矿用井口防冻热风机的加热元件,因长期处于高粉尘、高潮湿、低温循环、防爆要求严苛的特殊工况,故障多与环境侵蚀、结构损耗、安全保护失效直接相关。以下是 7 类最常见的故障,结合故障现象、核心原因及典型场景展开说明,帮助快速定位问题:
- 热风机通电后无热量输出,出风口温度始终低于设计值(如室温);
- 部分情况下伴随 “啪” 的异响,或防爆外壳内闻到焦糊味;
- 用万用表检测发热体两端,电阻值显示 “无穷大”(说明发热丝完全断裂)。
- 材质耐温性不足:使用了劣质发热丝(如纯铁丝而非镍铬 / 铁铬铝合金),长期在 80℃+ 出风口温度下运行,氧化速度加快,最终烧断;
- 局部过热:井口粉尘堆积在发热体表面(如翅片间隙堵塞),或风机风量不足(如风机故障、风道堵塞),导致热量无法及时带走,发热体局部温度超过材质耐受极限(如镍铬合金超过 1200℃);
- 电压波动冲击:矿山电网电压不稳定(如启动其他大型设备时电压骤升),发热体实际功率远超额定功率(功率与电压平方成正比),短时间内过载烧毁。
- 未定期清理翅片式加热元件的粉尘,冬季防冻高峰期(24 小时连续运行)突然停机;
- 小厂廉价元件,使用不足 3 个月就出现烧毁,且无过热保护设计。
- 热风机运行时,漏电保护器频繁跳闸(若接入了漏电保护回路);
- 用验电笔接触加热元件外壳 / 防爆接线盒,氖管发光(说明外壳带电);
- 万用表检测发热体与外壳间的绝缘电阻,数值低于 10MΩ(热态)或 50MΩ(冷态),不符合安全标准。
- 潮湿侵蚀:井口冬季热湿空气凝结成水,渗入加热元件的绝缘层(如管状元件的氧化镁粉绝缘层吸潮),或接线端子密封圈老化破损,导致绝缘性能下降;
- 外壳腐蚀穿孔:保护套管用了镀锌管而非不锈钢,长期接触含尘潮湿空气,套管锈蚀穿孔,粉尘 + 水汽进入内部,造成发热丝与外壳短路;
- 安装损伤:安装时暴力拉扯加热元件,导致绝缘层开裂(如翅片与套管焊接处开裂),或接线端子压接过紧,破坏绝缘垫片。
- 井口无防雨棚,雨雪天气后热风机通电即跳闸;
- 旧设备使用 2 年以上,未更换过接线盒密封圈,潮湿季节频繁出现漏电报警。
- 热风机运行时,接线盒附近有 “滋滋” 的打火声,伴随局部发热(用手触摸接线盒外壳,温度超过 60℃);
- 发热功率不稳定,出风口温度忽高忽低(如时而达 50℃,时而降至 20℃);
- 严重时接线端子烧黑、氧化,甚至引发接线盒内塑料部件融化。
- 端子材质劣质:使用铁质端子而非铜质端子,长期通电发热后氧化严重,接触面形成氧化层(电阻增大),导致接触不良;
- 压接工艺不规范:安装时接线端子螺丝未拧紧,或导线与端子压接面积不足,运行中因震动(矿山设备震动频繁)导致接触间隙增大,产生电弧;
- 粉尘堆积:接线盒密封不严,井口粉尘进入端子接触面,形成绝缘层,阻碍电流传导,进而引发打火。
- 维修时更换了非原厂端子,且未做密封处理,1-2 个月后出现接触不良;
- 热风机安装在井口震动较大的位置(如靠近提升机),端子螺丝因震动松动,导致功率波动。
- 热风机风量明显下降,即使风机正常运行,出风口风速也显著降低;
- 翅片间隙被粉尘完全堵塞,用手触摸翅片表面,发现局部过热(温度超过 80℃),但出风口整体温度不高;
- 部分翅片从套管上脱落,散落在风道内,甚至卡住风机叶轮。
- 翅片焊接工艺差:采用 “点焊” 而非 “高频焊”,翅片与套管结合强度低,长期受气流冲击(风机风压波动)或温度循环(低温启动 - 高温运行)影响,导致翅片脱落;
- 粉尘清理不及时:井口粉尘浓度高(如煤矿井口煤尘、金属矿粉尘),且翅片间距过小(<5mm),粉尘易在间隙内堆积,形成 “粉尘层”,既阻碍散热,又堵塞风道;
- 翅片材质薄脆:使用厚度<0.3mm 的铝翅片,冬季低温下材质变脆,清理时(如用压缩空气吹扫)易断裂脱落。
- 翅片式加热元件未按要求每 15 天清理一次,冬季防冻期 1 个月后完全堵塞,热风机 “有风不热”;
- 小厂产品采用劣质点焊工艺,首次冬季运行就出现大量翅片脱落。
- 热风机因风道堵塞、风量不足导致加热元件过热(如表面温度超过 120℃),但内置的温度熔断器 / 温控器未动作,仍持续通电;
- 严重时伴随发热体烧毁,甚至引发防爆外壳内温度超标(超过防爆等级允许的最高温度,如 Ex d I 允许的 150℃),触发安全风险。
- 保护装置缺失:劣质加热元件为节省成本,未内置过热保护(如省略温度熔断器),仅依赖外部控制系统,一旦外部控制失效,无二次保护;
- 保护参数不匹配:过热保护装置的动作温度设定过高(如设定为 180℃,远超发热体耐受温度 1200℃),或设定过低(如 50℃就动作,导致频繁停机),均属于参数错误;
- 保护装置老化:温度熔断器 / 温控器使用超过寿命(通常 3-5 年),内部金属片疲劳或熔丝氧化,导致无法正常动作(如该熔断时不熔断,该复位时不复位)。
- 无牌小厂产品,拆开加热元件后发现无任何过热保护部件,风道堵塞后直接烧毁发热体;
- 旧设备保护装置使用 5 年以上,夏季高温时频繁误动作,冬季低温时又失效不保护。
- 热风机仍能发热,但加热速度明显变慢(如从启动到达到设计温度,从 5 分钟延长至 15 分钟);
- 相同运行时间下,井口防冻效果下降(如井口温度从 5℃降至 0℃以下,出现冻霜);
- 用功率表检测,实际运行功率比额定功率低 10% 以上(如额定 100kW,实际仅 85kW)。
- 发热体氧化老化:镍铬 / 铁铬铝合金发热丝长期在高温下运行,表面形成氧化层(如 Cr₂O₃),氧化层电阻增大,导致实际电流下降,功率衰减;
- 接线端子氧化:端子接触面氧化后电阻增大,分压增加,导致发热体两端实际电压低于额定电压,功率随之下降(P=U²/R);
- 绝缘层老化漏电:管状加热元件的氧化镁粉绝缘层老化,出现轻微漏电(未达到跳闸程度),部分电流流失,导致发热功率降低。
- 加热元件使用超过 10000 小时(接近设计寿命上限),冬季防冻效果逐年下降;
- 井口湿度大,未定期维护,接线端子氧化严重,功率缓慢衰减。
- 加热元件的防爆外壳(如隔爆型接线盒、防爆套管)出现裂纹、变形,或密封面有划痕;
- 防爆认证标识(如 Ex d I)磨损模糊,无法确认防爆等级;
- 专业检测时,防爆间隙超过标准(如隔爆面间隙>0.5mm,不符合 GB 3836.2 要求)。
- 机械冲击:矿山井口作业时,重型设备(如矿车、吊装设备)意外碰撞加热元件,导致防爆外壳变形或裂纹;
- 低温脆裂:冬季井口温度低于 - 20℃,防爆外壳若用劣质铸铁(而非球墨铸铁或不锈钢),材质变脆,受轻微震动即开裂;
- 维护不当:拆卸防爆接线盒时,未按规范操作(如用硬物撬动密封面),导致密封面划痕,破坏防爆间隙。
- 井口冬季清理积雪时,铲雪设备碰撞加热元件防爆外壳,导致外壳裂纹;
- 维修时用普通螺丝刀撬动隔爆面,造成密封面损伤,失去防爆能力。
矿用加热元件的故障多与 “环境适应不足”“维护缺失”“材质 / 工艺劣质” 相关,预防需聚焦三点:
- 选对材质:优先镍铬 / 铁铬铝合金发热体、304/316L 不锈钢外壳,确保防爆 / 绝缘达标;
- 定期维护:每 15-30 天清理粉尘,每 3 个月检查接线端子 / 密封件,每年检测绝缘电阻与防爆结构;
- 规避过载:配置稳压装置,避免电网电压波动冲击,确保风机与加热元件联动(风机故障时加热元件自动断电)。
及时识别上述故障,可避免热风机停机导致的井口冻堵,同时降低漏电、防爆失效等安全风险。