淺談煤礦通風機電機溫度高故障研究與解決應用

鄧良峰

摘要：煤礦通風機的電機是保障井下面空氣需求的非常重要的設備，能夠防止井下瓦斯超過額定限度，所以我們應該全面的分析煤礦通風機電機溫度高的故障原因，本文從選型、試驗和設計制造以及使用維護這四個方面入手分析，然后再從選型、立法監督和設計以及加強執法這四個方面找出科學合理的解決對策，確保煤礦通風機電機溫度計的故障不再發生，給井下工作人員的人身安全提供保障。

關鍵詞：解決應用；電機；煤礦風機

由于煤礦通風機電機非常重要，所以人們對于其故障的研究越來越重視，而旋轉類的電機出現故障大部分都是熱狀態異常，所以要想解決旋轉電機的熱故障就需要及時的發現故障，因此，對電機熱狀態的不間斷的檢測是對煤礦通風機電機穩定度監測的一種很有效的辦法。而煤礦通風機電機溫度超限主要指的是在基準的環境溫度下，煤礦風機電機的定子和軸承的溫度過高，這會導致顯性故障和隱性故障兩種，其中顯性故障主要是因為電機的溫度過高，超過了報警溫度，然后導致了電機無法繼續正常的運行，使得風機沒有辦法進行通風操作，使得煤礦的安全得不到保障。而隱形故障主要是因為電機長期處于報警溫度附近運行，使得電機的絕緣繞組系統的老化速度變快，從而導致了電機無法使用較長的時間，一旦較長時間運行電機很有可能導致電機的損壞。顯性故障比較直接容易引起人們的重視，而隱性故障雖然導致的后果很嚴重，但是相對較難引起人們的重視，所以說最好的辦法就是減少故障的發生。

1 煤礦通風機電機溫度高故障研究

1.1 選型原因

電機功率和風量需求不相匹配。通過調查研究煤礦企業的煤礦通風機電機溫度高的原因，發現部分煤礦企業在選擇通風機的類型的時候，只把眼光放在當下，沒有考慮長遠，但是根據正常的工作的情況和企業的發展，工作會越做越深，越做規模越大，在工作當中提供的風量已經無法滿足工作需要的風量，也就是原來的風機可以提供的風量不足，使得風機提供的風量滿足不了工作深入的需求，于是有的煤礦就通過改變風機的功率或者試圖調整葉輪的角度來使風量增加，但是通過這種方法增加風量也會使電機的負荷增大，電機的功率超出其額定功率，電機的溫度便會上升的很快，調整快便會超過極限報警溫度，有個簡單的例子，山西臨汾的某一個煤礦，在建國的時候風機的風量相對于當時的工作是足夠充裕的，但是隨著工作的發展，風量需求慢慢增大，就導致了煤礦企業不得不通過一些措施提高風量，這個企業采用的是調整葉輪的角度，但是這種方法雖然加大了風量，但是卻也使風機的溫度經常升高超過了極限報警溫度，這也是的這個煤礦企業不得不拋棄原來的風機換用更大風量的風機，而這因為電機溫度過高，也導致了企業的損失。

以工頻電機代替變頻電機。煤礦風機為了減少耗能，使用變頻器供電，但是有的煤礦卻把工頻電機當成變頻電機來使用，但是變頻電源當中卻存在有大量的諧波，這也就導致了變頻電源給工頻電機供電之后諧波會使磁場發熱，然后電機的溫度就會升高。如果長期用工頻電機代替變頻電機的話，變頻電源的脈沖的沖擊還會使電機的絕緣系統發生老化，從而可能出現電機突然燒毀的嚴重情況。

煤礦企業管理人員沒有對電機的運行環境溫度進行掌握分析，對于風機在某些特殊的環境當中的運行溫度的考慮不夠全面。根據調查和采訪的結果也發現了一些煤礦企業對于煤礦風機電機選型方面考慮的不夠，就比如沒有考慮到煤礦電機風機運行時的環境溫度的特殊性，只是簡單地統一參考國標規定當中的四十攝氏度的環境溫度限值并將其當做電機考核溫升的要求標準，但是這樣做并不準確。其原因簡單來說是風機電機如果放置在隔流腔內，其空間環境是密閉的，并且其條件上也有限制，比如說冷卻條件的不足，使得這個環境下的風機電機的溫度比正常情況下的風機電機的溫度高，并且高出十攝氏度左右，如果在這種溫度下企業相關人員仍然按照常態的環境溫度來對電機進行選型就會使電機在運行過程當中超過額定的功率，從而使風機電機的溫度超過極限報警溫度。

1.2 制造與試驗原因

風機企業的試驗條件不足。經過調查研究發現，大部分的風機企業的制造和試驗的能力還比較低，有的制造廠的電源等級很低卻生產出超過自身試驗能力的電壓等級很高的風機，使得型式試驗無法按照額定電壓完成，直到了工廠使用運行階段才發現電機的溫度過高。

修理企業不具備試驗條件。煤礦當中使用量比較大的一個電機就是防爆電機，并且大多數煤礦企業都開始自己建立電機修理廠，但是大多數的自己建立的電機修理廠的技術不夠，修理人員的技術較低并且修理設備較為落后，并且修理當中的一些非常關鍵的技術有的修理廠都不具備，導致了電機修理后再利用的溫度過高。

電機企業不具備變頻等試驗條件根據權威的統計，我國目前的有足夠的資格生產煤礦風機電機的企業有15家以上，但是這些企業當中有四分之三都不能夠使用變頻電機全套型式來對風機電機進行試驗，甚至于有的專門的檢驗機構都還沒有擁有變頻電機的試驗能力，這也使得一些企業只簡單的對取證的產品通過外界的資源做了變頻型式的試驗，但是對訂貨的產品就沒有進行試驗，這也使得一些電機可能會有問題但是沒有被發現就直接加入到工業的生產當中。而且風機電機不帶風機進行試驗的時候，試驗結果與其實際運行以及散熱的情況都有較大的差別，這也使得沒有辦法準確的檢測從而使風機電機試驗溫升沒有實際意義。

1.3 設計原因

風機的空間設計不合理。有的風機企業設計的風機沒有隔流罩，并且為了不使風路交叉，配套的電機還不能攜帶有外風扇，于是就影響了電機的散熱冷卻的效果，容易燒毀電機的軸承，導致電機不能夠正常運行。

電機軸承選型不夠準確。因為電機和對旋風機葉輪之間的聯接方式是直驅聯接，電機的軸承伸端要承受著很大的徑向力和軸向力，有的電機的設計人員對于風機的情況不夠了解，于是為了節省成本就直接按普通的荷載來選擇軸承的類型，這樣會導致軸承的類型和風機負載不匹配，容易使風機運行短暫時間之后軸承溫度升高。

風機氣動性能設計不合理。由于在設計方面的風機的氣動性能的設計不夠合理，這也就使得功率的分配不夠平衡。由于在現代的煤礦企業當中，其風機的結構一般都為對旋結構，然后通過等容量電機進行驅動，其兩級葉輪的功率可以通過函數表達式表示出來。當然，還因為通風的距離隨著流量的增大而減小，使得前后兩級的葉片在結構的設計方面匹配度不好，也使得氣動性能不夠合理，從而導致了二級電機負載的增加速度會隨著通風距離的增快而增快，所以當通風距離達到一定的時候，兩級風機電機的負載額定功率已經超過了電機風機負載額定功率很多，而兩級風機的總功率卻不及單級風機總功率的二倍，這也就導致了二級電機超負荷運行，使得電機的溫度升高超過了極限報警溫度，甚至很有可能導致電機的燒毀。

1.4 使用維護原因

超負荷運行使用。在具體的煤礦工作當中，為了提高風機的風量需要對風機進行改造，但是有的企業對風機的改造違反了國家的規定，改造的也不夠到位，這也就使得電機長期的處于超負荷的狀態下運行，使得電機的電流增大并且使得電機的溫度升高超過極限報警溫度。

對于軸承的維護不夠。如果對軸承的維護不到位，就比如說忽略對軸承的維護或者是注油的方式不到位，這些都有可能使電機的額軸承溫度升高。當然其主要的原因包含兩部分，一個是因為操作維修過程沒有按照說明書的要求進行，沒有很好的對不同電機的軸承型號按時的加油，另一個電機本身的設計問題，使得加油困難，注油不方便。

整定溫度的設置不夠合理。要相對電機進行保護，最為重要的一部分就是對電機的溫度進行保護，但是在調查的過程中發現很多煤礦的報警溫度都低于熱分等級二十度左右，這樣很有很能會產生不必要的報警，影響煤礦的正常生產。

2 煤礦通風機電機溫度高解決措施

要想解決并預防煤礦風機電機溫度高的故障問題，就可以根據上述的問題原因有針對性的實施解決措施，從煤礦管理人員還有風機和電機的設計方還有監察的單位以及立法的標準機構這四個方面出發，切實解決風機電機的設計制造以及煤礦機電監察等一系列的問題，保障煤礦企業的正常工作不受影響，并且能夠保障煤礦工作人員的安全。

2.1 科學選型與運行維護

第一，要從長遠出發，根據礦井產能的規劃對風機以及電機進行科學合理的選型，風機的風量要滿足煤礦的風量需求，當然，電機的頻率以及調頻的范圍都要滿足風機額定最大風量的需求。第二，根據煤礦風機電機的運行情況的特殊性進行選擇，不能硬套標準，要根據實際情況對風機類型進行選擇。第三，要重視對風機電機的維修維護，報警溫度要和電機的絕緣等級進行結合，并且在具體的工作當中還需要注重風機電機的軸承的型號，然后結合說明書對不同煤礦當中的情況進行分析控制。第四，要增強人們遵規守法的意識，不能夠把工頻電機當作變頻電機使用，也不能使電機超負荷使用，更不能為了超負荷使用將電機的整定溫度調高，要使人們明確標準的規定以及法律的規定，嚴格按照規定行事。

2.2 細化安全法規并且加強行業監管

第一，要嚴格對待行業的準入門檻，不管是煤礦風機還是電機，都需要對其生產企業進行能力的評估，包括其設計制造能力和試驗的能力，對于那些超過自身能源等級生產的企業或者是那些沒有變頻試驗能力的企業進行嚴厲的打擊清理，從根本上保障煤礦工作人員的安全。第二，改革完善行業監管體制，目前我國對于煤礦風機電機的監管主要是對煤安的認證和生產許可的認證，雖然這種行業準入制度很大程度的保障了煤礦企業的人員的安全，但是隨著時代的發展，關于行業監管的體制還有很大的改革優化空間，比如說打破壟斷，通過競爭的方式激勵煤礦通風機電機的發展。第三，加強第三方檢驗能力，我國目前還需要建設并完善有關試驗全套煤礦風機和高壓防爆電機的企業。第四，細化法規，加強立法，可以將法規細化對電氣設備的額定功率這一方面進行規定。例如當前我國執行的《煤炭安全規程》就有明確的規定，嚴格禁止電氣設備在運行的過程當中不能超過它的額定功率使用，但是卻并沒有對非變頻電機能否當做變頻電機使用做出規定，也沒有對電機整定溫度如何進行限制作出規定，這樣很容易使一些人鉆法律沒有照顧到的方面，而執法人員也沒有根據去制止，所以說很有必要細化法規，加強立法。

2.3 設計制造合理，加強建設制造和試驗能力

這一點主要是對煤礦風機制造業提出的要求，要綜合考慮風機和電機結合之后的問題還要對風機本身的功率問題進行考慮。第一，對葉輪葉型的結構進行優化改造，改善旋風機功率不均的問題。第二，適當采用不等功率電機。第三，風機要配設有隔流罩，為電機外面安置風扇提供空間。第四，需要對風機的運行工況進行深入的了解，并且同時要對制造廠和試驗平臺進行嚴格的監督控制，對于那些超頻率或者是超電壓生產的情況一定要嚴厲的打擊。

2.4 提升專業執法水平，加大安全執法力度

第一，要提高執法隊伍的綜合素質，使其執法的能力有所提升，并且使其業務水平得到提升。在我國的現行的有關這一方面的執法體制當中，對于煤監局安監員有著很高的要求，不僅要求其有著很強的實踐能力和執行能力，能夠對煤礦的現場足夠的熟悉，還要求其具有豐厚的知識和技能，對于各類的安全法律法規有著足夠的了解，并且能夠合理的應用，在專業的技能方面上說，不僅要對煤礦的風機電機監測觀察的關鍵點進行了解和掌握，還要對極限報警溫度以及防爆電機修理等方面能夠進行合理的設置。

第二，在安全執法方面，有關部門一定要加大執法力度，避免事故的發生。當然這需要從基礎做起，將安全執法進行細化，從煤礦風機電機的運行方面著手，確保其能安全的運行，嚴格細化執法，堅決杜絕事故的發生。

3 結束語

總而言之，煤礦通風機電機溫度高這一故障對煤礦工作人員的人身安全影響很大，并且對煤礦企業的經濟效益的影響也很大，所以我們應該從實際出發，對風機電機的來源以及工作運行當中可能存在的問題進行分析，從法律法規出發杜絕一些違法制造或是試驗的行為出現，切實保障風機電機的合理使用和合理的設計，以保障煤礦企業人員的安全，同時提高煤礦企業的工作效益。

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