矿用空气加热机组有哪些常见的故障及解决方法?

2025-09-27
矿用空气加热机组(涵盖电加热型、蒸汽型、热水型、乏风热泵型)的故障多集中在加热系统、风机系统、控制系统、热媒 / 热源系统四大核心模块,不同类型机组的故障特点略有差异,但解决逻辑需结合煤矿安全规范(如 GB 3836 防爆标准、《煤矿安全规程》温度要求)和设备结构特性。以下是常见故障、成因及分步解决方法,同时附安全操作要点:

一、加热系统故障(核心故障,直接影响升温效果)

加热系统是机组核心,故障直接导致 “出风温度不达标”(低于 40℃)或 “无热量输出”,需按机组类型针对性排查:

1. 电加热型机组:加热元件失效 / 过热保护跳闸

常见症状

  • 出风温度远低于设定值(如仅 10-20℃),电热元件无温升;
  • 运行中突然停机,控制面板显示 “过热报警”。

故障成因

症状 核心原因 辅助原因
元件无温升 电热管 / 半导体元件烧毁、接线端子松动 / 烧蚀 电源缺相、电控柜接触器故障
过热保护跳闸 温控器设定值过低、热过载继电器故障 进风滤网堵塞(风量不足导致局部过热)、元件积尘过多

解决步骤

  1. 安全前提:先切断机组总电源(含防爆配电箱电源),验电确认无电后操作,避免触电或防爆事故;
  2. 排查元件
    • 打开加热腔检修门,用万用表 “通断档” 测量电热管 / 半导体元件(正常应为 “导通”,阻值符合出厂参数,如 10-50Ω;若 “断路” 则需更换);
    • 检查接线端子(铜排 / 线缆):若有烧蚀痕迹,用砂纸打磨后重新紧固,更换破损的防爆线缆(需符合 GB 3836.2 标准);
  3. 复位保护装置
    • 若为 “过热跳闸”,先清理加热腔积尘、更换堵塞的进风滤网(建议用压缩空气吹洗滤网,避免水洗受潮);
    • 检查温控器设定值(应设为 “出风温度 40-50℃”,不可低于 35℃),按压热过载继电器 “复位按钮”,重新上电测试;
  4. 验证效果:上电后观察元件温升(用红外测温仪检测元件表面温度,应均匀且不超过 120℃),出风温度需稳定在 40℃以上。

注意事项

  • 更换电热元件时,需选用同型号防爆型元件(如 ExdⅡBT4 等级,适配煤矿瓦斯环境),禁止用普通民用元件替代;
  • 半导体加热模块需检查散热风扇是否正常(若风扇停转,会导致模块过热烧毁)。

2. 蒸汽 / 热水型机组:换热器结垢 / 热媒泄漏

常见症状

  • 出风温度低,换热器表面无明显温升;
  • 地面出现水渍(热水型)或蒸汽异味(蒸汽型),伴随 “嘶嘶” 漏气声。

故障成因

症状 核心原因 辅助原因
换热器无温升 换热管结垢(水垢 / 煤尘堵塞)、热媒阀门未全开 热媒压力不足(蒸汽 < 0.2MPa,热水 < 0.3MPa)、锅炉供热量不够
热媒泄漏 换热管腐蚀穿孔、法兰密封垫老化 热媒水质差(含氯离子过高导致腐蚀)、长期超压运行

解决步骤

  1. 停供热媒:先关闭蒸汽 / 热水 inlet 总阀,打开疏水阀 / 排污阀排空换热器内残留热媒(蒸汽型需冷却至 50℃以下再操作);
  2. 排查泄漏
    • 目视检查法兰连接处(若密封垫老化,更换耐温耐压垫片,如丁腈橡胶垫,蒸汽型需耐 150℃以上);
    • 用压力测试泵对换热器打压(蒸汽型打 0.4MPa,热水型打 0.6MPa),保压 30 分钟,若压力下降则用肥皂水检测漏点,腐蚀穿孔需更换换热管(建议选用 304 不锈钢管,抗水垢腐蚀);
  3. 清理结垢
    • 轻度结垢:用 5%-10% 柠檬酸溶液循环清洗(浸泡 2-4 小时,再用清水冲洗);
    • 重度结垢:采用高压水射流清洗(压力控制在 10-15MPa,避免损伤翅片),清洗后测试换热效率(出风温度应回升至 40℃以上);
  4. 恢复供媒:缓慢打开热媒总阀,排净换热器内空气(打开排气阀),避免 “气塞” 导致局部无热媒流通。

3. 乏风热泵型机组:制冷剂泄漏 / 蒸发器结霜

常见症状

  • 出风温度低,压缩机运行但无热量输出;
  • 蒸发器表面结厚霜(超过 5mm),风机运行但风量减小。

故障成因

症状 核心原因 辅助原因
制冷剂泄漏 管道焊接点开裂、阀门阀芯损坏 长期振动导致接口松动、制冷剂纯度不足(含杂质腐蚀管道)
蒸发器结霜 乏风进口温度过低(<-30℃)、风机转速不足 蒸发器翅片积尘堵塞、化霜传感器故障

解决步骤

  1. 停机泄压:关闭压缩机电源,打开制冷剂回收阀(需专业设备回收,避免排放污染);
  2. 检漏补漏
    • 用肥皂水涂抹管道接口、阀门(若冒泡则为漏点),焊接点开裂需重新钎焊(用磷铜焊条,焊接后打压测试);
    • 更换损坏的阀芯 / 密封圈(需选用耐制冷剂腐蚀的氟橡胶材质),补漏后抽真空(真空度需达到 - 0.1MPa,保压 2 小时无回升),再按标注量加注制冷剂(如 R410A,不可混用其他型号);
  3. 化霜处理
    • 手动启动 “化霜模式”(若自动化霜失效,检查化霜传感器阻值,正常应为 10kΩ 左右,若异常则更换);
    • 若结霜严重,用热风机(非明火)辅助化霜,化霜后清理蒸发器翅片积尘(用压缩空气吹洗);
  4. 测试运行:开机后监测 COP 值(能效比应≥3.0,若低于 2.5 则需检查换热器脏堵或制冷剂是否充足)。

二、风机系统故障(影响风量,间接导致加热效率下降)

风机系统负责将加热后的空气送入井筒,故障会导致 “风量不足”“风机异响”“风机不转”,进而引发加热元件过热或井筒温度不达标。

常见症状与解决

故障现象 核心成因 解决步骤
风机不转(无噪音) 电机烧毁、电源缺相、电控柜变频器故障 1. 测电机绕组阻值(正常应为 3-10Ω,断路则更换防爆电机,需符合 ExdⅠ 等级);
2. 检查变频器输出电压(若缺相,更换变频器模块);
3. 确认风机电源开关(防爆断路器)是否跳闸,复位前排查过载原因
风机异响(振动大) 轴承磨损、叶轮积尘 / 变形、皮带松动(皮带传动型) 1. 停机后手动转动叶轮(若有卡滞,清理叶轮积尘或校正变形);
2. 更换轴承(选用耐高温轴承,如 SKF 6308,加注锂基润滑脂);
3. 调整皮带张紧度(按压皮带下垂量不超过 10mm)
风量不足 进风滤网堵塞、风道漏风、风机转速过低 1. 拆洗进风滤网(每周至少 1 次,煤矿环境需加密滤网,防止煤尘进入);
2. 检查风道软连接(若破损,更换阻燃帆布软连接,密封缝隙);
3. 调整变频器频率(风机转速应符合额定值,如 1450rpm)

三、控制系统故障(影响精度,导致温度失控或误报警)

控制系统含温度传感器、PLC 控制器、触摸屏、报警模块,故障会导致 “温度显示不准”“自动控制失效”“误报警停机”,需按 “从传感器到控制器” 的逻辑排查。

常见症状与解决

故障现象 核心成因 解决步骤
温度显示偏差大(如实际 30℃显示 50℃) 温度传感器漂移、接线错误(正负极接反)、传感器探头积尘 1. 用标准温度计校准传感器(将探头放入 40℃温水中,显示偏差应≤±1℃,超差则更换);
2. 检查传感器线缆(三线制 PT100 传感器,不可接反);
3. 清理探头积尘(用软布擦拭,避免损伤感温元件)
自动控制失效(无法自动调节功率) PLC 程序错乱、接触器粘连、温控器参数设置错误 1. 恢复 PLC 出厂程序(需厂家提供备份,禁止随意修改防爆区域程序);
2. 检查接触器触点(若粘连,更换同型号防爆接触器,如 CJX2-1210);
3. 重新设置温控参数(如 “回差温度 5℃”,避免频繁启停)
误报警(无故障却报警) 报警阈值设置过低、线路干扰(煤矿强电磁环境)、模块故障 1. 调整报警阈值(如过热报警设为 60℃,而非 40℃);
2. 检查控制线屏蔽层(需单端接地,减少电磁干扰);
3. 更换故障报警模块(如中间继电器粘连,更换 12V 直流继电器)

四、热媒 / 热源系统故障(蒸汽 / 热水 / 乏风型特有)

1. 蒸汽 / 热水型:热媒供应异常

症状:热媒压力 / 温度不足(蒸汽 < 0.2MPa,热水 < 95℃)

  • 成因:锅炉出力不足、热媒管路堵塞、减压阀故障;
  • 解决:
    1. 联系锅炉房确认锅炉运行状态(若锅炉压力低,需排查锅炉燃烧系统);
    2. 检查热媒管路过滤器(若堵塞,拆卸清洗滤网,热水型需定期排污,防止水垢沉积);
    3. 校准减压阀(蒸汽型减压阀出口压力应稳定在 0.2-0.4MPa,若失效则更换)。

2. 乏风热泵型:乏风进口参数异常

症状:乏风温度过低(<-30℃)或含尘量过高

  • 成因:冬季外界温度过低、乏风过滤器堵塞;
  • 解决:
    1. 启用辅助加热(如电加热模块,在乏风温度 <-30℃时补热,避免蒸发器结霜);
    2. 清理乏风进口过滤器(每日检查,煤尘堵塞需立即更换,防止蒸发器脏堵)。

五、故障排查通用原则与安全注意事项

1. 通用排查逻辑

  • 先外部后内部:先检查电源、热媒供应、滤网等易损件,再拆解内部部件(如加热腔、换热器);
  • 先断电后操作:所有检修必须切断总电源 + 热媒阀,验电确认无电,蒸汽型需冷却至常温;
  • 先易损后核心:优先更换传感器、接触器、滤网等低成本易损件,再排查电机、换热器等核心部件。

2. 煤矿特殊安全要求

  • 防爆要求:所有电气部件更换需符合 GB 3836 系列标准(如电机为 ExdⅠ,线缆为 MYQ 矿用阻燃电缆),禁止在防爆腔体内私自接线;
  • 接地检查:每次检修后测试接地电阻(应≤4Ω),避免漏电引发事故;
  • 资质要求:检修人员需持 “煤矿机电设备检修资质”,高压部件(如 660V 电源)需双人操作。

六、常见故障快速诊断表(现场速查)

故障现象 优先排查部位 排除顺序(1-3 步)
出风温度低 + 无报警 加热元件(电加热型)/ 换热器(蒸汽型) 1. 测加热元件通断;2. 查热媒压力;3. 清理滤网
运行中停机 + 过热报警 热过载继电器 / 进风滤网 1. 复位继电器;2. 清洗滤网;3. 检查元件积尘
风机转但风量小 滤网 / 风道 / 变频器 1. 拆洗滤网;2. 查风道漏风;3. 调变频器频率
温度显示不准 温度传感器 / 接线 1. 校准传感器;2. 检查接线;3. 清理探头
通过以上分类排查,可解决矿用空气加热机组 90% 以上的常见故障。对于复杂故障(如换热器整体腐蚀、压缩机烧毁),需联系厂家技术人员现场检修,避免因自行拆解导致设备损坏或安全事故。同时,建议建立 “设备维护台账”,记录每次故障原因及解决措施,便于后续预防性维护(如每 3 个月清理换热器、每 6 个月更换密封垫)。