基于压力表和真空表读数特征诊断矿井主排水系统故障

煤炭工程2012年第10期基于压力表和真空表读数特征诊断矿井主排水系统故障程建业(郑州煤炭丁业技师学院，河南郑州451150)摘要：为了快捷诊断矿井主排水系统故障，根据矿井主排水系统工作理论，探讨了真空表、压力表读数变化与主排水系统常见故障的内在联系，提出了通过观察真空表、压力表的读数特征诊断矿井主排水系统常见故障的方法。关键词：矿井主排水系统；真空表；压力表；读数特征；故障诊断中图分类号：TD442文献标识码：B文章编号：1671—0959【2012)10-0048-03矿井排水系统发生故障时，势必影响排水工作的正常运行，严重时影响矿井正常生产，因此必须学会诊断故障的基本方法，以求准确、迅速地排除故障。诊断矿井排水系统故障的方法很多，但最基本、最直接的判断方法是观察水泵在T作时压力表和真空表(简称“两表”)读数的不变化，从“两表”读数变化特征J诊断水泵和排水系统是否发牛了故障，以及发生了何种故障。l观察“两表”读数特征诊断排水系统故障的基本原理压力表与真空表安装位置示意图如图1所示，根据矿井排水系统T作原理可知，水泵口压力表和进口真空表的读数值分别可以写成：P=(+△日)(1)P：Y(+△)(2)式中P——压力表读数值，Pa；1，——水的重度，N／m；日——排水高度，in；△——排水管路损失，nl；P，——真空表读数，Pa；日——吸水高度，m；△日——吸水管路损失，nl。由式(1)、式(2)可知，压力表读数与排水高度与排水管水力损失有关，而真空表读数与吸水高度、吸水管水力损失有关。矿井排水系统一旦安装完毕，吸水高度和排水高度就不会改变，因此，一旦两表读数发生异常，就说明△、△发生了变化，也就说明吸、排水管路有可能堵塞和流量发生了变化，而△日的变化也同样可以了解泵的工作状态是否正常。由此可见，可利用两表读数特征来注：，，一吸水高度排水高度Pz一真空表Pv压力表图1压力表与真空表安装位置示意图判断水泵和管路故障，再结合声音和电流表的变化町帮助进行准确判断。2利用“两表”读数特征对水泵和排水系统进行故障分析水泵和排水系统发生故障时的特点是压力表和真空表读数同时发生变化，这是因为泵的流量和扬程是相互影响的，吸人部位发生故障，影响排出过程；同样，排出部位发生故障也会影响吸入过程。所以，结合在判断水泵和排水系统故障时必须结合两表的读数特征。下面就两表读数特征与排水系统故障进行分析。2．1故障一：泵内有空气两表读数特征：真空表和压力表读数都比正常时小，而且常常不稳定，严重时甚至降到零。其原因是泵内进入空气之后，头显著降低，流量也急剧下降。水泵中混入少量空气有可能会正常]二作，但不同水泵可引入的空气量都有一定的限量，引入太多则会使吸水管中水流中断。水泵中混入空气与排水量在不同比例时的压头特性曲线如图2所示，从图2中明显看出水泵内混入空气对压头特性的影响。收稿日期：2012—06—30作者简介：程建业(1958一)，男，河南新密人，高级讲师，1979年毕业于河南理丁大学矿业机械专业，现在郑州煤炭工业技师学院从事教学及管理工作。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com煤炭工程2012年第10期率下降3％左右，节能效果非常显著。3．5变频改造的附加收益3．5．1变频改造降低了现场噪声用高压变频调速装置后，可对电机实现软启动，启动时电流不超过电机额定电流的1．2倍，对电网无任何冲击。在整个运行范围内，电机可保证运行平稳，大大减小了运行过程中产生的噪声。据统计，改造前噪声为134dB，改造后噪声为93dB。3．5．2变频改造带来的其他收益1)网侧功率因数提高：原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为0．85左右，实际运行功率因数远低于0．8。采用高压变频调速系统后，电源侧的功率因数可提高到0．95以上，无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率，满足电网要求，可进一步节约上游设备的运行费用。2)设备运行与维护费用下降：采用变频调节后，由于通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低时，电机、风机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期可加长，设备运行寿命延长；并且变频改造后风门开度可达100％，运行中不承受压力，可显著减少风门的维护量。变频器运行中，只需定期对变频器除尘，不用停机，保证了生产的连续性。随着生产的需要，调节风机的转速，进而调节风机风量，既满足生产工艺的要求，工作强度又大大降低。采用变频技术调速后，减少了机械磨损，维护工作量降低，检修费用下降。3)用高压变频调速装置后，可对电机实现软启动，启动时电流不超过电机额定电流的1．2倍，对电网无任何冲击，电机使用寿命延长。在整个运行范围内，电机可保证运行平稳，损耗减小，温升正常。风机启动时的噪音和启动电流非常小，无任何异常振动和噪音。4)与原来旧系统相比