煤礦水環式瓦斯抽放泵的常見故障及處理方法
瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的關鍵設備,其工作正常與否關系到礦井的安全生產。根據多年來對水環式瓦斯抽放泵的檢修和維護經驗,在分析其特點的基礎上,對抽放泵的常見故障、產生原因、處理方法進行了總結,并提出了瓦斯抽放泵日常維護的基本要求。
瓦斯是煤礦的五大災害之一,嚴重威脅著煤礦的安全生產。對于低瓦斯礦井,通常的瓦斯治理方法是利用礦井通風系統,將煤礦井下的瓦斯稀釋到規定的濃度以下排出地面;對于高瓦斯礦井,特別是有煤與瓦斯突出危險性的礦井,最有效的瓦斯治理方法是實行瓦斯抽放,根據瓦斯抽放標準建立瓦斯抽放系統,通過抽放瓦斯來減小煤層中的瓦斯含量,從而消除瓦斯壓力,減少煤礦采掘過程中的瓦斯涌出量,消除煤礦生產中的瓦斯威脅,并可變廢為寶,進行瓦斯的綜合利用(發電或者民用等)。瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的核心設備,能否正常工作,直接影響抽放效果。
1、水環式真空瓦斯抽放泵的主要特點
瓦斯是一種危險性大的有害氣體,具有爆炸性和可燃性,在抽放時不能產生高溫高壓現象,并應避免火源和機械火花及高溫。因此,煤礦進行瓦斯抽放,通常選用水環式真空瓦斯抽放泵,它具有結構簡單、吸氣均勻、工作平穩可靠、操作簡單、維修方便等特點。而且該抽放泵在抽放瓦斯時,以水為介質,不易產生高溫和火花,從而避免了瓦斯燃燒和爆炸事故。瓦斯抽放泵是瓦斯抽放的關鍵設備,根據煤礦生產的要求,必須保證其安全可靠運行,不得隨意停止。為此,瓦斯泵除滿足抽放量的要求外,還必須配備備用泵、檢修泵及可靠的雙電源系統。
2、常見故障及處理
水環式真空瓦斯泵在使用中,由于工作泵運行時間長,而備用泵停機時間長,經常出現一些故障。筆者結合多年來對煤礦水環式真空瓦斯泵的檢修經驗,將該類抽放泵經常出現的一些故障、產生的原因及處理方法進行歸納。
2.1、抽氣量小,負壓低
(1)主要原因。電動機的電源電壓不足導致轉速低;電動機和真空泵間的傳動帶打滑引起轉速下降;供水量不足或者水溫過高,循環水排不出;葉輪與分配板間隙過大;機械密封系統破損導致漏水、漏氣;葉輪或者分配板磨損;壓力表、真空表顯示不準確。
(2)檢查和處理方法。檢查供電電壓是否在電動機額定電壓范圍內,保證其在額定電壓下工作;檢查并調整傳動帶的松緊程度,消除打滑現象;調節供水量和降低水溫(注意必須控制在正確范圍內),檢查進、出水口的管路;調整葉輪與分配板的間隙,一般保持在0.15~0.20mm,否則會導致電動機超載發熱;檢查機械密封及其他可能漏水、漏氣的地方(如管路);更換葉輪或者分配板以及其他磨損部件;檢查并更換不合格的真空表、壓力表等。
2.2、試車或運轉過程中泵被卡死
(1)主要原因。泵體內管道、機件結垢嚴重;機械填料安裝不合格,壓蓋壓得太緊;泵長時間沒用導致銹蝕,泵體內部機件生銹;泵體內部有異物卡住轉子,泵內吸入雜物;葉輪與分配板間隙過小發生摩擦;傳動軸承損壞;電動機供電電壓不足;電動機缺相運行。
(2)解決方法。拆卸清除或用酸清洗,有效清除水垢;按要求安裝機械填料,松開機械填料壓蓋螺栓;用力扳動轉子并用草酸清洗,若因長時間沒用導致銹蝕的,可以加點除銹劑或者打開泵蓋人為去除銹跡;用水沖刷并打開檢查,打開泵蓋去除雜物;調節葉輪與分配板的距離;更換損壞的軸承,并按要求加注合格的潤滑油;檢查供電電壓是否過低;檢查電動機接線是否牢靠。
2.3、振動及噪聲大
(1)產生原因。主軸對中不好,造成偏心,地腳螺栓松動,工作液流量過高,吸排氣管壁太薄等。
(2)處理方法。重新檢查和調整主軸,檢查地腳螺栓,確保其緊固,安裝孔板流量計減少流量,采用管壁較厚的氣管。
2.4、軸承部位發熱
(1)產生原因。軸承安裝不當或損壞,缺少潤滑油。
(2)處理方法。檢查調整軸承或更換不合格軸承,按要求加注合格的潤滑脂,改善潤滑條件。
2.5、泵內產生水垢
水環真空瓦斯泵使用一段時間后容易結水垢,水垢會堵塞孔道、間隙,粘牢零件接合面,影響泵的工作性能,甚至使泵不能正常工作,造成抽放泵啟動困難,運行阻力大,泵體發熱。
(1)水垢形成原因。大自然中的海水、井水、泉水等,由于和土壤、巖石相接觸,溶入了許多雜質,這些雜質多是鈣和鎂的碳酸亞鹽、硫酸鹽和氯化物,一般都是硬水,水中的鈣、鎂鹽易分解生成不溶性的碳酸鹽沉淀,這種沉淀附著在抽放泵零件上,形成水垢。
(2)防治辦法。
①抽放泵必須使用軟水(在硬水中加入適量的氫氧化鈣(消石灰)或碳酸鈉(蘇打),可使水中碳酸氫鹽生成不溶性的碳酸鹽沉淀,經過過濾,所得就是軟水),并將抽放泵所用的水作封閉循環使用,循環水中的鈣、鎂鹽量一定,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,但必須保證循環水的溫度在規定溫度值以下。
②利用水垢處理器,在不改變水的生化屬性前提下,根據不同水質適用不同頻率電磁場的處理機理,由主機產生高頻電磁場對流經設備的水質進行處理,水垢處理器特定頻率的高頻能量對被處理介質水產生共鳴作用,使原有大締合體態水的結合鍵被深度打斷,產生系列物理彈性變化,如極性增強、偶極距增大、水合能力增強等,降低成垢概率,起到阻止水垢形成的作用,水垢處理器連續發射出與水垢自振頻率相近的波,使其在一定范圍內產生共振效應,使原有水垢結晶體逐漸松軟、脫落、從而達到除垢的目的。
③結垢不嚴重的,可用濃度為10%的草酸浸泡水泵30min后用清水洗泵,也可采用稀鹽酸,將其濃度稀釋到5%以下,浸泡30min后用清水洗泵;
④結垢嚴重時,必須將抽放泵解體,清除葉輪、分配板及泵體上的水垢,重新進行裝配,有條件的可在安裝前做一下葉輪動平衡和分配板光潔度,除垢時注意不要造成變形。
3、日常維護
水環式真空瓦斯泵必須按要求進行維護,確保其正常運行,備用泵至少每星期檢查一次,人工盤車應無卡阻現象,其他各部件均應正常,每半月進行一次空載啟動,確保其隨時能投入正常使用。
(1)應經常檢查油位,確保其符合要求,發現油變質應及時更換新油,確保真空泵工作正常。一般新水環式真空瓦斯泵、解體檢修后的水環式真空瓦斯泵,建議在工作100h左右換油一次,以后每500h換油一次。運行過程中,軸承溫度不能超過環境溫度35℃,最高溫度不得超過80℃。
(2)一般情況下,水環式真空瓦斯泵工作2000h后應進行解體檢修,查看密封件老化程度,檢查排氣閥片是否開裂,清理沉淀在閥片及排氣閥座上的污物。清洗整個水環式真空瓦斯泵腔內的水垢時應輕拿輕放,小心碰傷,對橡膠類元件清洗后,用干布擦干即可。
(3)經常檢查水環式真空瓦斯泵管路及結合處有無松動現象,調整填料壓蓋,保證填料室內的滴漏情況正常,檢查軸套的磨損情況,如磨損較大應及時更換。
(4)水環式真空瓦斯泵停止使用時,要先關閉閘閥、壓力表、真空表,然后停止電機。
(5)發現水環式真空瓦斯泵有異常聲音或異常現象應立即停車,查明原因進行處理,嚴禁帶病運行。
4、結語
瓦斯抽放泵是治理瓦斯進行瓦斯抽放的關鍵設備,其工作正常與否關系到礦井的安全和生產。因此,必須進行合理選型,正確維護,精心檢修,在平時的維護管理中嚴格遵守管理制度,定期清潔、檢查、更換易損件。操作時,要遵守操作規程,及時記錄運行和維修情況,以減少故障的發生,為礦井瓦斯抽放提供保障。