煤矿水环式瓦斯抽放泵的常见故障及处理方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)重庆煤矿安全技术培训中心 作者:邹小平

  瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的关键设备,其工作正常与否关系到矿井的安全生产。根据多年来对水环式瓦斯抽放泵的检修和维护经验,在分析其特点的基础上,对抽放泵的常见故障、产生原因、处理方法进行了总结,并提出了瓦斯抽放泵日常维护的基本要求。

  瓦斯是煤矿的五大灾害之一,严重威胁着煤矿的安全生产。对于低瓦斯矿井,通常的瓦斯治理方法是利用矿井通风系统,将煤矿井下的瓦斯稀释到规定的浓度以下排出地面;对于高瓦斯矿井,特别是有煤与瓦斯突出危险性的矿井,最有效的瓦斯治理方法是实行瓦斯抽放,根据瓦斯抽放标准建立瓦斯抽放系统,通过抽放瓦斯来减小煤层中的瓦斯含量,从而消除瓦斯压力,减少煤矿采掘过程中的瓦斯涌出量,消除煤矿生产中的瓦斯威胁,并可变废为宝,进行瓦斯的综合利用(发电或者民用等)。瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的核心设备,能否正常工作,直接影响抽放效果。

1、水环式真空瓦斯抽放泵的主要特点

  瓦斯是一种危险性大的有害气体,具有爆炸性和可燃性,在抽放时不能产生高温高压现象,并应避免火源和机械火花及高温。因此,煤矿进行瓦斯抽放,通常选用水环式真空瓦斯抽放泵,它具有结构简单、吸气均匀、工作平稳可靠、操作简单、维修方便等特点。而且该抽放泵在抽放瓦斯时,以水为介质,不易产生高温和火花,从而避免了瓦斯燃烧和爆炸事故。瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的关键设备,根据煤矿生产的要求,必须保证其安全可靠运行,不得随意停止。为此,瓦斯泵除满足抽放量的要求外,还必须配备备用泵、检修泵及可靠的双电源系统。

2、常见故障及处理

  水环式真空瓦斯泵在使用中,由于工作泵运行时间长,而备用泵停机时间长,经常出现一些故障。笔者结合多年来对煤矿水环式真空瓦斯泵的检修经验,将该类抽放泵经常出现的一些故障、产生的原因及处理方法进行归纳。

  2.1、抽气量小,负压低

  (1)主要原因。电动机的电源电压不足导致转速低;电动机和真空泵间的传动带打滑引起转速下降;供水量不足或者水温过高,循环水排不出;叶轮与分配板间隙过大;机械密封系统破损导致漏水、漏气;叶轮或者分配板磨损;压力表、真空表显示不准确。

  (2)检查和处理方法。检查供电电压是否在电动机额定电压范围内,保证其在额定电压下工作;检查并调整传动带的松紧程度,消除打滑现象;调节供水量和降低水温(注意必须控制在正确范围内),检查进、出水口的管路;调整叶轮与分配板的间隙,一般保持在0.15~0.20mm,否则会导致电动机超载发热;检查机械密封及其他可能漏水、漏气的地方(如管路);更换叶轮或者分配板以及其他磨损部件;检查并更换不合格的真空表、压力表等。

  2.2、试车或运转过程中泵被卡死

  (1)主要原因。泵体内管道、机件结垢严重;机械填料安装不合格,压盖压得太紧;泵长时间没用导致锈蚀,泵体内部机件生锈;泵体内部有异物卡住转子,泵内吸入杂物;叶轮与分配板间隙过小发生摩擦;传动轴承损坏;电动机供电电压不足;电动机缺相运行。

  (2)解决方法。拆卸清除或用酸清洗,有效清除水垢;按要求安装机械填料,松开机械填料压盖螺栓;用力扳动转子并用草酸清洗,若因长时间没用导致锈蚀的,可以加点除锈剂或者打开泵盖人为去除锈迹;用水冲刷并打开检查,打开泵盖去除杂物;调节叶轮与分配板的距离;更换损坏的轴承,并按要求加注合格的润滑油;检查供电电压是否过低;检查电动机接线是否牢靠。

  2.3、振动及噪声大

  (1)产生原因。主轴对中不好,造成偏心,地脚螺栓松动,工作液流量过高,吸排气管壁太薄等。

  (2)处理方法。重新检查和调整主轴,检查地脚螺栓,确保其紧固,安装孔板流量计减少流量,采用管壁较厚的气管。

  2.4、轴承部位发热

  (1)产生原因。轴承安装不当或损坏,缺少润滑油。

  (2)处理方法。检查调整轴承或更换不合格轴承,按要求加注合格的润滑脂,改善润滑条件。

  2.5、泵内产生水垢

  水环真空瓦斯泵使用一段时间后容易结水垢,水垢会堵塞孔道、间隙,粘牢零件接合面,影响泵的工作性能,甚至使泵不能正常工作,造成抽放泵启动困难,运行阻力大,泵体发热。

  (1)水垢形成原因。大自然中的海水、井水、泉水等,由于和土壤、岩石相接触,溶入了许多杂质,这些杂质多是钙和镁的碳酸亚盐、硫酸盐和氯化物,一般都是硬水,水中的钙、镁盐易分解生成不溶性的碳酸盐沉淀,这种沉淀附着在抽放泵零件上,形成水垢。

  (2)防治办法。

  ①抽放泵必须使用软水(在硬水中加入适量的氢氧化钙(消石灰)或碳酸钠(苏打),可使水中碳酸氢盐生成不溶性的碳酸盐沉淀,经过过滤,所得就是软水),并将抽放泵所用的水作封闭循环使用,循环水中的钙、镁盐量一定,使水垢形成到一定量之后不再增加,可避免水垢危害的深化,但必须保证循环水的温度在规定温度值以下。

  ②利用水垢处理器,在不改变水的生化属性前提下,根据不同水质适用不同频率电磁场的处理机理,由主机产生高频电磁场对流经设备的水质进行处理,水垢处理器特定频率的高频能量对被处理介质水产生共鸣作用,使原有大缔合体态水的结合键被深度打断,产生系列物理弹性变化,如极性增强、偶极距增大、水合能力增强等,降低成垢概率,起到阻止水垢形成的作用,水垢处理器连续发射出与水垢自振频率相近的波,使其在一定范围内产生共振效应,使原有水垢结晶体逐渐松软、脱落、从而达到除垢的目的。

  ③结垢不严重的,可用浓度为10%的草酸浸泡水泵30min后用清水洗泵,也可采用稀盐酸,将其浓度稀释到5%以下,浸泡30min后用清水洗泵;

  ④结垢严重时,必须将抽放泵解体,清除叶轮、分配板及泵体上的水垢,重新进行装配,有条件的可在安装前做一下叶轮动平衡和分配板光洁度,除垢时注意不要造成变形。

3、日常维护

  水环式真空瓦斯泵必须按要求进行维护,确保其正常运行,备用泵至少每星期检查一次,人工盘车应无卡阻现象,其他各部件均应正常,每半月进行一次空载启动,确保其随时能投入正常使用。

  (1)应经常检查油位,确保其符合要求,发现油变质应及时更换新油,确保真空泵工作正常。一般新水环式真空瓦斯泵、解体检修后的水环式真空瓦斯泵,建议在工作100h左右换油一次,以后每500h换油一次。运行过程中,轴承温度不能超过环境温度35℃,最高温度不得超过80℃。

  (2)一般情况下,水环式真空瓦斯泵工作2000h后应进行解体检修,查看密封件老化程度,检查排气阀片是否开裂,清理沉淀在阀片及排气阀座上的污物。清洗整个水环式真空瓦斯泵腔内的水垢时应轻拿轻放,小心碰伤,对橡胶类元件清洗后,用干布擦干即可。

  (3)经常检查水环式真空瓦斯泵管路及结合处有无松动现象,调整填料压盖,保证填料室内的滴漏情况正常,检查轴套的磨损情况,如磨损较大应及时更换。

  (4)水环式真空瓦斯泵停止使用时,要先关闭闸阀、压力表、真空表,然后停止电机。

  (5)发现水环式真空瓦斯泵有异常声音或异常现象应立即停车,查明原因进行处理,严禁带病运行。

4、结语

  瓦斯抽放泵是治理瓦斯进行瓦斯抽放的关键设备,其工作正常与否关系到矿井的安全和生产。因此,必须进行合理选型,正确维护,精心检修,在平时的维护管理中严格遵守管理制度,定期清洁、检查、更换易损件。操作时,要遵守操作规程,及时记录运行和维修情况,以减少故障的发生,为矿井瓦斯抽放提供保障。

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