乳化液自动配比及运输系统在煤矿上应用

高伟

摘要：乳化液是煤矿液压系统的动力源，在液压系统中起血液作用。其浓度是保证液压设备正常工作的重要因素。现在的乳化液配制，大多数人为来完成，其精度不高，效率低，很难保证支护设备的质量和生产要求。该方案克服了矿井水浊度高，金属含量高、硬度大等问题，由地面集中配比、集中运输，避免浪费，提高生产效率。保障生产正常运行。

关键词：自动配比;无重力输送;集中控制

一、系统组成

本乳化液自动配比及输送系统主要有四部分组成：自动供水、自动配比供油部分、两个井下缓冲输送部分，在机房配电所设有集中控制的上位机。该系统从产水车间取淡水源，由离心泵作为动力驱动送达机房，经过乳化液自动配比系统调制，将配置好的乳化液储存于乳化液罐。根据重力原理将配置好的乳化液无动力的送到各个工作面缓冲液罐，自然卸压之后送至井下各个工作面乳化液泵站。系统控制借助于工业环网，由国内先进的西门子PLC控制完成。

1#分站：主要设备有：PLC控制箱一组、离心泵两台、电动阀门两台、压力传感器一只。

PLC控制箱主要用于采集该分站的现场信号和接受来自集控室的指令，实现离心泵和电动阀门的控制。主要控制方式有手动、自动、远程、就地和集控五种方式。离心泵及电动阀门都是一用一备，一台在线使用，另一组检修备用，保证集中供液系统的稳定运行。

2#分站：主要设备有：PLC控制箱一组、齿轮油泵一台，乳化油油箱一组配比器两组，电动阀门四台、乳化液箱两组，超声波液位计一只，沉入式液位计一只，超声波流量计两台，压力传感器一只，开关量液位计两只。

PLC控制箱主要用于采集该分站的现场信号和接受来自集控室的指令，实现齿轮油泵和电动阀门的控制。主要控制方式有手动、自动、远程、就地、和集控五种方式。自动配比系统由两组配比器和电动阀门及冲洗阀门组成。配比阀是一用一备，一台在线使用，另一组检修备用。该站作为整个系统的核心部分，不仅要实现该分站的自动控制，还要与1#分站实现连锁自动控制。乳化液油箱可容纳5立方的乳化油，乳化液箱可容纳16立方的乳化液。两组油箱的容量可保证整个配比系统的正常运行和井下乳化液的正常供给。

3#分站主要设备有：矿用兼本安型PLC控制箱一台、本安型压力传感器一只，矿用本安型液位传感器一只、矿用隔爆型电动球阀两台、矿用本安型电磁流量计一台，乳化液缓冲箱两组。

PLC控制箱通过检测缓冲液箱的液位情况控制液箱前后电动球阀的启停，完成缓冲液箱的自动供液与自动补液。

4#分站主要设备有：矿用兼本安型PLC控制箱一台、本安型压力传感器一只，矿用本安型液位传感器一只、矿用隔爆型电动球阀两台、矿用本安型电磁流量计一台，乳化液缓冲箱四组。缓冲液箱内的乳化液通过涂塑钢管输送至各工作面集控室：机房电控室。主要设备有，工控机一台。

上位机采用wincc6.0通过矿工业环网实现四个分站的远程监测和控制。并纳入自动化信息平台，将数据及时上传到矿方自动化平台上，实现信息共享。

二、系统控制原理

系统通过两台不锈钢立式多级离心泵抽取电厂纯净水池的纯水，离心泵前设置有电动球阀，泵后设置有止回阀和水表，抽水时泵先启动，随后泵前阀门打开开始抽取水，停止抽水时先关闭阀门后停泵，防止因为泵内水倒流导致下次启动不上水。

经离心泵抽取的纯水通过1200米的DN100涂塑钢管将水流输送到乳化液配比车间，在管路上布置了水表、节流阀、流量传感器、压力传感器，用于水流的控制及检测，并添加了Y型过滤器以防管路中残存的杂质进入配比模块对配比设备造成损害。

配比模块为并联的三个支路，共用相同的进出水/液总管，首次使用或设备调试时开启纯水支路，此时水流不通过配比器。正常配液时可以根据实际要求交替或同时开启1#2#配比器，配比器配液时纯水通过进水口进入配比器，带动配比器内活塞上下运动，将乳化油从乳化油箱提升到配比器内部完成配比稀释，通过调整配比器活塞的冲程可以调节配比浓度，在配比器上有调节螺母和标尺，实际使用中将螺母调整到3-5%之间（3.5%）

供油设备为齿轮油泵，油泵前设置一台100u滤油器，泵后设置一台25u精密滤油器，以保证油箱中乳化油的洁净度，防止杂质过多的乳化油对配比器产生不良影响，降低配比器使用寿命。

经过配比的乳化液储存在两台并联8 m3乳化液罐中，通过电控球阀控制乳化液向井下的输送。

三、系统的优点

1、实现乳化液的集中配置，集中输送。减少运送过程原料的损失。

2、依靠重力作用，无需动力作用方式输送，减少乳化油输送过程中的人力物力。

3、维修维护方便。核心自动配比设备放置在地面上，方便巡检维护以及检修。缩短故障处理的时间。

4、减人提效。系统投入使用后，每个工作面每班减去两名岗位工。

参考文献：

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