乳化液制动配比技术研究与应用.docx
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乳化液制动配比技术研究与应用
附件1
项目编号:
研究开发项目任务书
项目名称
:
乳化液自动配比集中供液技术研究与应用
承担单位:
山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿
协作单位:
鑫钜公司
起止时间:
2018年3月-2018年10月
项目负责人:
张士民
技术中心制
填报日期:
2018年3月日
一、项目立项的目的意义及必要性
传统型泵站使用现状分析:
一是传统泵站只包括乳化液箱与几台泵组,乳化液泵组直接起停,长期在工频状态下运行,浪费了大量的电能,机械磨损、机械冲击较大。
二是工作面的实际用液量远远小于泵组的供液量,泵组大多数时间均在做无用功,工作面不需要用液时从卸载阀返回液箱。
卸载阀频繁卸载,加剧了液压系统的冲击,液压脉动大。
乳化液与液压管路的摩擦而导致乳化液温度过高,最终使支架等液压系统内密封部件迅速老化,密封圈频繁损坏,形成串液、漏液的恶性循环,极大缩短了液压支架、乳化液泵的使用寿命。
三是传统虹吸式配液方式经常因为喉管阻塞而不能正常工作,不能够精确控制乳化液浓度,不能够根据实际浓度值实现自动校正,浓度不能实现传感器检测数据在线显示。
乳化液的配比不能够实现有效控制、集中管理。
整体数据不能上传实现网络监控。
四是传统泵站不具备吸液、回液过滤器在线自动反冲洗等功能,没有相关泵组的吸空保护、油温保护、油压保护、油位保护、电机绕组温度保护、电机轴承温度保护、爆管保护、自动调平、安全泄压、设备与人身安全保障系数较低。
五是传统泵站维修率较高,工人劳动强度较大。
针对以上存在的问题,我们做出了解决方案,推广应用“智能型乳化液自动配比集中供液系统。
该智能型乳化液泵站采用了先进的在线监控系统和变频技术,实现了真正意义上的乳化液自动配比,乳化液浓度自动在线修正、显示,配比精确可靠。
矿用变频器能够根据系统压力和工作面用液量控制乳化泵恒压供液,节能效果显著。
诸多保护和功能极大提高了设备的可靠性,如系统爆管停机保护、乳化液泵组吸空保护、安全泄压保护、系统压力自动补偿功能、泵组待机监控功能等。
对泵组温度、蓄能器压力的自动检测与智能控制,消除了设备实用中的安全死区。
解决了变频器在密封条件下散热的技术难题。
二、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标
1、主要研究内容
(1)自动配比:
自动配液系统能够自动控制配液箱内的高低液位,按预定步骤完成进油、进水的自动控制。
时刻监视乳化液浓度并在彩色显示屏中显示实际数值。
当液箱内乳化液浓度不在标准范围内时,系统自动进行修正。
(2)恒压供液:
控制装置自动采集系统压力,通过变频器对泵组进行调速,实现闭环控制,始终将压力保持在恒压状态。
当工作面不需要大流量时,泵组在保证电机散热与柱塞泵润滑的前提下维持在一个较低转速,3分钟内无变化时自动转为待机监控状态。
当工作面系统压力低于26Mpa时,泵组迅速切换回恒压供液状态。
当工作面因特殊原因需要大量用液时,未工作泵组会自动起动进行压力补偿,当系统压力满足后该泵组自动停止。
经过以上变频方案驱动泵组,卸载阀几乎不再工作,乳化液温度也不再像传统泵站那样超高而加速液压系统的损坏,同时节能效果显著。
(3)自动反冲洗:
能在不影响泵站正常工作的情况下,在线定时自动反冲洗。
(4)自动调平,网络控制。
2、研究目标
实现远程供液,独立的配液站能够对乳化液质量提供集中管理。
加装流量计对实际用液量进行监控,能够随时对设备的工作状态进行评估,填补了这一管理区域的空白。
将控制方式延伸为就地控制、远程控制、网络控制三种方式,所有泵站数据及运行状态能够通过网络进行上传,实现无人值守,达到了无人即是安全的理想目标。
3、主要技术关键
⑴、自动检查油箱油位高度;
⑵、在线检测乳化液浓度,自动校正乳化液浓度;
⑶、变频恒压控制功能,能够根据系统压力控制泵组转速,始终将系统压力保持在恒压状态;
⑷、泵组自动切换,一台泵达不到要求时,2分钟后自动开启另一台泵。
4、主要技术经济指标
对泵组的诸多保护如爆管保护、吸空保护、电动机绕组温度保护、轴承温度保护、润滑油油温保护、油位保护、油压保护、蓄能器压力检测等功能,提高了设备的安全系数,为泵站的可靠工作提供了有力的保障。
安全泄压、声光报警、全程数据显示等功能,对即时排查设备隐患,保障人身安全起到了重要的作用。
三、达到的技术水平,经济、社会效益及推广应用的前景
1、达到的技术水平
同行先进
2、经济效益
经过变频控制装置驱动泵组实现恒压供液控制,根据工作面用液量需要多少供给多少,安全可靠响应速度快,极大减少了泵组的无用功损耗。
跟传统泵站比较,经现场记录数据计算节约电能至少35%以上。
以500泵站为例,泵组配套315kw电机,则每小时至少节电110度,若每天工作20小时,则每天节电2200度。
按每年工作300天算,则每套泵站每年至少节电66万度,节能效果显著。
3、社会效益
该系统具备吸液、回液过滤器在线自动反冲洗等功能,有相关泵组的吸空保护、油温保护、油压保护、油位保护、电机绕组温度保护、电机轴承温度保护、爆管保护、自动调平、安全泄压、提高设备与人身安全保障系数。
降低工人劳动强度减少事故影响时间,保证矿井正常生产。
4、推广应用的前景
实现远程供液,独立的配液站能够对乳化液质量提供集中管理。
加装流量计对实际用液量进行监控,能够随时对设备的工作状态进行评估,填补了这一管理区域的空白。
将控制方式延伸为就地控制、远程控制、网络控制三种方式,所有泵站数据及运行状态能够通过网络进行上传,实现无人值守,达到了无人即是安全的理想目标。
四、采用的研究、试验方法和技术路线(包括工艺流程)
资料的收集分析、调研分析—编制项目技术方案—设备的购买—现场安装—现场培训—形成技术工作总结
五、现有技术基础及条件
回采队组集中使用
六、地点、试验规模和进度安排
(1)2018.02收集资料
(2)2018.03做设计方案
(3)2018.04编制技术规范书并审批
(4)2018.05挂网招标,机电科联系中标单位签技术协议及合同。
(5)2018.06督促设备制作
(6)2018.07设备设备回矿
(7)2018.08设备安装调试现场培训
(8)2018.09技术总结
(9)2018.10验收
七、承担单位和主要协作单位及分工
1、承担单位:
山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤矿主要完成工作面现场试验。
2、协作单位:
霍煤鑫钜公司及时解决设备运行期间存在的问题。
8.项目研究人员名单
内容
姓名
性别
单位
职称
备注
项目
负责人
张士民
男
三交河矿
高级工程师
项目规划
杨慧斌
男
三交河矿
高级工程师
项目规划
项目
主要
参与
人员
孔耀滨
男
三交河矿
工程师
方案设计
冀连甫
男
三交河矿
工程师
方案设计
郝存
男
三交河矿
工程师
方案设计
郭晓君
男
三交河矿
助理工程师
方案设计
牛国兴
男
三交河矿
助理工程师
项目现场实施管理
和国福
男
三交河矿
助理工程师
项目现场实施管理
王国瑞
男
三交河矿
工程师
项目现场实施管理
范锁钢
男
三交河矿
助理工程师
项目现场实施管理
晋煜杰
男
三交河矿
工程师
项目实施
秦志军
男
三交河矿
助理工程师
项目实施
陈夏明
男
三交河矿
助理工程师
项目实施
仝永泽
男
三交河矿
助理工程师
项目实施
王菲
女
三交河矿
助理工程师
项目实施
九、项目用到的及需要增添的主要设备、仪器、材料
1、项目用到的主要设备、仪器、材料
2、需要添置的主要设备:
主要设备名称
型号
数量
备注
乳化液泵组
3台
矿用隔爆兼本安型调速控制装置
1套
自动配液箱
1台
自动补液箱
1台
自动反冲系统
1套
便携式供油泵一台
1台
十、经费总概算
费用名称
项目资金总额(万元)
其中:
奖补资金金额(万元)
经
费
总
概
算
研发人员薪酬费
15
材料、燃料和动力费
6
仪器、设备和租赁费
250
研究开发委外费
0
其他
0
合计
261
备注:
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 乳化 制动 配比 技术研究 应用