專案鑑定材料
冀中能源峰峰集團****小屯礦
二零一一年十月
水冷式移動壓風機冷卻系統清洗的一種新方法
一、立項意義：
空氣壓縮機作為煤礦井下安全生產的重要動力裝置，在煤礦機電裝置中佔據著重要的地位，更是高產高效礦井快速掘進的強力保障。對於礦井來說，無論是工作面的掘進、巷道的注漿及其他靠風動工具工作的場所，都離不開空氣壓縮機。現在多數礦井移動壓風機採用防爆移動式水冷壓風機，其型號為mlg41.
5-200s/7.5。但由於水質的不穩定性造成了壓風機冷卻系統堵塞，冷卻效率降低，甚至影響冷卻效果。
二、現狀說明：
現在峰峰集團公司多數礦井移動壓風機採用防爆移動式水冷壓風機，其型號為mlg41.5-200s/7.5。
由於水冷式較風冷式效率高，冷卻效果好，影響環境溫度變化不大，因此多數礦井採用水冷式。峰峰礦區礦井湧水水質較硬，因此在一定程度加總了壓風機冷卻系統容易管路結垢的問題嚴重性，從而造成因冷卻效果差致使溫度過高，移動停車問題頻繁，不正常開車。壓風機不能正常工作，這在一定程度上就造成了生產事故，因此不得不引起技術人員的重視，並對此問題進行深入研究，找出問題的解決辦法。
三、本次研究主要方法及目的：
（1）礦區水質現狀：
峰峰礦區含水層主要為奧灰水層， ph值：7.2，流量很大，是該礦區地下湧水的主要水系，也是井下供水使用的主要水源。
（2）水垢對壓風機冷卻效果的影響：
根據執行實際情況來看，壓風機執行6個月，冷卻效率大幅降低，由於溫度過高，一般排氣溫度在91～103 oc左右。從下圖的乙個小班（8h）停車次數來看，基本在1.5個小時左右停車一次。
遠遠達不到剛執行時一次至少開機20小時的要求，效率明顯降低。根據實際統計，每小班停車次數為5～9次，壓風機溫度基本在90 oc以上。
圖1：電機停車次數圖，黑點為停車點。
（3）清洗工藝：
圖中，1—塑料箱，2—閥門，φ50mm；3—壓風機冷卻系統；4—耐酸塑料水幫浦；5—水幫浦電機；
四、專案概況：
配比方法為：
清洗劑由水、鹽酸、弱鹼有機物緩蝕劑，共3種成分共同組成，充分攪拌後成液體狀。其配比為：500kg（水）：50kg（鹽酸）：3kg（緩蝕劑）
五、本專案主要技術要求：
清洗用材料及裝置：
清洗時，需提前準備好塑料箱，要求1.2m×0.8m×0.
6m（容積不小於0.5m3的容器），鹽酸，濃度為30%，每桶30kg；藍星lan-826多用酸洗緩蝕劑，每桶3kg，比重g/cm3：1.
060，酸鹼性：微鹼性，緩蝕率%：＞99.
9。塑料水幫浦：電壓220v,功率1.5kw，流量8t/h，揚程10m。
六、本專案主要研究人員：
見附表；
七、研製原理及技術創新點：
化學反應公式：
碳酸鈣與鹽酸反應方程：
caco3+2hcl=cacl2+h20+co2↑（氣體）
鹽酸與鐵反應方程：
fe+2hcl=fecl2+h2↑（氣體）
由上述方程式可以看出，化學反應過程中最危險的是鹽酸與鐵接觸，會造成裝置損壞，因此在溶液中加入緩蝕劑，可解決此問題。在常用條件下，緩蝕劑對金屬的緩蝕率不大於0.97mm/年，具有優良的抑制鋼在酸洗時吸收氫的能力和抑制fe3+加速腐蝕的能力。
酸洗時金屬不產生孔蝕。
八、工藝的製作：
水幫浦將溶液從容器中抽至到壓風機冷卻系統的進水口，經過冷卻系統的出水口後，再流入容器內。迴圈進行30min後，將壓風機冷卻器的進、出口閥門關閉，溶液在壓風機內浸泡1小時。浸泡完畢後，再開水幫浦再次進行迴圈，反覆上述程式3次。
施工期間，主要觀察溶液的顏色和酸鹼度變化，當酸度變化不明顯時，說明清洗已經起到了效果。最後，用清水進行沖洗，程式結束。
4、效果評價：
優點： 裝置清洗後，壓風機出口溫度明顯降低，經實際執行乙個小班（8h）後，排氣口溫度最高在91 oc，明顯低於以前開車30min後的92oc。壓風機本身效果明顯。
另外，也可從冷卻水溫度變化和冷卻水量有效變化可以看出，冷卻水排出溫度在30～33攝氏度，遠遠低於標準40 oc。此外，冷卻水量基本保持在23～26m/h，滿足供水要求。
圖3：清洗後出風口溫度變化圖
圖4：冷卻水溫、水量變化曲線圖
圖中，1—冷卻溫度變換曲線，2—水量變化曲線；
缺點：該工藝為取得煤礦安全生產許可證，由於硫酸屬於化學危險品，因此在實施工程中對人體有一定的危害。
4、取得效益：
（1）實現安全生產：
採用壓風機冷卻系統工藝，大大提高了壓風機工作效率，減低事故率，保證了安全供風系統的可靠執行，保證了礦井的安全生產。
（2）經濟效益：（清洗一次成本在3000元/臺）
①投入資金：（以-190壓風機房為例，安裝4臺嗎，mlg41.5/8g型壓風機。）
投入共計：3000×4=1.2萬元，每年清洗一次，即投入1.2萬元/年。
②效益一：安全事故罰款（每起事故時間為2小時，年產生事故25起，每起500元，每起用工3人，每人（工）100元計算）：
2×25×500＋3×5×100=2.65萬元/年；
③效益二：減少維護材料及裝置部件(如冷卻系統芯、閥門，每年10000元）、減少維修人員工作量（可節約30人/年，工資100元/工計算）：
10000＋30×100=1.3萬元/年；
④總計經濟效益：
②+③-①=2.65+1.3-1.2=2.75萬元
（4）社會效益：
進幾年，由於防爆裝置失爆問題而引發的瓦斯**事故接連不斷，在一定程度上致使專家把大部分精力由如何提高裝置防爆問題而轉移到對風動裝置的研究、開發、應用。風動裝置的廣泛的應用，對提供動力的壓風裝置的維護提出了更高的要求，尤其是水冷式裝置。如何及時處理結垢，提高供風效率，將是今後維護裝置中的乙個重要課題。
化學清洗只是一種被動的方法，如何從源頭上、從水質上來解決，這才是根本。相信隨著科技的不斷發展，今後此問題會得到徹底的解決。
十、推廣應用前景：
煤礦井下主要分布著排水、壓風、供水等管路，壓風機冷卻系統的清洗只是乙個小小的方面，如何更好應用在管路結垢上，是最主要的問題。將大大降低維護成本，在節能降耗上具有重要意義，因此說具有很好的推廣前景。
十一、建議：
1、採用密封操作，減少硫酸對人體的危害，降低工人勞動強度；
2、建議使用防爆電氣裝置，減少明火對礦井的危險；
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