礦用井口防凍熱風機的加熱元件,因長期處于高粉塵、高潮濕、低溫循環、防爆要求嚴苛的特殊工況,故障多與環境侵蝕、結構損耗、安全保護失效直接相關。以下是 7 類最常見的故障,結合故障現象、核心原因及典型場景展開說明,幫助快速定位問題:
- 熱風機通電后無熱量輸出,出風口溫度始終低于設計值(如室溫);
- 部分情況下伴隨 “啪” 的異響,或防爆外殼內聞到焦糊味;
- 用萬用表檢測發熱體兩端,電阻值顯示 “無窮大”(說明發熱絲完全斷裂)。
- 材質耐溫性不足:使用了劣質發熱絲(如純鐵絲而非鎳鉻 / 鐵鉻鋁合金),長期在 80℃+ 出風口溫度下運行,氧化速度加快,最終燒斷;
- 局部過熱:井口粉塵堆積在發熱體表面(如翅片間隙堵塞),或風機風量不足(如風機故障、風道堵塞),導致熱量無法及時帶走,發熱體局部溫度超過材質耐受極限(如鎳鉻合金超過 1200℃);
- 電壓波動沖擊:礦山電網電壓不穩定(如啟動其他大型設備時電壓驟升),發熱體實際功率遠超額定功率(功率與電壓平方成正比),短時間內過載燒毀。
- 未定期清理翅片式加熱元件的粉塵,冬季防凍高峰期(24 小時連續運行)突然停機;
- 小廠廉價元件,使用不足 3 個月就出現燒毀,且無過熱保護設計。
- 熱風機運行時,漏電保護器頻繁跳閘(若接入了漏電保護回路);
- 用驗電筆接觸加熱元件外殼 / 防爆接線盒,氖管發光(說明外殼帶電);
- 萬用表檢測發熱體與外殼間的絕緣電阻,數值低于 10MΩ(熱態)或 50MΩ(冷態),不符合安全標準。
- 潮濕侵蝕:井口冬季熱濕空氣凝結成水,滲入加熱元件的絕緣層(如管狀元件的氧化鎂粉絕緣層吸潮),或接線端子密封圈老化破損,導致絕緣性能下降;
- 外殼腐蝕穿孔:保護套管用了鍍鋅管而非不銹鋼,長期接觸含塵潮濕空氣,套管銹蝕穿孔,粉塵 + 水汽進入內部,造成發熱絲與外殼短路;
- 安裝損傷:安裝時暴力拉扯加熱元件,導致絕緣層開裂(如翅片與套管焊接處開裂),或接線端子壓接過緊,破壞絕緣墊片。
- 井口無防雨棚,雨雪天氣后熱風機通電即跳閘;
- 舊設備使用 2 年以上,未更換過接線盒密封圈,潮濕季節頻繁出現漏電報警。
- 熱風機運行時,接線盒附近有 “滋滋” 的打火聲,伴隨局部發熱(用手觸摸接線盒外殼,溫度超過 60℃);
- 發熱功率不穩定,出風口溫度忽高忽低(如時而達 50℃,時而降至 20℃);
- 嚴重時接線端子燒黑、氧化,甚至引發接線盒內塑料部件融化。
- 端子材質劣質:使用鐵質端子而非銅質端子,長期通電發熱后氧化嚴重,接觸面形成氧化層(電阻增大),導致接觸不良;
- 壓接工藝不規范:安裝時接線端子螺絲未擰緊,或導線與端子壓接面積不足,運行中因震動(礦山設備震動頻繁)導致接觸間隙增大,產生電弧;
- 粉塵堆積:接線盒密封不嚴,井口粉塵進入端子接觸面,形成絕緣層,阻礙電流傳導,進而引發打火。
- 維修時更換了非原廠端子,且未做密封處理,1-2 個月后出現接觸不良;
- 熱風機安裝在井口震動較大的位置(如靠近提升機),端子螺絲因震動松動,導致功率波動。
- 熱風機風量明顯下降,即使風機正常運行,出風口風速也顯著降低;
- 翅片間隙被粉塵完全堵塞,用手觸摸翅片表面,發現局部過熱(溫度超過 80℃),但出風口整體溫度不高;
- 部分翅片從套管上脫落,散落在風道內,甚至卡住風機葉輪。
- 翅片焊接工藝差:采用 “點焊” 而非 “高頻焊”,翅片與套管結合強度低,長期受氣流沖擊(風機風壓波動)或溫度循環(低溫啟動 - 高溫運行)影響,導致翅片脫落;
- 粉塵清理不及時:井口粉塵濃度高(如煤礦井口煤塵、金屬礦粉塵),且翅片間距過小(<5mm),粉塵易在間隙內堆積,形成 “粉塵層”,既阻礙散熱,又堵塞風道;
- 翅片材質薄脆:使用厚度<0.3mm 的鋁翅片,冬季低溫下材質變脆,清理時(如用壓縮空氣吹掃)易斷裂脫落。
- 翅片式加熱元件未按要求每 15 天清理一次,冬季防凍期 1 個月后完全堵塞,熱風機 “有風不熱”;
- 小廠產品采用劣質點焊工藝,首次冬季運行就出現大量翅片脫落。
- 熱風機因風道堵塞、風量不足導致加熱元件過熱(如表面溫度超過 120℃),但內置的溫度熔斷器 / 溫控器未動作,仍持續通電;
- 嚴重時伴隨發熱體燒毀,甚至引發防爆外殼內溫度超標(超過防爆等級允許的最高溫度,如 Ex d I 允許的 150℃),觸發安全風險。
- 保護裝置缺失:劣質加熱元件為節省成本,未內置過熱保護(如省略溫度熔斷器),僅依賴外部控制系統,一旦外部控制失效,無二次保護;
- 保護參數不匹配:過熱保護裝置的動作溫度設定過高(如設定為 180℃,遠超發熱體耐受溫度 1200℃),或設定過低(如 50℃就動作,導致頻繁停機),均屬于參數錯誤;
- 保護裝置老化:溫度熔斷器 / 溫控器使用超過壽命(通常 3-5 年),內部金屬片疲勞或熔絲氧化,導致無法正常動作(如該熔斷時不熔斷,該復位時不復位)。
- 無牌小廠產品,拆開加熱元件后發現無任何過熱保護部件,風道堵塞后直接燒毀發熱體;
- 舊設備保護裝置使用 5 年以上,夏季高溫時頻繁誤動作,冬季低溫時又失效不保護。
- 熱風機仍能發熱,但加熱速度明顯變慢(如從啟動到達到設計溫度,從 5 分鐘延長至 15 分鐘);
- 相同運行時間下,井口防凍效果下降(如井口溫度從 5℃降至 0℃以下,出現凍霜);
- 用功率表檢測,實際運行功率比額定功率低 10% 以上(如額定 100kW,實際僅 85kW)。
- 發熱體氧化老化:鎳鉻 / 鐵鉻鋁合金發熱絲長期在高溫下運行,表面形成氧化層(如 Cr?O?),氧化層電阻增大,導致實際電流下降,功率衰減;
- 接線端子氧化:端子接觸面氧化后電阻增大,分壓增加,導致發熱體兩端實際電壓低于額定電壓,功率隨之下降(P=U²/R);
- 絕緣層老化漏電:管狀加熱元件的氧化鎂粉絕緣層老化,出現輕微漏電(未達到跳閘程度),部分電流流失,導致發熱功率降低。
- 加熱元件使用超過 10000 小時(接近設計壽命上限),冬季防凍效果逐年下降;
- 井口濕度大,未定期維護,接線端子氧化嚴重,功率緩慢衰減。
- 加熱元件的防爆外殼(如隔爆型接線盒、防爆套管)出現裂紋、變形,或密封面有劃痕;
- 防爆認證標識(如 Ex d I)磨損模糊,無法確認防爆等級;
- 專業檢測時,防爆間隙超過標準(如隔爆面間隙>0.5mm,不符合 GB 3836.2 要求)。
- 機械沖擊:礦山井口作業時,重型設備(如礦車、吊裝設備)意外碰撞加熱元件,導致防爆外殼變形或裂紋;
- 低溫脆裂:冬季井口溫度低于 - 20℃,防爆外殼若用劣質鑄鐵(而非球墨鑄鐵或不銹鋼),材質變脆,受輕微震動即開裂;
- 維護不當:拆卸防爆接線盒時,未按規范操作(如用硬物撬動密封面),導致密封面劃痕,破壞防爆間隙。
- 井口冬季清理積雪時,鏟雪設備碰撞加熱元件防爆外殼,導致外殼裂紋;
- 維修時用普通螺絲刀撬動隔爆面,造成密封面損傷,失去防爆能力。
礦用加熱元件的故障多與 “環境適應不足”“維護缺失”“材質 / 工藝劣質” 相關,預防需聚焦三點:
- 選對材質:優先鎳鉻 / 鐵鉻鋁合金發熱體、304/316L 不銹鋼外殼,確保防爆 / 絕緣達標;
- 定期維護:每 15-30 天清理粉塵,每 3 個月檢查接線端子 / 密封件,每年檢測絕緣電阻與防爆結構;
- 規避過載:配置穩壓裝置,避免電網電壓波動沖擊,確保風機與加熱元件聯動(風機故障時加熱元件自動斷電)。
及時識別上述故障,可避免熱風機停機導致的井口凍堵,同時降低漏電、防爆失效等安全風險。