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潛水泵爆炸的預防方法
 
 

 

現有的普通礦用潛水泵,會發生自身爆炸——就像被加熱的劣質高壓鍋那樣自己爆炸,并已有炸傷炸殘在場的人員的實例。隨著潛水泵的迅速普及,潛水泵自身爆炸事故的危害性已經凸顯,而且發生爆炸的頻率大有上升趨勢。面對爆炸,已有生產廠家在支付給爆炸受害人高昂的賠償金之后立即轉產。面對爆炸,有些使用單位不敢再用潛水泵。由此可見問題的嚴重性。但是,由于此類信息傳播不暢,仍然沒有引起各方面的足夠警覺。

 潛水泵自身爆炸的原因,一般認為是產品質量事故,或是違章操作。但我們還發現:老式產品還有一個先天的致命缺陷——相當于高壓鍋沒有泄壓安全閥。

 跟蹤調查發現,煤礦井下使用的潛水泵,一般用在采掘一線排煤泥渣或者含沙水。經常在復雜環境中遠遠偏離設計工況范圍之外運轉,經常過載而使電機溫升超限。這種溫升超限又會導致電機內的密封空氣壓力升高(氣體的溫度升高與壓力升高的變化規律,遵守氣體容積不變的波意耳—馬略特定律)。雖然停機后可以冷卻,但下次運轉時溫度又會升高。這樣多次反復,使橡膠密封件老化而出現局部細微裂紋,使機械密封端面兩側出現高于設計規定的壓差,最終導致電機進水。理論上講“絕對”不存在,“絕對密封”也不存在。實踐中,密封件(包括O型橡膠密封圈和機械密封)泄漏是必然的,質量區別只在于泄露量的大小。煤礦水質含沙,會促使密封件泄露量增加。電機過熱也會促使泄漏量增加。一旦密封泄露,電機進水,溫升后,電機主腔就會產生高于常壓的水蒸汽。水蒸氣的產生又會導致繞組的絕緣迅速下降,促使發熱加劇。曾請教過有機化學專家,得知電機過熱會使繞組絕緣材料的有機高分子鏈斷開,釋放出的氣體中含有易燃氣體;繞組過熱還會使原有殘存的有機揮發物得以揮發出來。這就使得電機主腔內既有高溫高壓水蒸氣,又有易燃易爆氣體混合在其中。這時若繞組絕緣擊穿,產生電弧,高溫高壓水蒸汽吸收電弧放電釋放的能量,吸收易燃易爆氣體被電弧引爆釋放的能量,疊加后產生難以估量的膨脹力,直到引發電機自身爆炸。

簡單說,潛水泵“自身爆炸”最主要應具備以下條件:

1、密封的潛水電機實際已經變成一個不帶安全閥的高壓鍋;

2、電機過載導致繞組過熱;

3、電機內有水并且被加熱成為高溫高壓水蒸氣;

4、電機繞組短路擊穿,產生電弧,高溫高壓水蒸氣急劇升溫升壓,直到爆炸。

5、其它原因:線路無漏電保護,開關無過載保護或保護失效,缺相運轉,電壓過低,帶病運轉,等等。

其中電機過載發熱的主要原因有:

1、潛水泵抽泥漿時,介質密度增大引起的過載。

   實測介質密度大于1.3,甚至達到1.51.6;而電機功率富裕系數較小(一般1.051.2)。

2、泵體內淤積泥沙,葉輪被制動引起的過載,電機則近乎在堵轉狀態運轉。

3、轉子軸孔的間隙以及葉輪口環的間隙被泥沙填充使轉軸制動引起的過載。

4、個別廠家為了在競爭中壓價取勝,人為減小電機功率。

5、缺乏法律規范的,行業統一的礦用潛水電機抗過載衡量標準,以至于市場競爭中缺乏標準基點。

本來,只是一次平常的電機局部滲水燒壞繞組的事故,卻引發了爆炸。如果爆炸發生在人員密集的場所,或有沼氣、汽油等爆炸危險的環境,其后果不堪設想。

 目前,行業標準以及各家企業標準中的普通礦用隔爆型潛水泵的電機端蓋大部分采用鑄鐵制造。因此,在潛水泵爆炸時,火光沖天,鑄鐵碎塊四處飛濺,像炸彈一樣具有殺傷力。

 如果潛水泵已經標明為“清水潛水泵”、“污水潛水泵”,要求使用單位只能排清水、污水,嚴禁直接用于排泥沙等。顯然,不允許這種潛水泵直接應用到煤礦井下采掘工作面,因為萬一情急之下用來排沙,不僅易損壞,而且同樣具有自身爆炸危險。

 高壓鍋有泄壓安全保險裝置,而現有潛水泵從設計之初到今天大批量生產,從未預料到會有“自身爆炸”隱患, 因而從來沒有采取過任何防范措施,而且至今尚未引起生產單位、使用單位、產品質量檢驗監督部門的關注。即便發生“自身爆炸”,也僅僅認為是偶然的個別現象。當前,諸如爆炸一臺潛水泵這樣的事故,與礦難相比,往往不了了之。然而, 隨著煤礦市場的火爆,許多企業爭先上馬并自行開發礦用潛水泵,其功率也越來越大,(已經有45kW潛水泵自身爆炸了)。更大的潛在危害是:這些潛水泵已經有合法的身份證,正在不斷擴大產量,源源不斷流入市場。一次次的爆炸后“私了”,正孕育著更大的災難。

 要根本解決潛水泵的爆炸隱患,首先應該象高壓鍋一樣增加安全閥,其次是改用功率大的電機。

 BSQ系列排沙潛水泵和BSQ-KL系列礦用立泵分別在電機儲水室和雙端面機械密封儲油室外壁上各設置一道泄壓安全閥。同時在電機下蓋設有冷卻良好的,專門防止水分流回主腔,并能防止水分蒸發的儲水室。(儲水室收集機械密封泄漏的水份,收集電機主腔的冷凝水,能在不解體的情況下,用放水小孔把收集的水分排出體外)。儲水室與電機主腔之間用圓孔相聯通,圓孔內設有隔爆管柱組件或只有隔爆圓柱件組成的防爆裝置,以達到隔爆目的。

 BSQ系列排沙潛水泵和BSQ-KL系列礦用立泵的電機機座、上下端蓋全部采用高強度的鋼板焊接而成。機座、上下端蓋、螺栓的強度均能承受規定的測試壓力。經過六年的實踐檢驗,證明排沙不會損害電機。

 BSQ系列排沙潛水泵和BSQ-KL系列礦用立泵的電機功率富裕系數一般為水泵額定功率的1.32倍,抗過載能力更強。(行業標準中的普通礦用隔爆型潛水電泵只有1.1倍。)

 采取以上措施之后,有效地解決了潛水泵自身爆炸的隱患。

 為徹底杜絕了煤礦潛水泵爆炸事故。應該將上述安全措施推廣到所有礦用隔爆型潛水泵上。為了有效貫徹實施,還應該在《煤礦安全規程》中補充規定:要求礦用清水潛水泵、污水潛水泵、排沙潛水泵等都必須設有可靠的泄壓安全閥,以確保潛水泵不再發生自身爆炸事故。同時,礦用產品檢測檢驗部門須在檢驗標準中補充相應的檢驗項目,用以檢驗潛水泵安全保險裝置的可靠性。

 

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