乳化液自動配比及運輸系統(tǒng)在煤礦上應(yīng)用

高偉

摘要：乳化液是煤礦液壓系統(tǒng)的動力源，在液壓系統(tǒng)中起血液作用。其濃度是保證液壓設(shè)備正常工作的重要因素?，F(xiàn)在的乳化液配制，大多數(shù)人為來完成，其精度不高，效率低，很難保證支護(hù)設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)要求。該方案克服了礦井水濁度高，金屬含量高、硬度大等問題，由地面集中配比、集中運輸，避免浪費，提高生產(chǎn)效率。保障生產(chǎn)正常運行。

關(guān)鍵詞：自動配比;無重力輸送;集中控制

一、系統(tǒng)組成

本乳化液自動配比及輸送系統(tǒng)主要有四部分組成：自動供水、自動配比供油部分、兩個井下緩沖輸送部分，在機(jī)房配電所設(shè)有集中控制的上位機(jī)。該系統(tǒng)從產(chǎn)水車間取淡水源，由離心泵作為動力驅(qū)動送達(dá)機(jī)房，經(jīng)過乳化液自動配比系統(tǒng)調(diào)制，將配置好的乳化液儲存于乳化液罐。根據(jù)重力原理將配置好的乳化液無動力的送到各個工作面緩沖液罐，自然卸壓之后送至井下各個工作面乳化液泵站。系統(tǒng)控制借助于工業(yè)環(huán)網(wǎng)，由國內(nèi)先進(jìn)的西門子PLC控制完成。

1#分站：主要設(shè)備有：PLC控制箱一組、離心泵兩臺、電動閥門兩臺、壓力傳感器一只。

PLC控制箱主要用于采集該分站的現(xiàn)場信號和接受來自集控室的指令，實現(xiàn)離心泵和電動閥門的控制。主要控制方式有手動、自動、遠(yuǎn)程、就地和集控五種方式。離心泵及電動閥門都是一用一備，一臺在線使用，另一組檢修備用，保證集中供液系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2#分站：主要設(shè)備有：PLC控制箱一組、齒輪油泵一臺，乳化油油箱一組配比器兩組，電動閥門四臺、乳化液箱兩組，超聲波液位計一只，沉入式液位計一只，超聲波流量計兩臺，壓力傳感器一只，開關(guān)量液位計兩只。

PLC控制箱主要用于采集該分站的現(xiàn)場信號和接受來自集控室的指令，實現(xiàn)齒輪油泵和電動閥門的控制。主要控制方式有手動、自動、遠(yuǎn)程、就地、和集控五種方式。自動配比系統(tǒng)由兩組配比器和電動閥門及沖洗閥門組成。配比閥是一用一備，一臺在線使用，另一組檢修備用。該站作為整個系統(tǒng)的核心部分，不僅要實現(xiàn)該分站的自動控制，還要與1#分站實現(xiàn)連鎖自動控制。乳化液油箱可容納5立方的乳化油，乳化液箱可容納16立方的乳化液。兩組油箱的容量可保證整個配比系統(tǒng)的正常運行和井下乳化液的正常供給。

3#分站主要設(shè)備有：礦用兼本安型PLC控制箱一臺、本安型壓力傳感器一只，礦用本安型液位傳感器一只、礦用隔爆型電動球閥兩臺、礦用本安型電磁流量計一臺，乳化液緩沖箱兩組。

PLC控制箱通過檢測緩沖液箱的液位情況控制液箱前后電動球閥的啟停，完成緩沖液箱的自動供液與自動補(bǔ)液。

4#分站主要設(shè)備有：礦用兼本安型PLC控制箱一臺、本安型壓力傳感器一只，礦用本安型液位傳感器一只、礦用隔爆型電動球閥兩臺、礦用本安型電磁流量計一臺，乳化液緩沖箱四組。緩沖液箱內(nèi)的乳化液通過涂塑鋼管輸送至各工作面集控室：機(jī)房電控室。主要設(shè)備有，工控機(jī)一臺。

上位機(jī)采用wincc6.0通過礦工業(yè)環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)四個分站的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。并納入自動化信息平臺，將數(shù)據(jù)及時上傳到礦方自動化平臺上，實現(xiàn)信息共享。

二、系統(tǒng)控制原理

系統(tǒng)通過兩臺不銹鋼立式多級離心泵抽取電廠純凈水池的純水，離心泵前設(shè)置有電動球閥，泵后設(shè)置有止回閥和水表，抽水時泵先啟動，隨后泵前閥門打開開始抽取水，停止抽水時先關(guān)閉閥門后停泵，防止因為泵內(nèi)水倒流導(dǎo)致下次啟動不上水。

經(jīng)離心泵抽取的純水通過1200米的DN100涂塑鋼管將水流輸送到乳化液配比車間，在管路上布置了水表、節(jié)流閥、流量傳感器、壓力傳感器，用于水流的控制及檢測，并添加了Y型過濾器以防管路中殘存的雜質(zhì)進(jìn)入配比模塊對配比設(shè)備造成損害。

配比模塊為并聯(lián)的三個支路，共用相同的進(jìn)出水/液總管，首次使用或設(shè)備調(diào)試時開啟純水支路，此時水流不通過配比器。正常配液時可以根據(jù)實際要求交替或同時開啟1#2#配比器，配比器配液時純水通過進(jìn)水口進(jìn)入配比器，帶動配比器內(nèi)活塞上下運動，將乳化油從乳化油箱提升到配比器內(nèi)部完成配比稀釋，通過調(diào)整配比器活塞的沖程可以調(diào)節(jié)配比濃度，在配比器上有調(diào)節(jié)螺母和標(biāo)尺，實際使用中將螺母調(diào)整到3-5%之間（3.5%）

供油設(shè)備為齒輪油泵，油泵前設(shè)置一臺100u濾油器，泵后設(shè)置一臺25u精密濾油器，以保證油箱中乳化油的潔凈度，防止雜質(zhì)過多的乳化油對配比器產(chǎn)生不良影響，降低配比器使用壽命。

經(jīng)過配比的乳化液儲存在兩臺并聯(lián)8 m3乳化液罐中，通過電控球閥控制乳化液向井下的輸送。

三、系統(tǒng)的優(yōu)點

1、實現(xiàn)乳化液的集中配置，集中輸送。減少運送過程原料的損失。

2、依靠重力作用，無需動力作用方式輸送，減少乳化油輸送過程中的人力物力。

3、維修維護(hù)方便。核心自動配比設(shè)備放置在地面上，方便巡檢維護(hù)以及檢修?？s短故障處理的時間。

4、減人提效。系統(tǒng)投入使用后，每個工作面每班減去兩名崗位工。

參考文獻(xiàn)：

[1]李東芳.液壓泵站工.北京：煤炭工業(yè)出版社，2006

[2]白銘聲.陳祖蘇.流體機(jī)械.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986

[3]MCGS用戶指南. 北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司[M]，2006.

[4]汪小澄，張峰.PLC控制網(wǎng)絡(luò)的組建與監(jiān)控[[J]，計算機(jī)應(yīng)用，2002.

[5]曹輝《可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用》 電子工業(yè)出版社，2003