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　　理論上不存在“絕對(duì)”。那么潛水電動(dòng)機(jī)“絕對(duì)”不進(jìn)水也
不存在。

　　幾十年跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，使用3個(gè)月的潛水泵，它的干式潛水電
動(dòng)機(jī)體內(nèi)，個(gè)個(gè)都有水，小型潛水泵一般有水重量約25～50克，
略大一些的有水重量約50～100克。無一例外。顯然，這不是傳統(tǒng)
教科書說的“結(jié)露水”，而是越過一道一道密封，進(jìn)入電動(dòng)機(jī)體
內(nèi)的水。

　　由于現(xiàn)場(chǎng)的排沙濃度時(shí)高時(shí)低，很難控制，經(jīng)常會(huì)發(fā)生電動(dòng)
機(jī)過載，繞組會(huì)劇烈發(fā)熱的現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔相當(dāng)于安裝了電熱
爐。

　　這時(shí)，電動(dòng)機(jī)外殼之內(nèi)若已經(jīng)進(jìn)水，電熱爐實(shí)際已經(jīng)變成一
臺(tái)電加熱鍋爐。

　　潛水電動(dòng)機(jī)的封閉外殼，一般規(guī)定承受靜壓1MPa, 屬于壓力
容器。潛水電動(dòng)機(jī)外殼以及轉(zhuǎn)子軸與軸孔，都裝有密封件，這樣
就可以使電加熱爐內(nèi)的水蒸氣憋足壓力。

　　水、熱源、封閉容器 “三要素”齊備，即生成高壓蒸氣的條
件齊備，卻沒有依據(jù)熱力學(xué)原理，沒有借鑒鍋爐預(yù)防爆炸的關(guān)鍵
設(shè)計(jì)方案，缺少泄壓安全閥。

　　由此，我們找到了預(yù)防爆炸的方法—給潛水泵增添潛水泵專
用安全閥

　　—只有一節(jié)手指大小的零件。 我們?cè)诎四曛袘?yīng)用安全閥的實(shí)
踐證明，這種安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，完全能夠防止?jié)撍��?br>爆炸。

　　二、 排沙與電動(dòng)機(jī)“大量進(jìn)水”

　　當(dāng)排水管沒有安裝控制閥門，或者開泵后過于快速打開閥
門，新泵管道內(nèi)空空無水，剛開泵的瞬間，會(huì)導(dǎo)致猛然出現(xiàn)最大
極限流量，引起泵底部的水流高速涌動(dòng)，會(huì)攪起泵底部大粒徑的
沙粒與碎石，然后大量高速涌入泵內(nèi)。這種密集的大粒徑沙粒與
碎石在擁擠過程中，所通過的過流截面在不斷縮小，到了葉輪6個(gè)
葉片的吸入口處，過流截面最小。這時(shí)，恰巧有幾個(gè)大粒徑的沙
粒與碎石堵死葉輪6個(gè)葉片吸入口之中的一個(gè)(注意，不是堵塞所
有的葉片吸入口)，就會(huì)破壞動(dòng)平衡，就會(huì)發(fā)生大振動(dòng)，這會(huì)使機(jī)
械密封暫時(shí)失效(注意，是暫時(shí)失效)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)大量進(jìn)水。停
泵后，堵塞解除，機(jī)械密封又恢復(fù)正常，潛水泵完好無損，但是
電動(dòng)機(jī)體內(nèi)已經(jīng)進(jìn)水，已經(jīng)為產(chǎn)生水蒸氣做好了必要的物質(zhì)儲(chǔ)
備。

　　因此，排濃沙與碎石，操作不慎，潛水泵的電動(dòng)機(jī)能夠大量
進(jìn)水的幾率較高，這在目前國(guó)內(nèi)所有煤礦現(xiàn)場(chǎng)都可以得到證實(shí)。

　　三、潛水泵排沙濃度與電動(dòng)機(jī)繞組溫度

　　如果沒有安全閥，盲目提高電磁線溫度等級(jí)，如180℃、
200℃，甚至240℃，潛水電動(dòng)機(jī)爆炸的幾率會(huì)更高。這是因?yàn)槔@
組溫度越來越高，就會(huì)為產(chǎn)生飽和蒸汽提供更高溫度，更充足熱
源，會(huì)導(dǎo)致蒸氣壓力越來越高，反而提高了爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

　　—若沒有安全閥，切不可單純采用提高電磁線溫度等級(jí)的方
法。

　　在現(xiàn)場(chǎng)，一旦排沙濃度過高，繞組便會(huì)發(fā)熱超限，電磁線會(huì)
迅速老化。泥沙排光之后，由于“過載受傷”，電動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷
能力會(huì)大大降低，往往是在過后排清水時(shí)，繞組短路擊穿，引起
電動(dòng)機(jī)爆炸。正是這種在清水中的爆炸假象，迷惑了人們，多少
年來，遲遲不能找出潛水泵爆炸的原因。

　　四、潛水泵要想排泥沙，配套技術(shù)必須創(chuàng)新。

　　1.潛水泵整體結(jié)構(gòu)，需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)。

　　應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)水辦法是，在電動(dòng)機(jī)底部最低處，增加一個(gè)或
多個(gè)儲(chǔ)水室，用來收集并且儲(chǔ)存已經(jīng)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)的水，還要讓
水泵全部流量水從儲(chǔ)水室的外壁流過，達(dá)到對(duì)進(jìn)入儲(chǔ)水室內(nèi)的水
進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的目的。這樣，即使電動(dòng)機(jī)進(jìn)水，也不會(huì)因繞組發(fā)
熱而生成高壓水蒸氣。

　　另外，還可以在不拆開電動(dòng)機(jī)的情況下，用放水孔把儲(chǔ)水室
內(nèi)的水排出體外。電動(dòng)機(jī)體內(nèi)殘留的水所產(chǎn)生的水蒸氣壓力，可
通過安全閥自動(dòng)泄壓。

　　2. 材料工藝，需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)。

　　假如機(jī)座用鋼板焊接，那么，潛水泵爆炸的部位，一般是灰
鑄鐵制造的電動(dòng)機(jī)上端蓋。會(huì)被炸碎、炸飛。

　　單級(jí)潛水泵用電動(dòng)機(jī)的雙層過水外殼，一般規(guī)定承受1MPa靜
壓。

　　多級(jí)潛水泵用電動(dòng)機(jī)的雙層過水外殼，一般規(guī)定承受2.5～
11MPa靜壓。

　　因此，有雙層過水外殼的電動(dòng)機(jī)端蓋同樣屬于承壓的壓力容
器。但是，如果未遵照壓力容器的設(shè)計(jì)規(guī)范，違反了“壓力容器
禁止使用鑄鐵制造”的強(qiáng)制性規(guī)定，甚至用普通灰鑄鐵制造電動(dòng)
機(jī)端蓋，必然要出大錯(cuò)。

　　警告：要想排泥沙，潛水泵用電動(dòng)機(jī)的機(jī)座與端蓋，嚴(yán)禁用
灰鑄鐵制造。

　　3.機(jī)械密封型式，需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)。

　　一般情況下，潛水泵用電動(dòng)機(jī)腔內(nèi)壓力升高，會(huì)使機(jī)械密封
單側(cè)壓力超過額定值，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封端面因“比壓”過大而發(fā)
熱“結(jié)碳”，這時(shí)會(huì)因供油的油路被阻斷而更加急劇發(fā)熱，推波
助瀾，會(huì)促使電動(dòng)機(jī)爆炸事故提前發(fā)生。事后，會(huì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械密
封的端面結(jié)碳、發(fā)黑、脆裂碎斷。

　　解決辦法：應(yīng)當(dāng)采用創(chuàng)新技術(shù)的機(jī)械密封，這是一種專利新
產(chǎn)品，是排沙密封的關(guān)鍵一環(huán)。

　　4. 個(gè)別廠家的潛水泵產(chǎn)品，偌大一件設(shè)備，外殼承受巨大拉
力的螺栓，只是6～8顆小螺栓，被戲稱“最可怕的潛水泵”。這
也是潛水泵爆炸的原因之一。一般設(shè)計(jì)計(jì)算，單純做機(jī)械強(qiáng)度計(jì)
算，應(yīng)當(dāng)沒問題。但是，沒有把《熱力學(xué)》的水蒸氣壓力的動(dòng)態(tài)
因素考慮進(jìn)去，就會(huì)為發(fā)生意想不到的爆炸事故留下隱患。

　　5. 潛水泵用電動(dòng)機(jī)的抗過載能力、抗堵轉(zhuǎn)能力應(yīng)當(dāng)能夠適應(yīng)
排泥沙的要求。我們的經(jīng)驗(yàn)是，在額定功率之外，電動(dòng)機(jī)自身一
般還要有1.3～1.5倍的功率富裕系數(shù)。其中2.2千瓦以及小于2.2.
千瓦的電動(dòng)機(jī)要有不小于2倍的功率富裕系數(shù)。這樣雖然造價(jià)偏
高，但是，可以大大減少故障率，不會(huì)頻繁地影響現(xiàn)場(chǎng)的采煤與
掘進(jìn)的進(jìn)度。

　　五、潛水泵排沙與熱力學(xué)原理

　　我們研究所的研究成果有一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)：潛水泵專用的干式
電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)需要采用熱力學(xué)原理，特別是需要掌握熱力學(xué)中的
飽和蒸汽與過熱蒸汽對(duì)潛水電動(dòng)機(jī)外殼的影響。

　　通常，煤礦用隔爆型潛水電動(dòng)機(jī)的外殼強(qiáng)度，一般規(guī)定承受
靜壓1MPa。

　　如果潛水泵用電動(dòng)機(jī)內(nèi)已經(jīng)進(jìn)水，而且有足夠多的水，那
么，熱力學(xué)告訴我們，在封閉容器內(nèi)，足夠多的水在高溫下會(huì)成
為飽和蒸汽，溫度與飽和蒸汽的壓力有準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　以下是處在不同溫度下，潛水泵電動(dòng)機(jī)體內(nèi)的飽和蒸汽壓力
的對(duì)比與分析。

　　例如:

　　泵A，溫度160℃，飽和蒸汽壓力0.6MPa。這時(shí)潛水電動(dòng)機(jī)外
殼安全。

　　泵B，溫度180℃，飽和蒸汽壓力1.0MPa。達(dá)到潛水電動(dòng)機(jī)外
殼規(guī)定值。

　　泵C，溫度200℃，飽和蒸汽壓力1.5MPa。這時(shí)電動(dòng)機(jī)外殼以
及連接螺栓都已大大超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度規(guī)定。

　　泵D，溫度220℃，飽和蒸汽壓力2.3MPa。這時(shí)潛水電動(dòng)機(jī)若
爆炸，就不再是個(gè)別意外現(xiàn)象了。

　　泵E，溫度240℃，飽和蒸汽壓力3.3MPa。即使是特制的高強(qiáng)
度外殼，也岌岌可危。

　　泵F，溫度260℃，飽和蒸汽壓力4.7MPa。這一溫度開始轉(zhuǎn)子
鐵心表面變黑。

　　……

　　泵F的溫度比泵B的溫度只增加了80℃，但壓力卻增加4.7倍—
溫差較小，但飽和蒸汽壓力值卻驚人地快速攀升。

　　當(dāng)溫度280℃，飽和蒸汽壓力6.4MPa。這時(shí)是轉(zhuǎn)子鐵心表面完
全變黑的溫度。

　　當(dāng)溫度300℃，飽和蒸汽壓力8.6MPa�！�…。

　　燒毀的電動(dòng)機(jī)的機(jī)殼內(nèi)一般都留有高溫熔化后又重新凝結(jié)的
銅塊、鋁塊、鐵渣，電弧放電的溫度會(huì)使金屬熔化。因此，如果
沒有安全閥，即便是高壓鍋爐，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度非常高，但是，照樣
無法抵御無止境升高的飽和蒸汽壓力。

　　另外，《熱力學(xué)》中的過熱蒸汽與飽和蒸汽一樣，同樣會(huì)引
起潛水電動(dòng)機(jī)的內(nèi)腔壓力增高。在足夠的高溫下，水量不足，在
水蒸氣沒有達(dá)到飽和的情況下，過熱蒸汽同樣也會(huì)引起潛水泵爆
炸。

　　潛水泵爆炸與鍋爐爆炸一樣，歷史上也不知發(fā)生過多少次，
才讓人們認(rèn)識(shí)了水蒸氣的巨大力量，才讓人們看到安全閥的巨大
作用。

　　我們自從安裝了潛水泵安全閥，潛水泵爆炸事故就從沒有發(fā)
生過。

　　以上對(duì)溫度與高壓蒸汽的對(duì)比與分析，目的在于為揭示潛水
泵的干式潛水電動(dòng)機(jī)爆炸原因提供熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)，為潛水泵必
須有安全閥提供可靠依據(jù)。

　　早在改革開放之前，潛水泵行業(yè)內(nèi)部就有一個(gè)對(duì)外不公開的
重大秘密—排沙之后，潛水泵會(huì)爆炸。這是半個(gè)多世紀(jì)以來的世
界性難題。

　　本研究所經(jīng)過十多年的探索，想盡辦法應(yīng)對(duì)潛水泵爆炸。最
終破解了潛水泵的排沙爆炸難題，找到防治方法，在金屬礦山各
種最惡劣的環(huán)境下實(shí)踐了八年，證明安全可靠，值得向全行業(yè)推
廣。