寇琳娜

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)晉華宮礦， 山西 大同 037016）

引言

煤礦生產(chǎn)安全涉及人的生命安全，所以必須引起高度重視。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)發(fā)生了多起煤礦安全生產(chǎn)事故，造成人員傷亡，引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注[1]。煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)涌出大量的瓦斯，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)一定程度時(shí)，可能會(huì)引發(fā)爆炸，是煤礦安全生產(chǎn)中的主要危險(xiǎn)源。此外，煤礦內(nèi)部還有許多其他有毒有害氣體[2-3]。為了提升礦井工作環(huán)境，通常使用通風(fēng)機(jī)將井內(nèi)有毒有害氣體及時(shí)排出，同時(shí)向內(nèi)引入新鮮空氣，優(yōu)化礦井工作環(huán)境[4]?？紤]到通風(fēng)機(jī)在保障礦井安全生產(chǎn)方面發(fā)揮的重要作用，通常要求通風(fēng)機(jī)保持24 h 連續(xù)運(yùn)行[5]。在惡劣的礦井工作環(huán)境下，通風(fēng)機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間工作，特別容易出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，對(duì)煤礦生產(chǎn)安全構(gòu)成了一定程度的威脅[6]。基于此，有必要對(duì)通風(fēng)機(jī)主要的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，找到排除故障問(wèn)題的方法。

1 通風(fēng)機(jī)及日常維護(hù)概述

1.1 通風(fēng)機(jī)概述

本文主要以FBCDZ-10-No30 型軸流式通風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行探討。軸流式通風(fēng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。通風(fēng)機(jī)整體機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè)葉輪、整流器、整流罩和擴(kuò)壓器等，結(jié)構(gòu)上整體呈現(xiàn)出左右對(duì)稱(chēng)的布局。葉片安裝在葉輪上，并且具有一定角度，具體角度大小可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，確保通風(fēng)機(jī)的性能最優(yōu)。位于通風(fēng)機(jī)前端的整流器和整流罩的主要作用是確保進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣流呈線(xiàn)形流動(dòng)，位于通風(fēng)機(jī)后端的擴(kuò)壓器的主要作用是降低氣體流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的靜壓，提升設(shè)備工作效率。

圖1 軸流式通風(fēng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖

1.2 通風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)

為了提升礦用通風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程的可靠性和穩(wěn)定性，必須對(duì)其做好日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的安全隱患并排除。

1.2.1 保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行措施

每個(gè)班組都需要安排一名專(zhuān)職人員對(duì)礦用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行巡查，以便實(shí)時(shí)掌握通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，并做好相關(guān)記錄工作。巡檢過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)存在小問(wèn)題，不影響設(shè)備的安全運(yùn)行，應(yīng)該做好記錄工作，以便后續(xù)停機(jī)時(shí)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。如果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)存在比較大的安全隱患，則應(yīng)該立即切換其他的通風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，并對(duì)該通風(fēng)機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢修。

1.2.2 通風(fēng)機(jī)日常維護(hù)管理制度

為了保障通風(fēng)機(jī)的可靠安全運(yùn)行，需要根據(jù)實(shí)際情況制定日常維護(hù)管理制度。具體內(nèi)容應(yīng)該重點(diǎn)包含以下幾點(diǎn)：

1）非通風(fēng)機(jī)機(jī)組人員不得操作通風(fēng)機(jī)設(shè)備，即便是本設(shè)備的操作人員，也應(yīng)該在多方確認(rèn)，保障安全的情況下才可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；

2）為了保障工作面的安全，通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒與工作面之間的距離不宜過(guò)大，通常需要控制在5 m 范圍以?xún)?nèi)；

3）巡檢時(shí)需要對(duì)風(fēng)筒的位置和方向進(jìn)行檢查，確保正確，檢查風(fēng)筒是否存在破裂、脫節(jié)等故障問(wèn)題，風(fēng)筒是否存在堵塞的問(wèn)題；

4）考慮到軸承運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生明顯的摩擦，為了降低軸承磨損，對(duì)軸承需要每間隔1 個(gè)月向內(nèi)部注入潤(rùn)滑油脂，注入量為軸承空腔的50%左右。

1.2.3 發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題要馬上停機(jī)維修

日常維護(hù)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，需要馬上停機(jī)維修：一是軸承溫度過(guò)高時(shí)需停機(jī)檢修，具體表現(xiàn)為溫度超過(guò)80 ℃或者冒出白煙；二是電機(jī)溫度過(guò)高冒出白煙；三是整個(gè)通風(fēng)機(jī)設(shè)備出現(xiàn)了明顯的振動(dòng)現(xiàn)象；四是通風(fēng)機(jī)設(shè)備發(fā)生了顯著的碰撞或設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)了比較大的異響。

2 通風(fēng)機(jī)主要故障分析

2.1 軸承箱體明顯振動(dòng)

通風(fēng)機(jī)工作時(shí)經(jīng)常發(fā)生軸承箱體振動(dòng)的故障問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生振動(dòng)的原因是多方面的，主要包含以下幾個(gè)方面：

1）葉輪、葉片等旋轉(zhuǎn)體表面累積了一定的污染物或出現(xiàn)了局部磨損，導(dǎo)致葉輪出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象；

2）聯(lián)軸器發(fā)生了損壞；

3）軸承箱體使用的軸承本身存在質(zhì)量缺陷，或者工作時(shí)出現(xiàn)了損壞；

4）設(shè)備安裝使用的地腳螺栓出現(xiàn)了松動(dòng)。

2.2 “失速”問(wèn)題

軸流式通風(fēng)機(jī)正常風(fēng)流和“失速”風(fēng)流的對(duì)比情況如圖2 所示。正常情況下，空氣以特定的方向進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部，空氣進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部后沿著葉片兩側(cè)并順著葉片的輪廓線(xiàn)進(jìn)行流動(dòng)，最終匯集。由于外部因素導(dǎo)致進(jìn)入葉片中的風(fēng)流方向出現(xiàn)偏離，空氣無(wú)法沿著葉片輪廓線(xiàn)流動(dòng)，呈現(xiàn)出了一定的角度，風(fēng)流發(fā)生偏離，無(wú)法有效匯集，這種情況會(huì)導(dǎo)致葉片尾端產(chǎn)生渦流區(qū)，這就是所謂的“失速”現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于“失速”狀態(tài)時(shí)，通風(fēng)機(jī)輸出的流量不穩(wěn)定，能耗呈現(xiàn)比較大的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，不利于通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2 軸流式通風(fēng)機(jī)正常風(fēng)流和“失速”風(fēng)流對(duì)比圖

3 通風(fēng)機(jī)主要故障的排除方法

3.1 軸承箱體振動(dòng)排除方法

如果是葉輪、葉片等旋轉(zhuǎn)體表面存在污染物，可用酒精或者煤油作為清潔劑，使用抹布把表面的污染物清理干凈即可。如果是葉片發(fā)生了磨損，且磨損量不是很大的情況下，可以通過(guò)配重法解決，如果磨損量較大，超過(guò)了葉片原始厚度的1/3，需要對(duì)葉片進(jìn)行更換。如果是聯(lián)軸器或者箱體內(nèi)的軸承本身出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)將通風(fēng)機(jī)拆開(kāi)，并更換損壞的零部件。在拆卸和安裝聯(lián)軸器時(shí)，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。拆卸時(shí)要對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行加熱，使其發(fā)生膨脹。安裝連軸器和軸承時(shí)通過(guò)墊片和專(zhuān)業(yè)工具確保安裝精度，要求聯(lián)軸器兩側(cè)的中心線(xiàn)誤差控制在0.05 mm 范圍內(nèi)。如果是地腳螺栓出現(xiàn)了松動(dòng)，對(duì)其進(jìn)行緊固處理即可。同時(shí)需要確保所有地腳螺栓的位置精度，具體而言，螺栓之間的距離、距離差和圓距差分別控制在6～8 mm、<0.05 mm 和<0.05 mm范圍內(nèi)。

3.2 “失速”問(wèn)題排除方法

通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)“失速”故障問(wèn)題時(shí)，巡檢人員很難憑經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需要利用專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)工具進(jìn)行檢測(cè)。軸流式通風(fēng)機(jī)“失速”現(xiàn)象檢測(cè)原理圖，如圖3 所示。該裝置安裝在葉輪機(jī)殼上，設(shè)置有兩個(gè)氣孔A、B，兩個(gè)氣孔中間通過(guò)擋板隔開(kāi)。位于葉片兩側(cè)的氣流分別接入兩個(gè)氣孔，利用差壓開(kāi)關(guān)對(duì)兩側(cè)的壓力差進(jìn)行檢測(cè)。如果兩個(gè)氣孔的氣壓保持平衡，說(shuō)明不存在“失速”現(xiàn)象。相反的，如果兩個(gè)氣孔氣壓存在差異說(shuō)明存在“失速”現(xiàn)象。導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)“失速”問(wèn)題的原因在于葉片安裝角度不合適。如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)設(shè)備確實(shí)存在“失速”問(wèn)題，只需調(diào)整葉片角度即可，直到“失速”現(xiàn)象消失為止。

圖3 通風(fēng)機(jī)“失速”問(wèn)題檢測(cè)原理示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)設(shè)備中重要的構(gòu)成部分，在保障礦井工作面安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。其作用主要是向礦井內(nèi)部注入新鮮空氣，并將井內(nèi)的有毒有害空氣及時(shí)排出。通風(fēng)機(jī)的工作性質(zhì)決定了設(shè)備必須連續(xù)不間斷地工作，而礦井工作環(huán)境惡劣，所以通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)比其他設(shè)備更容易出現(xiàn)故障問(wèn)題。為了提升通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，必須強(qiáng)化日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作。本文主要以通風(fēng)機(jī)的“失速”問(wèn)題和軸承箱振動(dòng)問(wèn)題為例，闡述了問(wèn)題的排除方法。該方法操作簡(jiǎn)單，效果明顯，可以為業(yè)內(nèi)通風(fēng)機(jī)的維護(hù)提供借鑒，并推廣使用。