矿山空压机的经济运行

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dbjx

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电梯直达

1楼

发表于 2009-11-12 23:12 |只看该作者 |倒序浏览

使用压缩空气的风动机械，虽然效率较低，但在煤矿的特殊条件下，不会产生火花，不怕超负荷，无触电危险，在温度大、气温高、灰尘多的环境中，也能很好地操作，因此，在煤矿中压缩空气作为一种动力源而被广泛应用。但因空压机的成本较高、耗电量大、利用率低、效率不高，因此，提高空压机设备的经济运行，对于节约电能消耗和降低生产成本，具有非常重要的意义。
1、提高空压机的运行效率
1.1 更新改造旧设备
现在矿山实际使用的空压机设备型号较杂，还有一部分是老旧产品，耗电量高，配件储备困难，维修量大。如W-20/8型空压机效率只有60%左右，而3L-10/8和4L-20/8等新型空压机效率为80%。如果把目前还在服役的老旧设备更新成高效空压机，节约电能十分可观。就以4L-20/8代替W-20/8型为例，一年可节约用电量54万千瓦时，这笔电费就可购买一台新的4L-20/8型空压机。
1.2 合理选用空压机
在保证供风量不变的情况下，也有一个合理选用空压机的问题，就以选用L型空压机为例，如果所需风量为20m3/min，开动1台4L-20/8型空压机（效率80%，功率130Kw），比开动两台3L-10/8型空压机（效率80%，功率75Kw）能节电20 Kw，一年就省电10万千瓦时。
1.3 提高空压机的排气量
尽管选用了高效空压机，但不注意维护和检修，也不能保证空压机高效率运行。我们在生产中曾遇到这样一个问题：当时井下3个工作面共8台7655凿岩机工作，需风量30 m3/min，开了2台4L-20/8型空压机，风量还供不应求。根据仪表指示，电动机已经满负荷运转。我们就用储气罐法对2台4L-20/8的排气量进行了测定，发现每台空压机的排气量都不足，最差的1台只有12 m3/min，为额定排气量的60%，运行效率很低。
要提高空压机的排气量，主要是加强设备的维护和检修。保持气阀的工作状态良好、不串风；填料箱、气缸盖、活塞与气缸壁之间不漏气。同时要十分注意空压机的冷却效果，进气温度不可太高，经测定每升高3℃，空压机的工作效率将降低1%。保证空压机处于良好的润滑状态，以降低摩擦阻力，减少因机械摩擦而引起的功率损失。
1.4 搞好附属设备的节电运行
空压机的附属设备主要指冷却水泵、电控设备、风包等。搞好这些附属设备的节电运行，对提高空压机的运行效率有一定的意义。
（1）选用高效能的冷却水泵
为了降低进气温度，提高空压机的运行效率，必须用水泵对空压机进行强制冷却。要求进水温度不超过30℃，出水温度不超过40℃。但是一般水泵的效率都很低（50%～70%不等），耗电量大，对提高空压机运行的经济效益有一定的影响。应选效率较高的BA型和B型泵。
（2）频敏变阻器的节电运行
4L-20/8型空压机的转子回路都用频敏变阻器起动，起动过程结束后，尽管转子已经被短接，但时间继电器、中间继电器、交流接触器仍处于通电吸合状态，不仅运行噪声大，线圈温升高，使用寿命短，而且造成不必要的耗电现象。
在转子短接装置的运行手柄位置一侧，装设一个两组动断触点的行程开关，把其触点分别串在频敏变阻器控制回路的起动按钮和时间继电器回路中。这样，在电动机起动完毕，正常运行时，使频敏变阻器控制柜处于安全节电状态。一年可节约有功电量920千瓦时，无功电量10836千瓦时，同时还提高了线路功率因素。如果把定子回路的交流接触器改为交流起动，直流运行，不仅能解决噪声大、温升高、寿命短的问题，而且也降低了耗电量。
2 、减少压缩管路的损失
压缩空气通过管路送到各个用风点的过程中，风流与管路及其附件产生磨擦，形成阻力，不可避免地造成压力损失，增加了风机的功率损失。自空气压缩站到最远用风点的总压力损失一般不超过0.1MPa。否则，必须采取以下有效措施。
2.1 空气压缩机站建立在井口附近
为减少管路的压力损失，使管路敷设距离越短越好（管路压力损失与其长度成正比）。地面管路没有多大用处，必须尽量缩短。为此应把空压机建在井口附近。
在低瓦斯矿井中，送风距离较远时，也可在井下主要运输巷道附近新鲜风流通过的地方，设置压缩空气站，但空气压缩站和储气罐必须分别装设在两个硐室内。
2.2 尽量减少拐弯和少用附件
由于地形限制和管路控制的需要，在管路中需要一些三通、弯头、闸阀等附件，这些附件的压力损失都很大，一个直径50mm的弯角阀压力损失相当于13m相同直径的直管压力损失。必须尽量少用，所有附件的压力损失不得超过管路的10%～20%。
2.3 增大风管直径
在巷道开拓延伸、管路必须加长、支路较多、附件又不可缺少时，只有加大风管直径，减少压力损失，减轻空压机的负担（压力损失与管径的平方成反比）。
风管内径可按下列公式计算：
d=
式中： Q1——平均压力状态下的空气流量，Q1=QP0/P1；
Q——管路计算空压流量，m3/min；
P0——吸气大气压：0.1MPa；
P1——管道中空气的平均压力，不超过9个大气压；
W——管道内压缩空气流速，一般为5～10m/s。
2.4 改进管子接头，杜绝浪费
加强管路维修，保持管子接头不漏风，管子附件状态良好，管子接头尽量采用焊接方法。
适当增设油水分离器、安装伸缩器，使管路中不得有积水，提高排风效率。
3、加强对用风设备的管理
矿山开采用风设备很多，主要有凿岩机、混凝喷射泵、风稿等。选好、管好、用好这些用风设备，对于搞好空压机的经济运行，降低生产成本，有着决定性的作用。
3.1 使用高效能的7655凿岩机
我国煤矿的岩巷开拓掘进主要用凿岩机，煤矿60%以上使用7655气腿凿岩机，其特点是重量轻、结构紧凑、机动灵活、适应性强。
7655凿岩机虽然冲击功和扭矩大，冲击频率高，耗气量小，但使用中很多单位对软管接头不重视，漏气现象十分严重，应该推广快速接头，才能收到更好的经济效果。
3.2 正确使用混凝土喷射泵
自从井下岩石巷道推广光面爆破锚喷支护新技术以来，混凝土喷浆泵就成了不可缺少的施工设备，几经改进目前普遍使用的ZHP-2型混凝土喷射泵，效率比较高。但耗风量大（10m3/min），成了风老虎。由于所需风压小（0.3Mpa），所供风压大（为使凿岩机能正常工作，工作面风压一般为0.6～0.7Mpa），混凝土回弹率高，不仅造成很大浪费，而且会影响混凝土层结合强度。为此，可采取以下措施：
（1）在工作面增设风包
在喷浆工作面增设一个风包，使高空压缓冲一下，减弱喷浆泵所需的风压，使喷浆泵能有效地工作，不过要做到随机移动有困难。少移动，加长二次供风管路，一般不会增加管路风压损失。
（2）减少混凝土射流的有效长度
根据国家建委建筑机构研究所试验的结果，在使用混凝土喷浆泵时，减少混凝土射流的有效长度是减少耗风量的最有效措施。经试验射流有效长度从1000mm缩小到600～400mm时，每分钟的耗风量分别减少14%和19%。
3.3配置移动式小空压机
在使用单位比较分散的情况下，不使用地面空压机站的压缩空气，在工作面附近新鲜风流通过的地方设置小型移动式空压机，对工作面就地供气，这样还可省略压气管道设施。
4、建立合理的规章制度
4.1 空压机的选择原则
空压机的台数及其总排气量必须和工作的风动机械台数及其总耗气量相适应。
一般空压机站应选用效率较高的L型空压机。备用的空压机不得少于1台。
4.2 建立包机组提高设备的完好率
把运转工和检修工编成一个组，对空压机包修包用，严格执行设备检修计划，同时建立合理的奖惩制度，以确保检修质量，提高设备的安全可靠性。
4.3 搞好职工的技术培训
对运转工人必须进行培训、考试，在取得合格证后，方可独立工作。举办岗位练兵与技术比武活动，激发职工学知识、学科学的积极性，形成良好的作风，提高整体职工队伍的技术素质。
4.4 制定空压机的技术经济指标
根据每使用1m3压缩空气的成本，制定成本定额，作为考核各个用风队组的技术经济指标之一。
总之，提高空压机设备的经济运行的方法很多，如果能够确保管理完善，措施得力，保证现有设备完好，并采用有效的新技术，对于节约电能消耗和降低生产成本，具有非常重要的意义。