主排水泵電機效能優化技術研究與應用

摘 要：通過將煤礦主排水泵電機的冷卻方式由風冷升級改造為水冷方式，達到了適應頻繁啟動的需要，節省電能，高效運行，結構緊湊，過載能力強，使用壽命長，能量回饋和電制動好的效果。

關鍵詞：主排水泵；電機；效能優化

1 研究背景

礦井水害是制約煤礦發展的主要因素，采礦中發生的地質災害嚴重威脅著煤礦的安全生產，為了井下工作人員的安全和礦井的正常運行，優良的排水系統是非常關鍵的，因此，主排水泵在煤礦安全生產中占有非常重要的位置。于此同時，排水泵選擇不當，將導致泵在工作中的流量偏大或偏小，揚程偏低或偏高，這樣在使用上不僅不能滿足生產要求，而且效率較低，壽命較短，容易造成浪費和損失。如何保證水泵的工作能力保證在20小時內排出24小時的正常涌水量，并且保證工作和備用水泵的總能力在20小時內排出礦井的最大涌水量，這就需要我們在水泵的使用和選型上多下功夫。我礦主排水泵電機的冷卻方式為風冷，冷卻效果受環境的影響大，受灰塵的干擾程度大，冷卻效果不明顯，負載效率低，直接導致電機的超溫報警現象頻繁發生，且運行時間短，冷卻噪音大，燒壞電機經常發生。經過現場的實際勘查，決定將主排水泵電機升級改造為水冷方式。

2 改造方案

水冷電機的技術指導路線：理論分析→散熱管打壓試驗→散熱器與電機殼體密封技術→接線盒與電機殼體密封技術→電機轉子軸密封技術→機殼內防潮技術→整體裝置裝配現場試驗。

在改造過程中，我們在每個分項，分部工程開工以前，做好了充分的準備工作，分別進行了設計交底，圖紙會審，工程定位，措施檢查，要求所有材料/成品/設備必須有出廠合格證或檢驗報告并填寫《工程材料/構配件/設備報審表》， 對無縫鋼管管路安裝、配水閘閥、逆水閥、截止閥、氣水兩用噴射泵、水泵房照明電器安裝等重要部位施工過程中，相關人員全方位的監督、檢查、控制，使工程質量在事前、事中、事后得到有效地控制，保證了工程質量。

3 改造后的運行與維護

首先將-430泵房的1臺電機進行相應的改造。將1臺YKK500-4（1120KW）系列電機，改造為礦用一般型，由風冷方式改造為水冷方式，保持原電動機功率、能耗等各項性能不變，達到國標GB/T12173-2008《礦用一般型電氣設備》標準，電動機防護等級提升為IP55，保證電動機內腔空氣與電動機殼體外空氣隔離。經改造運行效果良好，隨后，對泵房的其他電機進行相應的改造。

（1）對散熱管系統進行清理及打壓試驗，對散熱管試驗不合格的進行更換，達到通風系統最佳通風量。

（2）將散熱器改裝加固與電動機殼體密封，增強觀測孔處和電動機殼體的密封。

（3）改裝更換對接線盒與電動機殼體及接線柱密封。

（4）對電機轉子軸旋轉部分，改裝增加機器密封結構和增加其他密封。

（5）要求每班運行人員對水倉，吸水井、水位、管路、電機及其他輔助設備依次進行檢查，記錄清楚電機的運行狀態。

（6）對每臺水泵的運行時間和連續運轉時間進行詳細的記錄。

（7）對各發熱部位的溫度是否超限進行技術的測定（滑動軸承不大于65℃，滾動軸承不大于75℃，電機溫度不大于規定溫度。

（8）每天進行檢查電機的運轉效果是否正常，各個部件是否有燒壞、磨損過限和發生火花的現象。確保運行、維護效果良好。

4 效果

經過改造，水冷電機因沒有外風葉，機械損耗較低。主機散熱較好，電機溫升低，有效的提高了電機的功率，成功的解決了電機超溫現象。而且節能效果較明顯，平均節約用電約10%。現場泵房配備排水泵電機3-9臺，早、中班不開泵，排水集中在夜班，開泵只需啟動一臺泵，可將現場電機拆除后進行改裝，無需增加初期投資。現場運輸環節便利，便于運輸安裝。水冷電機為無刷結構，負載特性優異，低速性能好，啟動轉矩大，啟動電流小，適應頻繁啟動的需要，節省電能，在整個速度范圍內，水冷電機均高效運行，結構緊湊，過載能力強，使用壽命長，能量回饋效果和電制動效果好。在同行業中能得到較普遍的應用和推廣，達到了預期的效果，同時大大減少了職工的工作量和勞動強度。

5 結語

該項目的改造，使冷卻水做到了重復利用，就地取材，杜絕了風冷電機帶來的各種弊端，有效的降低了噪音和環境污染，保證了生態環境的良性、健康發展。

作者簡介：李巖（1979-），男，畢業于山東科技大學自動化專業。