煤炭快速定量裝車系統(tǒng)的組成及優(yōu)化改造設(shè)計研究

王振明

國家能源集團神東煤炭集團洗選中心布爾臺選煤廠 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000

1 引言

在國內(nèi)外的大型煤炭企業(yè)中,煤炭快速裝車定量系統(tǒng)應(yīng)用越來越多。本文以神東煤炭選煤廠為例,針對煤炭裝車中的工藝裝備和工藝系統(tǒng)進(jìn)行分析。

2 煤炭快速定量裝車系統(tǒng)的組成

煤炭快速定量裝車系統(tǒng)最早由國外研究出來,之后進(jìn)入到國內(nèi)。以神東煤炭集團對該系統(tǒng)的定義,系統(tǒng)主要由裝載、給料運輸、輔助系統(tǒng)構(gòu)成。其中,輔助系統(tǒng)中包括采樣、防凍液噴灑、封塵劑噴灑三個子系統(tǒng)。裝載單元中包括緩沖倉、稱重倉、裝載溜槽,給料單元中包括膠帶設(shè)備、給煤設(shè)備。防凍液噴灑系統(tǒng)包括藥劑攪拌、藥劑儲存、藥劑噴灑設(shè)備。封塵劑噴灑系統(tǒng)包括封塵劑的制藥和噴灑設(shè)備。采樣系統(tǒng)包括采制樣、分析化驗相關(guān)設(shè)備。每個系統(tǒng)分別帶有供配電設(shè)施,并有自己的PLC控制站。

3 系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

系統(tǒng)在運行的過程中,是利用信息自動化技術(shù)實現(xiàn)自動化控制,incident可以更連續(xù)、高效地進(jìn)行定量裝車作業(yè)。相對于普通的裝車系統(tǒng)來說,快速定量裝車系統(tǒng)能夠?qū)⑽锪习刺囟ㄖ亓垦b載到列車中,應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯。

其一,系統(tǒng)具有更高的自動化水平。由于系統(tǒng)內(nèi)部的所有子系統(tǒng)均采用了PLC控制技術(shù),因此可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中操控。工作人員可以通過遠(yuǎn)程操作端通過查看計算機顯示屏上的信息來獲取系統(tǒng)設(shè)備運行狀況,并下達(dá)操作指令。因系統(tǒng)具有更高的自動化水平,因此原來的工作人員數(shù)量減少,系統(tǒng)運行的可靠性更高。

其二,系統(tǒng)的作業(yè)速度更快。對于型號為C80的列車,每節(jié)車廂可裝載80噸,如果采用快速定量裝車系統(tǒng),只需要60秒的時間就可以完成裝車作業(yè),最快裝車速度可達(dá)到40秒,列車共54節(jié)車廂,裝完所有車廂需要50-70分鐘。

其三,系統(tǒng)的作業(yè)精準(zhǔn)度更高。在稱重倉單元設(shè)置了高精準(zhǔn)度的計量設(shè)備,因此大大提升了稱重的精準(zhǔn)度,凈稱重可實現(xiàn)±0.1 %的精準(zhǔn)度,每節(jié)車皮裝車過程能夠?qū)崿F(xiàn)不超過±0.3 %的精準(zhǔn)度,整列車可實現(xiàn)不超過±0.3%的裝車精準(zhǔn)度度。

其四,系統(tǒng)的裝車質(zhì)量更好。采用快速定量裝車系統(tǒng)比傳統(tǒng)裝車方式更平穩(wěn)。裝車作業(yè)完成后車皮表面更平整,不會出現(xiàn)裝載過偏的現(xiàn)象。

其五,系統(tǒng)具有更好的環(huán)保性。裝車作業(yè)采用全封閉式,而且系統(tǒng)中有封塵噴灑系統(tǒng),采用固化封塵的辦法可以使裝車后的車皮表面更整潔,不僅不容易撒煤,而且不容易起煤塵,因此對環(huán)境的污染小[1]。

4 裝車工藝、設(shè)備及存在的問題

過去的煤炭快速定量裝車作業(yè)是半自動化模式,基本可以滿足一般快速裝車的要求,但是仍舊存在一些問題。如雜皮車、混編車在火車車廂的信息采集和信息獲取能力方面比較欠缺,這樣就無法提升煤炭快速定量裝車效率。自動化儀表尤其是二次儀表在數(shù)據(jù)傳輸過程中存在誤差,影響了煤炭快速定量裝車的精準(zhǔn)度。裝車的重量信息不能及時上傳,因此影響到數(shù)據(jù)的存儲以及裝車信息檔案完善。經(jīng)過回空車皮的時候系統(tǒng)缺乏及時的信息提示,因此工作人員不能提前了解裝車信息,造成撒煤現(xiàn)象。

5 系統(tǒng)優(yōu)化改造設(shè)計

系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造時,保持原有快速定量裝車系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),然后采用更優(yōu)化的PLC控制器,使系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)原有的功能,而且在設(shè)備的運行速率上更快。系統(tǒng)的自動控制功能實現(xiàn),不僅包括對裝車液壓系統(tǒng)的自動控制,還包括對稱重設(shè)備、給煤設(shè)備和輸送設(shè)備的自動控制。

通過在系統(tǒng)中安裝PLC自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)上述目標(biāo),具體包括本地PLC系統(tǒng)和遠(yuǎn)程PLC系統(tǒng)兩大部分。前者主要對液壓站油泵、循環(huán)泵以及冷卻風(fēng)扇設(shè)備進(jìn)行自動控制。同時對稱重倉料位、緩沖倉料位、閘門、砝碼、裝車溜槽設(shè)備進(jìn)行自動化控制。遠(yuǎn)程PLC系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對輸送、給料設(shè)備的啟停進(jìn)行自動控制。

在軌道上增設(shè)射頻讀卡裝置,通過射頻來讀取條碼對車號進(jìn)行有效識別,這樣可以及時獲取列車車廂的狀況信息,射頻讀卡裝置采集到的車廂狀況信息被傳輸?shù)阶詣踊刂葡到y(tǒng)中,然后經(jīng)過PLC控制處理器對信號進(jìn)行處理。工作人員根據(jù)集控畫面顯示對系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出指令,系統(tǒng)將工作人員的指令進(jìn)行控制程序處理,然后將處理信號傳輸?shù)皆O(shè)備,相關(guān)設(shè)備按照控制程序信號自動執(zhí)行。通過PLC控制系統(tǒng)可以將指令傳輸?shù)娇焖俣垦b車系統(tǒng)中的各個設(shè)備,啟動或調(diào)控各個設(shè)備。PLC控制系統(tǒng)能夠及時得到車廂識別的信息,從而將標(biāo)準(zhǔn)裝車噸位按順序儲存在工控機中,因此在定量倉稱重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)度上也更容易控制。根據(jù)車廂的不同作業(yè)要求來進(jìn)行裝車操作,提高煤炭裝車效率。

工作人員可以根據(jù)列車的實際裝車狀況對設(shè)備進(jìn)行靈活調(diào)控,采用集中控制的方式可實現(xiàn)系統(tǒng)間的閉鎖啟停,還能夠單獨控制某一臺設(shè)備的啟停,或者無閉鎖啟停。當(dāng)處于就地方式狀態(tài)時,工作人員可以對任意一臺設(shè)備進(jìn)行啟停,根據(jù)裝車工藝流程的要求來對設(shè)備實施閉鎖。裝車作業(yè)中,如果系統(tǒng)中任意一臺設(shè)備出現(xiàn)狀態(tài)異常,發(fā)生停機,此時系統(tǒng)將自動啟動設(shè)備閉鎖功能,所有與上述故障停機設(shè)備有閉鎖關(guān)系的設(shè)備也會自動閉鎖停機,并且系統(tǒng)將發(fā)送閉鎖信息,控制顯示端將發(fā)出警報信號,提醒工作人員設(shè)備出現(xiàn)故障的位置。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)過負(fù)荷、開關(guān)動作、報警動作等故障類型時,工作人員可以及時根據(jù)系統(tǒng)提示的上述故障信息及時采取檢修和處理措施。

6 結(jié)語

綜上所述,在對選煤廠煤炭快速定量裝車系統(tǒng)優(yōu)化改造之后,系統(tǒng)的綜合性能比之前進(jìn)一步提升。裝車速度得到提升,最高可以達(dá)到5300噸/小時。稱重倉配料的速度也加快,以80噸物料為例,配料平均速度小于8秒鐘,裝滿整節(jié)車皮的速度最少只需要40秒。在裝車精準(zhǔn)度控制上也有更好的表現(xiàn)。稱重單元能夠?qū)崿F(xiàn)±0.1 %的靜稱重精準(zhǔn)度,每節(jié)車皮裝車實現(xiàn)0.3%的精準(zhǔn)度。系統(tǒng)在適應(yīng)性方面也表現(xiàn)較佳,可以適應(yīng)多種型號的車皮,對多種粒徑規(guī)格的物料都能適應(yīng),較好的滿足了裝車物料型號的需求。