基于压力表和真空表读数特征诊断矿井主排水系统故障.pdf

煤炭工程 2 0 1 2年第 1 0期 基于压力表 和真 空表读数特征诊 断 矿井主排水 系统故 障 程建 业 ( 郑州煤炭丁业技师学院，河南 郑州4 5 1 1 5 0 ) 摘 要 ：为了快捷诊 断矿 井主排 水 系统故障，根据矿 井主排水 系统工作理论，探 讨 了真空 表 、压力表读数 变化与主排水 系统常见故障的 内在联 系，提 出了通过观察真空表 、压力表的读数 特征诊 断矿 井主排水系统常见故障的方法。 关键词 ：矿 井主排水系统 ；真空表 ；压力表；读数特征 ；故障诊 断 中图分类号：T D 4 4 2 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 6 7 1 0 9 5 9 【 2 0 1 2 ) 1 0 - 0 0 4 8 - 0 3 矿井排水系统发生故障时 ，势必影响排水工作的正常 运行 ，严重时影响矿井正常生产，因此必须学会诊断故障 的基本方法 ，以求准 确 、迅速地 排 除故障 。诊 断矿井 排水 系统故障的方法很多，但最基本、最直接的判断方法是观 察水 泵在T作 时压力表 和真空 表 ( 简称 “ 两 表” ) 读 数 的不 变化 ，从 “ 两表 ”读数 变化特 征 J 诊 断水泵 和排水 系统 是否发牛了故障，以及发生了何种故障。 l 观察 “ 两表”读数特征诊断排水系统故障的基 本原 理 压力表与真 空表安装 位置 示意 图如 图 1所 示 ，根据矿 井排水系统T作 原理可 知 ，水泵 口压 力表 和进 口真空表 的读 数值 分别可以写成 ： P = ( + 日 ) ( 1 ) P ：Y ( + ) ( 2 ) 式中P 压力表读数值，P a ； 1 ， 水的重度 ，N m ； 日 排水高度 ，i n ； 排水管路损 失 ，n l ； P ， 真空表读 数 ，P a ； 日 吸水高度，m； 日 吸水管路损失 ，n l 。 由式( 1 ) 、式 ( 2 ) 可知 ，压 力表读数 与排水 高度与排水 管水力损失有关 ，而真空表读数与吸水高度、吸水管水力 损失有 关。矿井排水 系统 一旦 安装 完毕 ，吸水高度 和排 水高度 就不会改变 ，因此 ，一旦 两表读数发生 异常 ，就 说明 、 发生了变化 ，也 就说 明吸 、排水管路有 可能 堵塞和流量发生 了变 化 ，而 日 的变化也 同样 可 以了解泵 的工作状态是否正常。由此可见 ，可利用两表读数特征来 注 ：， ， 一吸 水高度 排水高度 P z 一 真空 表 P v 压 力表 图 1 压力表与真空表安装位置示意图 判断水泵和管路故障，再结合声音和电流表的变化町帮助 进行准确判 断。 2 利用 “ 两表”读数特征对水泵和排水 系统进行 故障分析 水泵和排水系统发 生故 障时 的特 点是压 力表 和真 空表 读数同时发生变化，这是因为泵的流量和扬程是相互影响 的，吸人部位发生故障，影响排出过程 ；同样 ，排出部位 发生故障也会影响吸入过程。所以，结合在判断水泵和排 水系统故障时必须结合两表的读数特征。下面就两表读数 特征与排水系统故障进行分析。 2 1 故障一 ：泵内有空气 两表读数特征 ：真空表和压力表读数都 比正常时小 ，而 且常常不稳定，严重时甚至降到零。其原因是泵内进入空气 之后 ， 头显著降低，流量也急剧下降。水泵中混入少量空 气有可能会正常 二 作，但不同水泵可引入的空气量都有一定 的限量，引入太多则会使吸水管中水流中断。水泵中混入空 气与排水量在不同比例时的压头特性曲线如图2所示，从图 2中明显看出水泵内混入空气对压头特性的影响。 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 6 3 0 作者简介：程建业( 1 9 5 8一) ，男，河南新密人，高级讲师，1 9 7 9年毕业于河南理丁大学矿业机械专业 ，现在郑州煤炭 工业技师学院从事教学及管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 煤炭工程 2 0 1 2年第 1 0期 率下降3 左右，节能效果非常显著。 3 5 变频 改造 的 附加 收益 3 5 1 变频改造 降低 了现场噪声 用高压变频调速装置后 ，可对电机实现软启动，启动 时电流不超过电机额定电流的 1 2倍，对电网无任何冲击。 在整个运行范围内，电机可保证运行平稳，大大减小了运 行过程中产生的噪声。据统计，改造前噪声为 1 3 4 d B，改 造后噪声为 9 3 d B 。 3 5 2 变频改造带来的其他收益 1 )网侧功 率因数提 高 ：原 电机直接 由工频驱动 时，满 载时功率 因数 为 0 8 5左右 ，实际运行功率 因数远低于 0 8 。 采用高压变频调速系统后 ，电源侧 的功率 因数可提高到 0 9 5以上 ，无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率， 满足电网要求，可进一步节约上游设备的运行费用。 2 )设备运行与维护费用下降：采用变频调节后 ，由于 通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低时，电机、风 机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前 减轻，维护周期可加长 ，设备运行寿命延长；并且变频改 造后风门开度可达 1 0 0 ，运行中不承受压力 ，可显著减少 风 门的维 护 量。变频 器 运行 中 ，只需 定 期对 变 频器 除尘 ， 不用停机 ，保证 了生产的连续性。随着生产的需要，调节 风机 的转速 ，进而调节风机风量 ，既满 足生产工 艺的要求 ， 工作强度又大大降低。采用变频技术调速后，减少了机械 磨损，维护工作量降低 ，检修费用下降。 3 )用高压变频调速装置后，可对电机实现软启动，启 动时电流不超过电机额定电流的 1 2倍 ，对电网无任何冲 击 ，电机使用寿命延长。在整个运行范围内，电机可保证 运行平稳 ，损耗减小，温升正常。风机启动时的噪音和启 动电流非常小 ，无任何异常振动和噪音。 4 )与原来旧系统相比较，变频器具有过流、短路 、过 压、欠压、缺相 、温升等多项保护功能，更完善地保护了 电机。 5 )操作简单，运行方便。可通过计算机远程给定风量 或压力等参数 ，实现智能调节。 4结论 通过变频技 术 对循 环流 化床 机 组辅 机进 行 节 能改 造 ， 大大降低了流化床机组厂用电率。又由于大大改善了设备 启动和运行条件，变频技术增加了设备使用寿命 ，降低了 设备磨损和噪音 ，增加了循环流化床机组的自动化水平。 参考文献 ： 1 李方园变频器原理 与维修 M 北 京 ：机械T业 出版社 ， 2 01 0 2 王廷才变频器原理及应用 ( 第 2版 ) M 北 京 ：机械 T 业 出版社 ，2 0 1 1 3 黎冰变频器实用技术化 M 北京 ：化学工业 出版社 ， 2 O 1 1 4 徐甫荣 高压变频调速技术应用 实践 M 北京 ：中 国电 力出版社 ，2 0 0 7 5 徐甫荣高压变频调速技术 工程实践 M 北京 ：中国电 力出版社，2 0 1 2 ( 责任编辑赵巧芝) ( 上接 第 4 9页) 这时真空度降低 ，甚至降到零 。 2 )如果是水泵的允许吸上真空度本来就低( 有可能是 泵安装位置过高) ，刚打开排水阀就可能产生汽蚀，这时真 空度不一定先增加后降低 ，往往是一开始就低下来，甚至 为零 。 3 )如果排水管破裂发生在泵站的附近时，使真空表读 数增加太多，超过了泵的最大允许吸上真空度而产生汽蚀， 这时真空表读数的变化情况是突然升高后又立即下降。 水泵发生汽蚀 时 ，就会 出现振 动 和噪声 。同时 ，因为 在水流中有气泡 ，所以水泵的排水高度也会有降低。随着 汽蚀现象程度的严重，气泡大量地产生，最后造成断流， 这时水泵的吸水高度、功率、效率迅速下降，甚至吸不上 水来。因此要防止水泵在工作时发生汽蚀现象，其主要措 施可从两个方面人手：在吸水系统的设计和安装方面， 一 是尽量减小吸水管水头损失，即减少吸水管长度、减少 吸水管附件( 如底阀) 、增大吸水管直径 ；二是减小实际安 装高度，保证合理的吸水高度，在实际安装 中，一般矿用 离心式水泵安装的吸水高度不超过 6 m。在操作使用方 面，减少吸水管路损失，具体方法是关小泵排水 闸阀，使 5 2 系统 的流量 ( 流速 ) 减小 ，吸水管 的水头损失 随之减小 。 3结语 从 以上分析可 以看 出 ，水 泵和 排水 系统故 障都能 从 真 空表和压力表的读数变化中反映出来，因此，观察 “ 两表” 读数变化特征 ，再结合实际情况进行具体问题具体分析， 就能准确诊断水泵和排水系统的故障，从而找出相应的处 理措施 ，保证排水 系统安全 、高效运行 。 参考文献 ： 1 郭 丽 颖矿 山 流体 机 械 M 北 京 ：煤 炭 工 业 出版 社 ， 2 0 06 2 齐 允 平矿 山流 体机 械 M 北 京 ：煤 炭 工 业 出 版社 ， 2 0 0 4 3 赵捷矿井主排水系统性能检测 的实践 J 山西煤炭 ， 2 0 1 0 ，( 6 ) ：6 9 7 1 4 赵守超水泵工 R 徐州 ：中国矿业大学 出版社 ，2 0 H 0 9 5 袁亮煤矿总工程师技术手 册 M 北 京 ：煤炭工业 出 版社 ，2 0 1 0 ( 责任编辑张宝优 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m