李勇超

（太原重工股份有限公司礦山設(shè)備分公司， 山西 太原 030024）

引言

礦用挖掘機(jī)生產(chǎn)效率高、運(yùn)行可靠，廣泛運(yùn)用于露天礦山的采掘和剝離工作。通風(fēng)除塵裝置是礦用挖掘機(jī)重要組成部分，主要是把露天礦山現(xiàn)場(chǎng)外部過(guò)濾成干凈的空氣引入設(shè)備內(nèi)部，通過(guò)循環(huán)把設(shè)備內(nèi)部熱量帶到設(shè)備外部，從而保證設(shè)備電器柜、減速機(jī)等裝置能夠穩(wěn)定、高效的工作[1]。

1 通風(fēng)除塵裝置存在的問(wèn)題

通風(fēng)除塵裝置主要用于大型礦用挖掘機(jī)的通風(fēng)、清潔和散熱作用。現(xiàn)場(chǎng)反映礦用挖掘機(jī)電氣室在天氣溫度超過(guò)35 ℃的時(shí)候容易引起電氣室過(guò)熱現(xiàn)象。電氣室超溫會(huì)引起電器柜報(bào)超溫故障，超溫故障會(huì)引起設(shè)備斷電立即停機(jī)。如果設(shè)備經(jīng)常立即停機(jī)會(huì)造成設(shè)備制動(dòng)器頻繁使用，壽命縮短；如果制動(dòng)器失靈甚至可能會(huì)造成設(shè)備失控現(xiàn)象。因此解決電氣室溫度過(guò)高現(xiàn)象對(duì)整個(gè)設(shè)備而言至關(guān)重要。

2 濾筒除塵裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大型礦用挖掘機(jī)目前主要使用的是濾筒除塵裝置，濾筒通風(fēng)除塵裝置是市場(chǎng)上一種成熟的系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于礦山、造船等行業(yè)。

濾筒除塵裝置主要由除塵器底座、集風(fēng)罩、過(guò)濾濾筒、反吹清灰系統(tǒng)、自動(dòng)排塵系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、電氣控制系統(tǒng)以及壓氣系統(tǒng)等組成。

正常工作時(shí)，含塵空氣從除塵器上部集風(fēng)罩進(jìn)入除塵器內(nèi)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾筒，風(fēng)機(jī)從濾筒芯部將潔凈空氣吸入機(jī)棚和電氣室內(nèi)部，含塵空氣中的粉塵則被擋在濾筒外部；為保證濾筒干凈，有足夠的風(fēng)量通過(guò)濾筒，設(shè)置了一套自動(dòng)的濾筒清灰系統(tǒng)。清灰動(dòng)作時(shí)，高壓空氣經(jīng)文氏管對(duì)濾筒進(jìn)行反吹清灰操作。脈沖反吹清灰系統(tǒng)由文氏管、電磁閥、壓差表等組成。清灰完畢后，灰塵會(huì)自動(dòng)落到螺旋輸送機(jī)的集灰塵漏斗中，然后通過(guò)螺旋輸送機(jī)被自動(dòng)排到設(shè)備的外部，如圖1 所示。

圖1 濾筒除塵原理及裝置

目前，過(guò)濾除塵裝置由于其過(guò)濾精度高、自動(dòng)化和智能化程度高，清潔空氣進(jìn)入電氣室后降低了整個(gè)電氣設(shè)備的故障，受到各個(gè)礦山用戶的廣泛好評(píng)。

3 存在問(wèn)題的理論分析

礦用挖掘機(jī)通風(fēng)除塵裝置主要由三臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)組成，其中兩臺(tái)由風(fēng)道通往電氣室，一臺(tái)通往機(jī)棚。通往電氣室的風(fēng)量通過(guò)電器柜，由電氣室軸流風(fēng)機(jī)排到機(jī)棚內(nèi)部，給機(jī)棚散熱，如圖2 所示。

要解決電氣室溫度過(guò)高的問(wèn)題，首先要確保系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)能夠正常工作，從而保證設(shè)備通往電氣室和機(jī)棚的風(fēng)量足夠。通往電氣室電器柜的風(fēng)量足夠是解決電器柜溫度過(guò)高問(wèn)題的關(guān)鍵。

根據(jù)通風(fēng)房間的熱平衡，當(dāng)室內(nèi)散熱量及通風(fēng)量一定時(shí)，室內(nèi)空氣會(huì)在某個(gè)溫度點(diǎn)達(dá)到平衡，室內(nèi)溫度相對(duì)于環(huán)境溫度升高△t，反之，為保證室內(nèi)一定的舒適度而確定△t 時(shí)，通風(fēng)量Q 也隨之被確定[2]。

式中：c為空氣比熱；ρ 為空氣密度；∑H 為總發(fā)熱量。

因此電氣室內(nèi)電氣柜風(fēng)量是否足夠是電氣室散熱好壞最主要的因素。

使用風(fēng)速儀測(cè)試通往電氣室和機(jī)棚的通風(fēng)量，風(fēng)速測(cè)試依據(jù)為GB/T 10178—2006《工業(yè)通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)》，風(fēng)速測(cè)量方法為網(wǎng)格法，如圖3 所示。

圖3 風(fēng)量測(cè)試示意圖

4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析

首先對(duì)通風(fēng)除塵裝置各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行排查，各個(gè)子系統(tǒng)均能正常使用，保證了系統(tǒng)正常運(yùn)行，然后開(kāi)始測(cè)試風(fēng)量。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通風(fēng)除塵出風(fēng)量進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)對(duì)電氣室側(cè)壁軸流風(fēng)機(jī)過(guò)風(fēng)量進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試具體數(shù)據(jù)如下表1、表2 所示。

從上述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出：主風(fēng)機(jī)通往電氣室和機(jī)棚的風(fēng)量基本能夠滿足理論和設(shè)計(jì)要求；電氣室的風(fēng)量能夠滿足要求，但是電氣室軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)僅為理論風(fēng)量的一半，由此可見(jiàn)軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)量不足可能導(dǎo)致電氣柜過(guò)風(fēng)量不足，影響電氣柜散熱效果。

表1 通風(fēng)除塵裝置主風(fēng)機(jī)風(fēng)量 m3/h

表2 電氣室軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量 m3/h

5 優(yōu)化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，重新對(duì)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，采用符合要求的軸流風(fēng)機(jī)，增大電器柜的過(guò)風(fēng)量。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)改造測(cè)試，新型軸流風(fēng)機(jī)過(guò)風(fēng)量能夠滿足理論要求，同時(shí)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證解決了現(xiàn)場(chǎng)電器柜過(guò)熱的問(wèn)題。

6 結(jié)論

1）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電器柜過(guò)熱的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)逐步排查，最終找到問(wèn)題原因，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，得到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。

2）給出了一套理論計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題體系，為以后分析解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題提供思路和理論依據(jù)。