主排水泵電機(jī)效能優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

摘 要：通過(guò)將煤礦主排水泵電機(jī)的冷卻方式由風(fēng)冷升級(jí)改造為水冷方式，達(dá)到了適應(yīng)頻繁啟動(dòng)的需要，節(jié)省電能，高效運(yùn)行，結(jié)構(gòu)緊湊，過(guò)載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，能量回饋和電制動(dòng)好的效果。

關(guān)鍵詞：主排水泵；電機(jī)；效能優(yōu)化

1 研究背景

礦井水害是制約煤礦發(fā)展的主要因素，采礦中發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)，為了井下工作人員的安全和礦井的正常運(yùn)行，優(yōu)良的排水系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的，因此，主排水泵在煤礦安全生產(chǎn)中占有非常重要的位置。于此同時(shí)，排水泵選擇不當(dāng)，將導(dǎo)致泵在工作中的流量偏大或偏小，揚(yáng)程偏低或偏高，這樣在使用上不僅不能滿足生產(chǎn)要求，而且效率較低，壽命較短，容易造成浪費(fèi)和損失。如何保證水泵的工作能力保證在20小時(shí)內(nèi)排出24小時(shí)的正常涌水量，并且保證工作和備用水泵的總能力在20小時(shí)內(nèi)排出礦井的最大涌水量，這就需要我們?cè)谒玫氖褂煤瓦x型上多下功夫。我礦主排水泵電機(jī)的冷卻方式為風(fēng)冷，冷卻效果受環(huán)境的影響大，受灰塵的干擾程度大，冷卻效果不明顯，負(fù)載效率低，直接導(dǎo)致電機(jī)的超溫報(bào)警現(xiàn)象頻繁發(fā)生，且運(yùn)行時(shí)間短，冷卻噪音大，燒壞電機(jī)經(jīng)常發(fā)生。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘查，決定將主排水泵電機(jī)升級(jí)改造為水冷方式。

2 改造方案

水冷電機(jī)的技術(shù)指導(dǎo)路線：理論分析→散熱管打壓試驗(yàn)→散熱器與電機(jī)殼體密封技術(shù)→接線盒與電機(jī)殼體密封技術(shù)→電機(jī)轉(zhuǎn)子軸密封技術(shù)→機(jī)殼內(nèi)防潮技術(shù)→整體裝置裝配現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

在改造過(guò)程中，我們?cè)诿總€(gè)分項(xiàng)，分部工程開工以前，做好了充分的準(zhǔn)備工作，分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)交底，圖紙會(huì)審，工程定位，措施檢查，要求所有材料/成品/設(shè)備必須有出廠合格證或檢驗(yàn)報(bào)告并填寫《工程材料/構(gòu)配件/設(shè)備報(bào)審表》， 對(duì)無(wú)縫鋼管管路安裝、配水閘閥、逆水閥、截止閥、氣水兩用噴射泵、水泵房照明電器安裝等重要部位施工過(guò)程中，相關(guān)人員全方位的監(jiān)督、檢查、控制，使工程質(zhì)量在事前、事中、事后得到有效地控制，保證了工程質(zhì)量。

3 改造后的運(yùn)行與維護(hù)

首先將-430泵房的1臺(tái)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改造。將1臺(tái)YKK500-4（1120KW）系列電機(jī)，改造為礦用一般型，由風(fēng)冷方式改造為水冷方式，保持原電動(dòng)機(jī)功率、能耗等各項(xiàng)性能不變，達(dá)到國(guó)標(biāo)GB/T12173-2008《礦用一般型電氣設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級(jí)提升為IP55，保證電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔空氣與電動(dòng)機(jī)殼體外空氣隔離。經(jīng)改造運(yùn)行效果良好，隨后，對(duì)泵房的其他電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改造。

（1）對(duì)散熱管系統(tǒng)進(jìn)行清理及打壓試驗(yàn)，對(duì)散熱管試驗(yàn)不合格的進(jìn)行更換，達(dá)到通風(fēng)系統(tǒng)最佳通風(fēng)量。

（2）將散熱器改裝加固與電動(dòng)機(jī)殼體密封，增強(qiáng)觀測(cè)孔處和電動(dòng)機(jī)殼體的密封。

（3）改裝更換對(duì)接線盒與電動(dòng)機(jī)殼體及接線柱密封。

（4）對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)部分，改裝增加機(jī)器密封結(jié)構(gòu)和增加其他密封。

（5）要求每班運(yùn)行人員對(duì)水倉(cāng)，吸水井、水位、管路、電機(jī)及其他輔助設(shè)備依次進(jìn)行檢查，記錄清楚電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

（6）對(duì)每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

（7）對(duì)各發(fā)熱部位的溫度是否超限進(jìn)行技術(shù)的測(cè)定（滑動(dòng)軸承不大于65℃，滾動(dòng)軸承不大于75℃，電機(jī)溫度不大于規(guī)定溫度。

（8）每天進(jìn)行檢查電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效果是否正常，各個(gè)部件是否有燒壞、磨損過(guò)限和發(fā)生火花的現(xiàn)象。確保運(yùn)行、維護(hù)效果良好。

4 效果

經(jīng)過(guò)改造，水冷電機(jī)因沒(méi)有外風(fēng)葉，機(jī)械損耗較低。主機(jī)散熱較好，電機(jī)溫升低，有效的提高了電機(jī)的功率，成功的解決了電機(jī)超溫現(xiàn)象。而且節(jié)能效果較明顯，平均節(jié)約用電約10%。現(xiàn)場(chǎng)泵房配備排水泵電機(jī)3-9臺(tái)，早、中班不開泵，排水集中在夜班，開泵只需啟動(dòng)一臺(tái)泵，可將現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)拆除后進(jìn)行改裝，無(wú)需增加初期投資。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸環(huán)節(jié)便利，便于運(yùn)輸安裝。水冷電機(jī)為無(wú)刷結(jié)構(gòu)，負(fù)載特性優(yōu)異，低速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小，適應(yīng)頻繁啟動(dòng)的需要，節(jié)省電能，在整個(gè)速度范圍內(nèi)，水冷電機(jī)均高效運(yùn)行，結(jié)構(gòu)緊湊，過(guò)載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，能量回饋效果和電制動(dòng)效果好。在同行業(yè)中能得到較普遍的應(yīng)用和推廣，達(dá)到了預(yù)期的效果，同時(shí)大大減少了職工的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目的改造，使冷卻水做到了重復(fù)利用，就地取材，杜絕了風(fēng)冷電機(jī)帶來(lái)的各種弊端，有效的降低了噪音和環(huán)境污染，保證了生態(tài)環(huán)境的良性、健康發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：李巖（1979-），男，畢業(yè)于山東科技大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)。