矿用加热机组的常见故障有哪些?

2025-06-29
矿用加热机组因工作环境恶劣(高粉尘、高湿度、潜在瓦斯风险)且需满足防爆、高温运行要求,故障类型与常规工业加热设备有显著差异,核心故障集中在防爆系统失效、加热元件异常、温控失灵、风机故障安全保护误动作等方面。以下是常见故障及特征分析:

一、防爆系统故障(直接危及安全,必须立即停机)

  1. 防爆面失效
    • 表现:防爆接合面(如接线盒盖、机壳缝隙)出现锈蚀、划痕(深度>0.2mm)或变形,用塞尺检测间隙>0.2mm(Ex dⅠ 级防爆要求)。
    • 原因:长期未涂专用防锈油(用黄油或油漆替代)、搬运时碰撞、煤尘堆积后受潮腐蚀。
    • 风险:内部电火花外泄,可能引爆周围瓦斯(浓度≥0.5% 时)。
  2. 电缆引入装置密封失效
    • 表现:密封圈老化(变硬、开裂)、规格不匹配(与电缆直径间隙>0.5mm),或电缆护套破损后未及时更换,导致接线腔进水 / 煤尘。
    • 原因:安装时未按 “一孔一缆” 要求,强行穿多根电缆;长期振动导致密封圈移位。
    • 特征:用兆欧表检测绝缘电阻<1MΩ(冷态),或运行中出现漏电保护动作。
  3. 接地系统故障
    • 表现:接地螺栓松动、接地线断裂(截面积不足 4mm² 时易断),接地电阻检测>2Ω。
    • 原因:井下岩石砸碰接地线、长期腐蚀(尤其在高湿度区域)。
    • 后果:设备漏电时无法快速泄流,可能导致人员触电或引爆气体。

二、加热系统故障(影响升温效率,可能引发过热)

  1. 电加热管损坏(电加热型机组)
    • 表现:局部不加热(出风口温度不均),或运行时跳闸(漏电或短路),用万用表检测单根管电阻为 0(短路)或∞(断路)。
    • 原因
      • 干烧(未先开风机就启动加热)导致管壁过热熔断;
      • 煤尘堆积覆盖加热管,散热不良引发局部高温;
      • 管内电热丝氧化(因密封不良进水受潮)。
  2. 热媒换热器堵塞 / 泄漏(热水 / 蒸汽加热型)
    • 表现
      • 堵塞:出风口温度骤降,热媒进口压力正常但出口压力偏低,换热器翅片温差大(进口侧烫、出口侧凉)。
      • 泄漏:换热器底部有水滴(热水型)或蒸汽味(蒸汽型),压力表指针持续下降。
    • 原因:热媒水质差(含泥沙、水垢)长期沉积;翅片腐蚀(矿井水含硫时加速锈蚀);管路连接处密封垫老化。
  3. 加热功率异常(整体升温慢)
    • 表现:满负荷运行时,出风口温度比额定值低 10℃以上,电流表指示电流偏低(电加热型)或热媒流量不足(热媒型)。
    • 原因
      • 电加热型:部分加热档位接触器损坏(触点烧蚀)、电源电压偏低(<361V,即 380V-5%)。
      • 热媒型:热媒阀门未开足、锅炉房供压不足(如蒸汽压力<0.4MPa)。

三、风机与传动系统故障(导致加热元件过热)

  1. 风机不启动或转速异常
    • 表现:按下风机开关后无反应(电机不转),或转动缓慢(风量明显不足),出风口无气流。
    • 原因
      • 电机故障:防爆电机绕组烧毁(因进水或过载)、轴承缺油(异响伴随振动)。
      • 控制故障:风机接触器线圈烧断、热继电器误动作(过载保护设定值过低)。
      • 机械卡阻:叶轮被煤块 / 杂物卡住,或皮带轮 / 联轴器松动。
  2. 风机振动与异响
    • 表现:运行时机身剧烈晃动(振幅>0.1mm),伴随 “嗡嗡”(轴承磨损)或 “摩擦声”(叶轮擦壳)。
    • 原因:叶轮不平衡(积灰不均)、皮带松紧度不均(传动型)、轴承滚珠碎裂(高温环境下润滑脂失效加速磨损)。

四、温控与安全保护系统故障(失控或误动作)

  1. 超温保护失灵
    • 表现:出风口温度超过设定值(如>60℃)但设备未停机,用温度计检测温控探头(热电偶 / 热电阻)显示值与实际温差>5℃。
    • 原因:探头被煤尘覆盖(测温滞后)、温控器设定值被私自调高(违规操作)、继电器触点粘连(无法断开加热回路)。
  2. 瓦斯联动保护误动作 / 不动作
    • 误动作:瓦斯浓度<0.5% 时设备突然停机,检查瓦斯传感器发现漂移(未定期校准)或信号线接触不良。
    • 不动作:瓦斯浓度超标(>0.5%)时设备持续运行,因传感器故障(如催化元件中毒)或联动继电器失效。
  3. 热继电器频繁跳闸
    • 表现:启动加热后几分钟内跳闸,复位后再次跳闸,且电机无明显过热。
    • 原因:热继电器整定值过小(未按电机额定电流 1.1-1.25 倍设定)、环境温度过高(井下局部温度>30℃时散热差)。

五、其他环境相关故障

  1. 煤尘堵塞风道
    • 表现:进风口滤网被煤尘糊死,风机电流增大(过载),出风口风量锐减,加热元件因散热不良表面发红。
    • 高发场景:掘进工作面附近(煤尘浓度高)、长期未清理(超过 8 小时连续运行)。
  2. 潮湿导致绝缘下降
    • 表现:停机一段时间后启动,漏电保护立即跳闸,用兆欧表检测绕组对地绝缘<0.5MΩ(受潮特征)。
    • 原因:井下湿度>90% 时,设备停运后内部冷凝水积聚,尤其在防爆接线盒、加热管密封处。

故障处理原则

  1. 任何故障排查必须先断电、验电、放电,在机组周围 20 米瓦斯浓度≤0.5% 时进行,严禁带电开盖。
  2. 防爆部件维修必须由持防爆设备检修证人员操作,更换零件需为同型号防爆件(如密封圈必须是原厂配套件)。
  3. 涉及加热元件、温控系统的故障,修复后必须测试超温保护(模拟触发,确认立即停机)方可重新投用。

通过以上故障特征分析,可快速定位问题并采取针对性措施,核心是优先确保防爆与安全保护系统有效,再解决加热效率问题,避免因故障扩大引发安全事故。