新型乳化泵站液压系统在青山矿的应用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE TECHNOL OGY 2 0 1 1 年 第 1 期 NO． 1 2 0 11 新 型乳化 泵站 液压 系统在青 山矿 的应用 彭先林 ， 彭国纯 ， 兰秋发 ， 周汉江。 L萍乡矿业集 团公 司青 山煤矿 ， 江西 萍 乡 3 3 7 0 0 0；2 ．江西应用工程职业学院 ． 江西 萍 乡 3 3 7 0 0 0 摘要 青 山矿 为改善工人劳动环境 ， 采用新型 电液压 S HR HB乳化液泵站 自动 控制 及综合保 护装 置， 从而提高 了泵站 液压使用的安全性 与可靠性 ， 降低 了煤矿生产成本 ， 节约 电能等 ， 对矿 山的泵站管理具有较大的普遍性和适应性 。 关键词 液 压系统 ； 自动控制 ； 故 障处理 ； 效应 中 图分 类 号 TD4 2 1 ． 6 文 献 标识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 1 1 0 1 0 0 3 5 0 2 A p p l i c a t i o n o f Hy d r a u l i c S y s t e m o f Ne wt y p e Emu l s i m P u mp S t a t i o n i n Qi a n g s h a n C o l l i e r y P e n g Xi a n l i n ， P e n g Gu o c h u n ， La n Qi u f a ， Z h o u Ha n j i a n g 1 ． Qi n g s h a n Co l l i e r y，Pi n g x i a n g Mi n i n g I n d u s t r y Gr ou p Co ．，Pi n g x i a n g，J i a n g x i 3 3 7 0 0 0； 2 ． J i a n g x i Vo c a t i o n a l Co l l e g e o f Ap pl i e d En g i n e e r i n g，Pi n g x i a n g，J i a n g x i 3 3 7 0 0 0 Ab s t r a c t To i mp r o v e t h e wo r ki n g e n v i r o n me n t ，t h e a u t h o r s i n t r o du c e t he a p p l i c a t i o n o f a u t o ma t i c c o n t r o l a n d c o mp r e h e n s i v e p r o t e c t i o n d e v i c e o f n e w t y p e e l e c t r o h y d r a u l i c e mu l s i o n pu mp s t a t i o n，wh i c h i mp r o v e s t h e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y o f hy d r a u l i c a p p l i c a t i o n i n p u mp s t a t i o n，r e d u c e s t h e p r o d uc t i o n c o s t a n d s a v e s e l e c t r i c e n e r g y wi t h h i g h un i v e r s a l i t y a nd a d a p t a b i l i t y i n p u mp s t a t i o n ma n a g e me nt ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c s y s t e m ；a u t o ma t i c c o n t r o l ；f a u l t t r e a t me n t ；e f f e c t 1 问题 的提 出 单体液压支柱在煤矿井下 已广 泛使用 ， 但乳化 液泵站 却 由于噪音 大、 工况复杂 、 环境恶 劣 ， 长期 以来 ， 尽管有效 工作时问很短 ， 但泵 站却基 本处 于连续运 行状 态 ， 造成 电 力 巨大浪 费。乳 化泵配件 、 高压 管损耗也 严重 ， 设 备事 故 较多 ， 维修 费用 高 ， 影响生 产频繁 ， 还需配 备专职司机 ， 给 煤矿企业管理带来一 系列麻烦 。2 0 1 0年 2月 ， 我矿为了降 低煤矿生产成本 ， 节 约电能 和提 高工作效 率 ， 确保 各 当头 的单体液压泵站正常安全使用 ， 在矿井 W4 5 2盘 区大巷安 装 了新 型电液 压 S HRHB乳化 液泵站 自动控制 及综合 保 护装 置 。 2 系统 的组 成 与 特 点 S HRHB乳化液泵站 自动控制及综合保护装置可与 相 同压力不同流量的任何乳 化液泵配套使 用 ． 适 用于具有 爆炸性气体和煤尘的矿井 中。 S HRHB型 自动控制系统 由储能罐 和液压配 比箱 、 控制柜组成。根据压力大小和水 位的高低 ， 自动控 制泵和 电磁阀的启动和停止 ， 并实现泵站 开机压力和关机 压力可 调 。控制装置根据实际压力和设定 的水位 自动开泵 、 关 泵 和进水 ， 自动对乳化液箱 掺水 、 加 油 ， 箱 内无水 自动停 机。 设备安全性能好 、 触摸屏显示工作 状态 ， 使用方便 ， 从而减 轻 了工人 的劳动强度。 3 工 作 原 理 3 ． 1 气囊式蓄能器 该控制器采用气囊式蓄能罐 ， 储 能罐 内气囊 中充 有氮 气 ， 作 为液压 系统的缓 冲、 蓄能 、 稳 压用 ， 由蓄能罐 内储 存 的液体补偿液压 系统泄漏 ， 维持 液压 系统一 定压力 待机 ， 充气压力 出厂时调定在 6 MP a 8 MP a ， 使 用时最低 气囊 气压下限不能低于 1 ． 5 MP a ， 否则 就需充气 。 乳化泵产生 的受压 乳化 液经 高压管路 和 单向 阀进 入 储能罐下 的管路 ， 储 能罐是并 联 的 ， 通过异 径 三通和泄 压 阀连接 ， 通过储能罐后 的液体经三通分别 接压力传感 器和 耐震压力 表 ， 用 于指示 压力 值 和测 量压 力 信号 送 给控 制 箱 ， 同时液体通过管路送入工作面。 3 ． 2 乳化液压 配比箱 乳化液箱是一个长方形 的封闭式箱 体 ， 液体通过手 动 式闸开启 ． 流人泵体的吸液腔 ． 经吸排液 阀组吸人或排 出， 通过高压输液管 ． 经过高 压过滤 器流 至工 作面 ． 工 作面 的 回液经液箱 回液 过滤器 、 磁性过 滤器 进入 液箱前 腔 ， 供泵 吸人使用 。 乳化液配 比箱用于水和油 的配 比． 配 比箱上装有液位 差传感器 和防爆 电磁阀 ， 液位差传感 器用于 测量乳化箱 的 水 位高度 ． 当乳化液箱水 位小 于最高 水 立的 1 ／ 6时 ， 为缺 水状态 ， 电磁 阀打开进水 ， 水 位小 于最 高水 位 的一 半时 电 磁 阀打开进水 ， 水 位最高时关 电磁阀 ． 停 止进 水 ， 直到水位 小 于等于最高水位的一半时又开始进水 。 乳化液配 比箱里有一个水盒 和一个 油箱 ． 油箱下面有 35 一 个球 阀 ， 在进水的过程 中水盒在水 的重力作 用下接触球 阀阀杆 ， 调节球 阀的大小 ， 从而调节进油 量 ， 实现乳化液 的 自动 配 比 。 3 ． 3控制 柜 控制柜 由防爆 箱和控 制板组 成。控制 板是 由单 片机 电路构成 ， 通过压力传感器测得的压力信号和通 过液位差 传感器测得 的水位信号 ． 送 入单片机的 A／ D接 口， 程序通 过计算 和逻辑判 断后输 出开泵 信号和开 电磁 阀信号 。电 磁 阀 由继 电器 驱 动 。 控制柜的人机 接 口采用 1 0 ． 4 的触摸屏 ， 可 以设置 最 高水位 、 开泵压 力、 关泵压 力 ， 可 以查 询每 日、 每 月早 、 中、 晚班的开泵时间 。 触摸屏上可实时的显示工作泵号和进水 阀进水情况 ． 同时显示报警信息。 触摸屏的操作通 过控制 柜上 的按 钮实 现。通过按 键 可以选择不 同的泵号 ， 可 以修改 参数 ， 查看 记 录。 日查 询 显示每个班 当天 、 昨天 、 前 天的 累计 开泵 时间 。月查询 显 示每个班单月 、 上月 的累计开泵 时间。 图 1为触摸屏显示的界 面， 最下 面一排对应着 电控 柜 上的 6个按键和功能。选择泵 1时 ， 泵 1字样显红 色， 当压 力低于开泵压力时 ， 泵 1灯显红色 ， 而泵 2字样和泵 2灯都 为绿色 。压力和水位 的变化可通过棒 图直观 的显示出来 。 有故障时故障显示框里会显示 出故障内容。 图 1运 行 监控 图 2参 数 设 置 参 数设置界面 见图 2 可以通过“ 参数” 、 “ 参数一” 选择要设置 的参数类 型 ， 可 以通 过“ 数 值” 、 “ 数值 一” 改 变参数值 的大小 。“ 存 储初始 化” 是在 调试 时初始 化各个 参数时使用 ， 各个参数 和开泵时间都设为 0 。 4 故障分析 与处理 1 初 次起动后无压力或无流量与流量很小 ， 压力表指 36 针不动 ， 是 由于吸排液阀有故障、 泵内有空气 应检查吸排 液阀 ， 排除泵内空气 。 2 泵流量下降或 冲击 严重造成压 力不稳 定的是 由于 吸压阀损坏或吸压 阀弹簧 断裂 、 泵 内空气未排 尽 ， 应及 时 更 换 新 阀 、 弹 簧 、 放 尽 空气 。 3 泵压力上不去 ． 是 由于支架系统或管路 漏液 、 卸压 阀不密封 ， 密封件损坏 、 先导阀下 部节流孑 L 堵塞 ， 应检查各 处 密封情况 ， 更换密封件 、 检查 主阀与先 导阀密封情况 、 清 除污物 、 更换 密封垫 。 4 工作面不用液 、 泵站也 频繁起动 ， 是 由于管路 漏液 严重 、 单 向阀关 闭失效 、 储能罐气 囊坏 ， 要处理 好漏液点 、 单 向阀接合 面研磨或换新 、 更换储能罐。 5 工作面开枪 ， 泵站不启 动 ， 是 由于压力传感 器故障 或信号线断、 电器线 路故 障， 要根据 指示灯可 判断是 哪部 分故障 ， 再作处理更换。 6 电磁阀不开启 ， 是 由于水位传感 器故障 、 线路 板或 继 电器故障， 要更换水位传感器或线路板或继电器 。 5 安装、 维修 注意事项 1 在安装关键螺栓时 吸排液 阔压 盖螺栓 、 大 阀体与 泵箱体的连接螺栓 ， 齿 轮箱 与箱体连接螺 栓 应 有足够 的 力矩 ， 最好在泵满载运行一段时间后再紧一次。 2 使用 中需调整柱塞密封压缩量时 ， 不要一次将螺母 压得过紧， 以避免密封圈与柱塞的磨损加剧。 3 安装缸套密封时 ， 腔 内应抹上黄油 ， 以利 于润滑 。 4 乳化泵 自动停机 ， 属于“ 动态停机” ， 如较长时 间不 用泵时 ， 宜将 电源转换开关置关机状态或关断磁 力启 动器 开 关 手柄 。 5 “ 动态停机” 时， 严禁 拆管 、 换枪 、 检修 泵站 ， 如工作 方面需要换枪拆管 ， 应关 断工作 地点 的“ 有效” 高压开 关 ， 拆主管路 、 检修泵站 ， 必 须关 断磁力启 动器开关 手柄并 上 锁 。 6 储 能罐 、 缓冲器均属于高压 电器 ， 禁 止敲 打、 甩 碰 、 靠近热源、 气压不足时， 绝对禁止充氧气 ， 以免发生爆炸。 6 结 语 青山矿通过 采用 电液压 S H--RHB乳 化液 泵站 自动 控制及综合保护装置后 ， 由以前每 台泵需 2 0 h连续 工作 ， 减少到每台泵 只需工作 4 h ， 每 日节电 3 7 5 k W h左右 以 电机功率 3 7 k W 为例 ， 并减少 了机械及管 路损 耗 7 O 以 上 ． 无需司机操作 ． 减轻 了工 人的劳动强 度。目前 ， 萍矿集 团公司旗下 的各 个矿井 ， 正 在推广使 用此种 方法 ， 节 能效 果 明显 、 安全 可靠 。 作者简介 彭先林 1 9 7 1 一 ， 男 ． 江西萍 乡人 ． 毕业于江西 应用工 程职业学院采矿工程系 ． 现在萍乡矿业集 团公 司青 山煤矿从事技 术管理工作 。 收稿 日期 2 o l o 一0 9 3 1 编辑 叶忠群