摘要：本文着重介绍了瓦斯抽采泵冷却螺旋管除垢技术。通过选取除垢剂（柠檬酸）及相应的浓度（PH=2），除去瓦斯抽采泵冷却螺旋管内的污垢，并在潘二矿西风井和南风井抽采泵站成功应用，实现了抽采泵冷却螺旋管的快速除垢。
关键词：冷却螺旋管；柠檬酸；快速除垢
0 引言
瓦斯抽采泵体中负责动力输出的减速机在高速的转动中产生大量的热量，减速机中冷却螺旋管通过循环水系统将热量传递出来，是瓦斯抽采泵的关键装置。由于循环水中含有一定量的矿物质，在冷却螺旋管的内壁周围形成致密的污垢，大大影响热量的传递，造成了箱体内油温过高，进而导致停泵事故的发生，是矿井安全生产的重大安全隐患。
1 瓦斯抽采泵冷却螺旋管的工作原理及使用过程中存在的问题
1.1瓦斯抽采泵冷却螺旋管工作原理
瓦斯抽采泵的冷却螺旋管位于瓦斯抽采泵减速机箱体内，齿轮传动的减速机由于高速运转使减速机箱体内的润滑油产生高温，冷却螺旋管位于减速机箱体内，在循环水的作用下降低油温，保持设备正常运转，其工作原理如图1所示。
图1 瓦斯抽采泵减速机工作原理示意图
1.2 冷却螺旋管使用过程中存在的问题
由于冷却螺旋管的循环水中存在一定量的矿物质，设备运转一定时间后，冷却螺旋管的内壁形成一定厚度的污垢，使管径变小甚至堵塞，直接影响了热量传递，进而导致减速机箱体内的油温升高，当油温达到一定温度后，减速机的温度保护装置会启动，瓦斯抽采泵会立即断电停止运转。另外，减速机内部齿轮长期在过高的温度下工作，会导致机械设备受损。
上述两个问题都是安全生产过程中的重大安全隐患，瓦斯抽采泵突然断电很容易造成井下生产头面瓦斯超限事故，急需解决此问题。在长期的试验中，发明出一种快速有效又经济可行的除垢方法，既解决了问题，又创造出巨大的经济效益。
2.快速经济除垢方法原理及应用
面对上述难题，常用的方法是直接更换冷却螺旋管。此方法能解决问题但是很不经济，每次更换需准备大量的人力、物力、财力。经常更换设备易造成齿轴和轴承的损伤。此方法不可取。
2.1 快速经济除垢方法原理
从诸多酸溶剂中配比适当PH值的酸溶液，注入冷却螺旋管中，经过一定时间充分反应后，与钙离子结合成可溶性络合物，达到去除污垢的效果。
共试验5种酸液，分别为酸碱除垢剂、草酸、盐酸及硫酸、氢氟酸、柠檬酸。
酸碱除垢剂除垢效果差。草酸、氢氟酸与污垢反应不充分，除垢效果差。草酸有轻微毒性、氢氟酸有剧毒，对操作人员的人身安全构成较大威胁。
盐酸和硫酸具有一定除垢效果，但是浓度不易控制，且具有强腐蚀性，易灼伤人，同时对设备本身造成腐蚀，不可取。
最后，使用柠檬酸做实验，截取3段报废冷却螺旋管分别放入PH值为2、3、4的酸溶液中，24小时后检验除垢效果，发现PH值为3和4的溶液有一定的除垢效果但是不明显，而PH值为2的溶液效果非常明显，污垢脱落。同时，柠檬酸本身对冷却螺旋管无腐蚀作用，此方法可行。
2．2 快速经济除垢方法应用
潘二矿西风井抽采泵站2#泵体减速机内的冷却螺旋管堵塞，除垢前油温高达90℃，遂选择2#泵做试验，配置PH值为2的柠檬酸溶液若干，连接冷却螺旋管的进水口，选用水泵将酸溶液泵入冷却螺旋管内，酸溶液在冷却螺旋管内部流动并充分接触反应，有大量气泡和杂质经出水口排出，引至酸溶液中，实现循环使用。
使用过程中动态监测酸溶液PH值，当PH值增大时，及时向酸溶液中增加柠檬酸，保持PH值稳定在2左右，保证除垢效果。
经过24小时的充分反应，PH值不再上升，说明污垢清除完毕，及时将清水泵至冷却螺旋管内，试验结束。
图2 快速除垢方法应用示意图
3 快速经济除垢法效果分析
3.1效果检验
6月29日去垢结束后，将2#泵开启运行，对减速箱内油温进行实时监测，油温由去垢前平均85℃-90℃降至60℃-65℃，并始终保持这一数值，抽采泵能安全稳定运行，效果非常明显。试验成功后，对其余三台设备进行除垢。目前，潘二矿西风井地面抽采泵站已实现自主除垢，无需联系厂家来人更换设备，大大简化工作量，提高了泵站运行稳定性，效益显著。
3.2 效益分析
快速经济除垢方法试验成功后，极大的简化了除垢程序，提高工作效率，确保抽采泵安全高效运行，安全效益与经济效益显著。
3.2.1经济效益：
用常规的处理方法，更换一次冷却螺旋管，需要6人合力完成，人工费200元/人，人工成本1200元。新冷却螺旋管9634元，齿轮油一箱2700元，共计13534元。
使用快速经济除垢法处理，只需泵站司机一人在工作时间内完成，柠檬酸2.5Kg（8元/Kg）共计20元，成本几乎忽略不计。
除垢一次便可节约成本13500元左右，抽采泵平均每3个月清洗一次，4台泵一年便需要清洗16次，一年可节约216000元。经济效益巨大，推广前景巨大。
3.2.2 安全效益
安全是最大的效益，快速经济除垢方法的发明，彻底消除了减速机油温过高的安全隐患，确保抽采泵安全高效运转，保证矿井瓦斯抽采最大化。
常规处理方法需要更换冷却螺旋管，频繁拆除与安装会导致机械受损，精密度下降，导致泵体可靠性与稳定性下降，带来安全隐患。使用快速经
济除垢法完全避免了繁琐程序，对本身设备毫无损伤。
4快速经济除垢法应用情况
使用柠檬酸快速经济除垢方法经济效益巨大，安全可靠，操作简单，使用方便，目前在潘二矿西风井与南风井地面抽采泵站全面使用，实际效果非常理想。因此，此方法可以在同类型设备中推广使用。
5 结语
煤矿生产，安全第一，快速经济除垢法的成功发明与应用，是充分发挥经济技术一体化的结果，既消除了重大安全隐患，又实现了巨大的经济效益，推广价值巨大。
参考文献：
[1]胡千庭.《煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治》.中国矿业大学出版社，2007.
[2]李东光.《除垢剂配方与制作》.化学工业出版社，2012.
作者简介：何兵，男，1981年出生，2004年毕业于淮南职业技术学院通风与安全专业，现任潘二矿通防一科技术主管。
论文作者:何兵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
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