，由于損壞較少，幾乎沒有損壞，第二年幾乎沒有加熱器的備件成本支處，第三年和第四年(以此類推)可減少原冬季加熱器備件申報總量的9/10。這樣計算下來，節(jié)省的加熱器材備件費用支出將是一個非常大的數(shù)字，另外，更重要的一點是減少了電氣檢維修人員日常維修加熱器的工作量，提高了加熱器的安全可靠性能，最大程度降低了安全風(fēng)險，直接效益、間接效益和安全效益巨大。

4 結(jié)語

一個可行的合理化革新項目，追求的是企業(yè)的利益最大化，提高企業(yè)核心競爭力為目標(biāo)，也是現(xiàn)代化企業(yè)管理所追尋的，隨著企業(yè)的發(fā)展，有效合理利用能源、減少資源浪費、降低安全生產(chǎn)設(shè)備事故，確保設(shè)備設(shè)施安全的重要性日益凸顯。因此，用PTC陶瓷加熱器替代普通加熱器在牙輪鉆機上使用方案能有效減少工況設(shè)備冬季取暖備件成本的支出、減少維修臺時、提高機臺生產(chǎn)效率、消除火災(zāi)安全隱患、節(jié)約能源，最大限度地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。