如何预防矿用热风炉故障的发生?

2025-09-29
矿用热风炉是矿井供暖、防冻(如井筒防冻)的核心设备,其故障可能导致井下温度过低、设备冻损,甚至影响采矿作业安全。预防故障需围绕设备选型、规范操作、定期维护、介质管理、应急准备五大核心环节,建立全生命周期的管理体系,具体措施如下:

一、源头把控:科学选型与合规安装

设备先天适配性是预防故障的基础,需结合矿井实际需求规避 “选型不当” 风险:
  1. 精准匹配负荷需求
    根据矿井供暖面积(如井口、井下硐室)、最低环境温度、防冻标准,计算所需热负荷(单位:kW),避免 “小马拉大车”(长期超负荷运行导致部件过热)或 “大马拉小车”(热效率低、能耗高)。例如:严寒地区井筒防冻需额外考虑风速对热损失的影响,选型时需预留 10%-15% 的负荷余量。
  2. 优先选择矿用专用型设备
    矿用热风炉需符合《煤矿安全规程》要求,具备防爆、防腐、耐粉尘特性:
    • 燃烧系统(如燃烧器)需适配矿井常用燃料(如煤粉、天然气、煤层气),避免燃料与设备不匹配导致的结焦、熄火;
    • 换热部件(如换热管)选用耐腐蚀材质(如 304 不锈钢、搪瓷管),应对井下潮湿或循环水杂质导致的腐蚀。
  3. 严格执行合规安装
    • 安装位置需远离粉尘源、易燃区域,且预留足够维护空间(至少 1.5 米);
    • 管路系统(进风、出风、燃料管、循环水管)需做保温处理(如用岩棉保温层),减少热损失;同时安装防震支架,避免设备运行振动导致管路接口泄漏;
    • 电气控制系统(如温控器、压力传感器)需接地防爆,接线符合矿用电气安全标准,避免短路或信号失灵。

二、核心保障:规范操作与实时监控

操作人员的标准化操作能直接减少 80% 以上的 “人为故障”,需建立严格的操作流程:

1. 启动前:必做 3 项检查

  • 燃料与介质检查:确认燃料(如煤粉仓料位、燃气压力)充足且无杂质,循环水(或导热油)液位在标准范围(低于最低液位会导致干烧,高于最高液位可能溢出),水质符合要求(硬度≤0.03mmol/L,避免结垢)。
  • 安全装置检查:测试安全阀(手动泄压,确认起跳压力符合设计值)、防爆阀(检查密封是否完好)、超温 / 超压报警装置(模拟信号,确认声光报警正常),确保 “安全防线” 有效。
  • 机械部件检查:检查风机(轴承润滑脂是否充足、有无异响)、传动皮带(张紧度是否合适,避免打滑)、炉排(若为层燃炉,确认炉排转动灵活,无卡滞)。

2. 运行中:实时监控 4 类关键参数

运行时需通过仪表盘或智能监控系统,每 30 分钟记录一次关键数据,发现异常立即停机排查:
监控参数 正常范围 异常风险(需立即处理)
热风出口温度 按矿井需求设定(如 50-80℃) 超温(>90℃):可能烧毁换热管;低温(<40℃):防冻失效
炉膛压力 微负压(-50~-100Pa) 正压(>0Pa):火焰外溢,可能引发火灾;负压过大(<-200Pa):吸入冷空气,热效率骤降
排烟温度 150-200℃(视燃料类型) 超 250℃:换热管结垢或积灰,需清灰;低于 120℃:可能产生冷凝水,腐蚀烟道
燃料供应压力 按设备手册(如燃气 0.2-0.4MPa) 压力波动 ±10%:导致燃烧不稳定,熄火或不完全燃烧(产生一氧化碳)

3. 停机后:必做 2 项维护

  • 短期停机(<24 小时):关闭燃料阀,保留循环水 / 导热油循环 1 小时(避免局部过热),清理炉膛内残留灰渣(用专用清灰工具,避免划伤炉衬)。
  • 长期停机(>7 天):排空循环水(防止冬季结冰胀裂管路),对金属部件(如炉排、风机轴承)涂抹防锈油,密封燃料进口(防止杂质进入),切断总电源并挂 “停用标识”。

三、关键支撑:定期维护与部件保养

按 “日常保养 + 定期检修 + 年度大修” 三级体系,提前排查潜在故障(如结垢、腐蚀、部件老化):

1. 日常保养(每日 1 次)

  • 清理设备表面及周围粉尘(避免粉尘堆积影响散热,或进入风机导致叶轮磨损);
  • 检查密封件(如炉门密封条、管路接口垫片)是否老化破损,若有泄漏立即更换(防止热损失或燃料泄漏);
  • 补充风机、炉排等运动部件的润滑脂(选用耐高温型润滑脂,如锂基润滑脂,避免高温失效)。

2. 定期检修(每月 1 次,结合设备手册调整)

  • 换热系统:拆开换热管端盖,用高压水枪(压力≤0.8MPa)冲洗管内结垢(或用化学除垢剂,如柠檬酸溶液,避免腐蚀材质);检查换热管是否有裂纹、腐蚀穿孔,若有需更换整根管子。
  • 燃烧系统:拆卸燃烧器,清理喷嘴积碳(用钢丝刷,避免堵塞导致火焰不均匀);检查点火电极间隙(通常 0.5-1mm,过大或过小会导致点火失败),必要时调整或更换电极。
  • 电控系统:校准温度传感器、压力变送器(用标准仪表比对,误差超 ±2% 需校准);检查接触器、继电器触点是否烧蚀,若有需打磨或更换,避免电路接触不良。

3. 年度大修(每年 1 次,停产期间进行)

  • 全面检查炉衬(耐火砖或浇注料)是否剥落、开裂,若损坏面积超 10% 需重新砌筑(防止炉膛窜火,烧毁外壳);
  • 检测安全阀、压力表等安全附件(送第三方机构校验,确保符合国家计量标准,不合格需更换);
  • 对风机、引风机进行动平衡测试(若振动值超 6.3mm/s,需校正叶轮,避免轴承过度磨损);
  • 整理维护台账(记录检修内容、更换部件型号、测试数据),为下一年度维护提供依据。

四、基础保障:燃料与介质质量管控

劣质燃料或不合格循环水是导致故障的重要诱因,需从 “输入端” 严格把控:
  1. 燃料质量标准
    • 若使用煤粉:粒度需符合要求(200 目筛余≤10%,避免粒度不均导致燃烧不完全),含硫量≤0.5%(防止硫燃烧生成二氧化硫,腐蚀换热管);
    • 若使用燃气(天然气 / 煤层气):纯度≥95%,杂质(如硫化氢)含量≤20mg/m³,避免杂质堵塞喷嘴或腐蚀燃烧器。
    • 燃料储存:煤粉仓需密封,防止受潮结块(结块会导致下料不畅,负荷波动);燃气管道需安装过滤器(每季度清理一次),避免杂质进入燃烧器。
  2. 循环水 / 导热油管理
    • 循环水需经过软化处理(安装软水器,去除钙、镁离子),并定期检测水质(每月 1 次,硬度超标时更换树脂);
    • 若使用导热油:选用矿用专用导热油(最高使用温度需高于炉膛温度 50℃以上),定期检测油质(每 3 个月 1 次,若酸值>0.5mgKOH/g 或黏度变化超 20%,需更换新油),避免导热油老化碳化堵塞管路。

五、风险兜底:安全预案与应急处置

即使做好预防,仍需准备应急方案,避免故障扩大化:
  1. 制定专项应急预案 明确常见故障(如突然熄火、超压、管路泄漏)的处置流程,例如:
    • 熄火故障:立即关闭燃料阀,通风 5 分钟(排出炉膛内残留燃气),检查点火系统或燃料供应,排除故障后重新点火;
    • 超压故障:若安全阀未自动起跳,立即手动打开泄压阀,同时降低燃料供应,待压力降至正常范围后排查超压原因(如风机故障、烟道堵塞)。
  2. 定期应急演练 每季度组织操作人员进行 1 次演练,重点训练 “故障识别 - 停机操作 - 风险隔离 - 维修处置” 流程,确保 3 分钟内响应、10 分钟内控制故障。
  3. 储备关键备件 按 “易损件 + 关键件” 分类储备,例如:
    • 易损件:密封垫片、点火电极、滤芯、润滑脂(储备量满足 1 个月需求);
    • 关键件:安全阀、温度传感器、燃烧器喷嘴、换热管(储备 1-2 套,避免故障后等待采购导致停产)。

六、管理强化:人员培训与责任落实

  1. 人员资质培训
    • 操作人员需持 “矿用特种设备操作证” 上岗,培训内容包括:设备原理、安全规程、应急处置(每半年复训 1 次,考核不合格者暂停上岗);
    • 维修人员需掌握部件拆装、故障诊断技能(如通过异响判断风机轴承磨损,通过排烟颜色判断燃烧是否完全),定期参加厂家技术培训。
  2. 建立责任制度
    • 明确 “操作员 - 维修工 - 管理员” 三级责任:操作员负责日常检查与记录,维修工负责定期维护与故障处理,管理员负责监督制度执行与备件管理;
    • 实行 “故障追责制”:若因操作不当或维护不到位导致故障,分析原因并落实责任,避免同类问题重复发生。