煤礦鐵路運(yùn)銷系統(tǒng)防凍液智能噴灑系統(tǒng)研究與應(yīng)用

劉厚榮 崔含

摘 要：文章針對(duì)以往鐵路運(yùn)煤車防凍液噴灑存在的問題，借助先進(jìn)的技術(shù)形式開發(fā)研究出一種新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)，文章現(xiàn)就新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的組成、功能以及系統(tǒng)應(yīng)用效果問題進(jìn)行探究，旨在能夠借助新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)以往鐵路運(yùn)煤車防凍噴灑問題。

關(guān)鍵詞：煤礦鐵路;運(yùn)煤車;防凍噴灑系統(tǒng);改進(jìn)

冬季凍車現(xiàn)象是多年來(lái)煤炭對(duì)外運(yùn)輸時(shí)常面臨的問題。這個(gè)問題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了煤礦企業(yè)的正常運(yùn)輸管理。為了能夠減少煤炭對(duì)外運(yùn)輸?shù)膬鲕嚞F(xiàn)象，煤炭廠選擇應(yīng)用了人工噴灑防凍技術(shù)。在人工噴灑防凍技術(shù)的應(yīng)用下雖然緩解了冬季凍車現(xiàn)象，但是由于是人工操作在具體實(shí)施的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)數(shù)值不準(zhǔn)確的問題，且會(huì)引發(fā)噴灑不均勻、防凍液局部噴灑等現(xiàn)象，無(wú)形中浪費(fèi)了較多的防凍液，防凍效果不理想?；谶@個(gè)問題，文章研究開發(fā)了鐵路運(yùn)煤車防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)，經(jīng)過實(shí)踐研究證明這個(gè)防凍噴灑系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，不僅有效防止了冬季煤炭外運(yùn)的凍車現(xiàn)象，而且也解決了人工噴灑防凍液的問題，使得煤炭鐵路運(yùn)輸取得了良好的效益。

一、以往鐵路運(yùn)煤車防凍液噴灑存在的問題

以往鐵路運(yùn)煤車防凍液噴灑選擇的是人工操作的方式，會(huì)在精煤入倉(cāng)膠帶和列車的上方添加一個(gè)噴灑管，借助這個(gè)噴灑管來(lái)完成噴灑操作。但是從實(shí)際操作上來(lái)看，在噴灑的過程中會(huì)出現(xiàn)局部噴灑不均勻、列車過空擋噴灑的現(xiàn)象，無(wú)形中浪費(fèi)了較多的防凍液，防凍效果不理想。

二、新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的組成

（一）液流系統(tǒng)。新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)中的液流系統(tǒng)主要是為整個(gè)系統(tǒng)提供具備一定壓力的防凍液，并在控制系統(tǒng)的作用下借助噴灑機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)車廂內(nèi)部表面和輸送帶上的煤炭進(jìn)行噴灑。液流系統(tǒng)的構(gòu)成零部件包含儲(chǔ)液罐、過濾器、離心泵、止回閥、表閥、壓力變動(dòng)器、流量計(jì)、水表、球閥、電磁閥、運(yùn)煤輸送帶、電磁閥前過濾器、轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴、軟管、固定好的噴嘴等。

在整個(gè)液流系統(tǒng)中兩臺(tái)離心泵同時(shí)使用，在主泵出現(xiàn)系統(tǒng)故障的時(shí)候會(huì)及時(shí)切換到備用泵。

泵的出入口位置上都設(shè)置了法蘭閘閥，出口位置上的法蘭閘閥沒有還設(shè)置了止回閥，會(huì)有效避免防凍液在主泵和備用泵管路形成循環(huán)，并在水泵停止工作的時(shí)候還能夠避免防凍液對(duì)水泵的沖擊。

一般性的圓錐噴嘴噴灑出的液體是圓錐體，在投射液體的時(shí)候會(huì)形成一個(gè)圓面，運(yùn)煤車車廂和傳送帶在移動(dòng)的時(shí)候噴灑面會(huì)出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象，在這種情況下多個(gè)噴嘴組合之后會(huì)出現(xiàn)噴灑不均勻的問題。扇形噴嘴噴灑出來(lái)對(duì)液體是扁平扇形，在投射的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)狹長(zhǎng)的帶狀，在車廂和輸送帶均勻向前移動(dòng)的時(shí)候噴嘴會(huì)成呈現(xiàn)出穩(wěn)定的噴灑形狀。

（二）噴灑機(jī)構(gòu)。噴灑車廂的表面會(huì)設(shè)置噴灑機(jī)構(gòu)，整個(gè)噴灑機(jī)構(gòu)由于門架、噴頭轉(zhuǎn)向裝置、固定噴嘴組成。門架會(huì)固定在鐵路軌道上，門架的底部設(shè)置了固定轉(zhuǎn)向噴頭和噴嘴。噴頭轉(zhuǎn)向裝置具體涉及到軸承、減速器、電機(jī)、擺動(dòng)噴嘴。車廂內(nèi)部設(shè)置的噴嘴有16個(gè)，由軟管和輸液管組合連接在一起，設(shè)置成兩個(gè)小組工作，一個(gè)小組的四個(gè)噴嘴會(huì)被固定在噴頭上，會(huì)隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，之后實(shí)現(xiàn)對(duì)車廂前后的均勻噴灑。另外一組的噴嘴也被固定處理，能夠?qū)囕v左右兩邊的表面完成噴灑處理，在一個(gè)小組噴嘴完成小流量噴灑的時(shí)候，第二個(gè)小組的噴嘴就會(huì)加量噴灑。

（三）電氣設(shè)備控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一所示，PLC的CPU模塊會(huì)借助專門的電纜連接到智能數(shù)字監(jiān)控儀器設(shè)備上，CPU模塊輸入端子接旋鈕、按鈕、接近開關(guān)和光電開關(guān)元件，負(fù)責(zé)輸出連接接觸器、繼電器和指示燈等。PLC模擬量輸入模塊負(fù)責(zé)控制溫度變送器、壓力變送器和電磁流量傳感器。

電氣設(shè)備控制系統(tǒng)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、控制面板、人工控制模式，在這幾個(gè)控制方式的作用下能夠確保噴灑系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)節(jié)防凍液的噴灑頻率。在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的作用下還能夠自動(dòng)識(shí)別車廂、車頭的連接方向。

（四）監(jiān)控系統(tǒng)。在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下操作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)防凍液自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。在系統(tǒng)控制操作的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)七個(gè)畫面，包含主監(jiān)控畫面、擺動(dòng)電機(jī)監(jiān)控畫面、警報(bào)監(jiān)視畫面、變量監(jiān)視畫面、趨勢(shì)圖畫面、變頻器畫面、報(bào)表輸出畫面。在進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)之后主界面會(huì)自動(dòng)顯示液流系統(tǒng)的工作情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)防凍液自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

三、新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的功能

新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的功能如下所示：第一，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣溫、防凍液流量、液壓系統(tǒng)壓力的自動(dòng)化控制，并根據(jù)周圍環(huán)境溫度變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)噴灑模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫少噴、低溫多噴噴灑模式的靈活使用。第二，在車廂進(jìn)入噴灑區(qū)域時(shí)及時(shí)噴灑防凍液，在列車離開噴灑區(qū)之后，車廂內(nèi)的掛鉤空擋、火車頭可以不噴灑防凍液。第三，新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)能夠在露天環(huán)境下完成噴灑操作，且在噴灑操作的時(shí)候不會(huì)受到外界環(huán)境的影響。

四、新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的應(yīng)用效益

新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)在安裝和調(diào)試后投入工業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐研究證明整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安穩(wěn)，且在操作中的防凍液噴灑十分均勻，取得了良好的噴灑效果。

鐵路運(yùn)煤車防凍液自動(dòng)噴灑系統(tǒng)投入運(yùn)行之后會(huì)比原來(lái)的人工噴灑防凍液消耗量每噸降低0.41千克，如果按照冬季噴灑消耗比例計(jì)算，即煤炭運(yùn)輸量為116萬(wàn)噸，每千克防凍液2.1元計(jì)算，每年能夠節(jié)約資金100萬(wàn)元。

鐵路運(yùn)煤車防凍液自動(dòng)噴灑系統(tǒng)在正式投入之后降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車廂、車頭的自動(dòng)化識(shí)別，在不需要工人巡視的情況下就能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的運(yùn)作能夠保障產(chǎn)品的質(zhì)量，防止冬季凍車事故的發(fā)生，從而而為選煤廠的運(yùn)作創(chuàng)設(shè)良好的產(chǎn)品信譽(yù)，使得新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)獲得更多市場(chǎng)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，新型煤礦鐵路運(yùn)煤車防凍液自動(dòng)噴灑系統(tǒng)在運(yùn)作的時(shí)候克服了以往人工噴灑防凍液的局限，在運(yùn)作的時(shí)候能夠自動(dòng)識(shí)別車廂、車頭的連接空擋，且能夠自動(dòng)識(shí)別車輛的運(yùn)動(dòng)方向，在車頭、車廂連接處于空擋的時(shí)候就會(huì)停止噴灑，從而能夠減少防凍液的浪費(fèi)。為了能夠更好的發(fā)揮出新型防凍自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的作用，需要相關(guān)人員根據(jù)環(huán)境溫度來(lái)自動(dòng)調(diào)控防凍液的噴灑量，從而使其能夠更好的適應(yīng)不同溫度對(duì)防凍噴灑量的要求，由此達(dá)到理想的噴灑效果。在技術(shù)的支持下自動(dòng)噴灑防凍系統(tǒng)不僅能夠滿足冬季運(yùn)煤車的防凍需要，而且還能夠?yàn)榈V粉企業(yè)、礦石企業(yè)的含水、易凍貨物運(yùn)輸提供重要參考支持。

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