國內(nèi)外乳化液泵站的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1、WoR格式國內(nèi)外乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢概述泵是伴跟著產(chǎn)業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來的。19世紀時，國外已有了比較完整的泵的型式和品種，并得到了廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，在1880年左右，一般用途的離心泵產(chǎn)量占整產(chǎn)量的90%以上，而動力裝置用泵、化工泵、礦山用泵等特殊用途的泵，僅占整個泵產(chǎn)量 的10%左右。到1960年，一般用途的泵只占 45%而特殊用途的泵已占55%D據(jù)目前發(fā)展趨勢，特殊用途的泵，會比一般用途的泵所占比例還要進步。早在20世紀初，潛水污水泵由美國首先研制成功，用它來代替深井泵。隨后，西歐各國也接踵進行研制，并且不 斷加以改進，逐步完善。如德國的萊茵褐煤礦，使用各種 潛水污水泵2500多臺，容

2、量最高的達 1600kW 揚程410m我國的潛水污水泵是 20世紀60年代，發(fā)展起來的，其中功課面潛水電泵在南方早已用于農(nóng)田的澆灌， 且中小容量的潛水電泵已形成系列，并批量投入了出產(chǎn)。容量高電壓的潛水電泵、 潛水電念頭也接踵面世，5001200kw的大型潛水電泵均已在礦山投入運行。通常 把用來抽吸液體、輸送液體和使液體增加壓力的機器統(tǒng)稱為泵。從能量觀點來說， 泵是一種轉(zhuǎn)換能量的機器，它把原念頭的機械能轉(zhuǎn)化為被輸送液體的能量，使液體 的流速和壓力增加。泵一般是用來將液體從地勢較低的地方抽吸上來，沿管路輸送 到地勢較高的地方去。例如，我們?nèi)粘Ｒ姷降?，用泵把河流，池塘中的水抽上來?農(nóng)田里澆灌；又如

3、把地下深井里的水抽吸上來并送到水塔上去等。因為液體經(jīng)由泵 后壓力可以進步，所以泵的作用也可以用來將液體從壓力較低的容器中抽吸出來， 并克服沿途的阻力輸送到壓力較高的容器中或其他需要的地方，例如，鍋爐給水泵 從低壓水箱中抽吸水往壓力較高的鍋爐汽包內(nèi)給水。泵的機能范圍很廣，巨型的泵 流量可大達幾十萬in / h以上；而微型的泵流量則在幾十mLZ h以下。其壓力可從常壓一直高達1000MPa以上。它輸送液體的溫度最低可到200° C以下，最高可達800° C以上。泵輸送液體的種類良多，它可以輸送水（凈水、污水等）、油液、酸堿液、乳化液、懸浮液和液態(tài)金屬等。國內(nèi)外礦用礦用乳化液泵礦

4、用乳化液泵站是煤礦井下現(xiàn)代化高產(chǎn)高效綜采工作 面的關鍵設備之一，是保證綜采工作面安全可靠運行的重要動力單元。近三十年來， 國內(nèi)的乳化液泵站的設計和制造技術取得了巨大的進步，主要技術參數(shù)得到了很大 的提高。同時國內(nèi)的大型煤礦也引進了眾多廠家的乳化液泵站系統(tǒng)，使得我們對于 國外的乳化液泵站技術有了較為全面的了解。國外廠家采用新材料、新工藝制造乳 化液泵的關鍵部件，延長了整機的大修周期，提高了使用壽命。泵站采用電子監(jiān)控 手段實現(xiàn)了多泵成組自動化運行，提高了泵站系統(tǒng)的可靠性。這些新的思路對于我 們開發(fā)研制高質(zhì)量的礦用乳化液泵站具有很好的啟示和借鑒作用。1國內(nèi)礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1. 1國內(nèi)礦

5、用乳化液泵站的組成國內(nèi)礦用乳化液泵站由兩臺泵或三臺泵組成。采用一臺使用一臺備用或兩臺使用一 臺備用的模式運行，通過手動操作隔爆電磁啟動器完成乳化液泵的開停。乳化液泵 上安裝有安全閥和液控的機械卸載閥，根據(jù)工作面對乳化液的需要實現(xiàn)乳化液泵壓 力的自動調(diào)整。根據(jù)泵的流量大小配置一臺或兩臺乳化液箱。液箱上安裝有高壓過 濾器、交替閥和蓄能器，以完成兩臺乳化液泵高壓液體的過濾和供液回路的自動切 換。通過使用浮球閥控制進水管的通斷，并利用文丘里管的射吸原理來完成乳化油 和水的自動混臺.1. 2國內(nèi)乳化液泵的技術現(xiàn)狀國內(nèi)乳化液泵的生產(chǎn)單位廠家以無錫煤機，南京六合。浙江中煤等幾家為代表，產(chǎn)品結(jié)構大同小異。目前

6、的流量系列有80、125、160、200、250、315、400、450、500、550等。流量乳化液泵大多采用臥式五柱塞結(jié)構，下面以使用較廣泛的400泵為例，介紹國產(chǎn)乳化液泵的主要特點。該型泵額定壓力31. 5MPa額定流量400升/分，臥式三柱塞結(jié)構?？傮w上可分為動力端和液力端兩大部分。動力端部分主要由箱體、曲軸、連桿滑塊和減 速齒輪箱等組成。箱體采用高強度鑄鐵整體箱型結(jié)構，箱內(nèi)存有潤滑油對運動部件實現(xiàn)飛濺潤滑。曲軸采用兩端支承方式。液力端主要由柱塞、缸套組件和泵頭組件等組成。采用分體式泵頭，泵頭 體為整體鋼鍛件，內(nèi)有吸液閥、排液閥和排液孔，排液管將各泵頭排液孔匯流孔連接起來。排液管 側(cè)裝

7、有安全閥，另一側(cè)裝有卸載閥。大功率的乳化液泵設有水冷的強制壓力潤滑系 統(tǒng)，主：要運來潤滑曲軸連桿的滑動軸承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的 進液端還配有皮帶驅(qū)動的增壓泵以防止吸液腔產(chǎn)生的氣蝕。1. 3國內(nèi)礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢國產(chǎn)礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢是在基本保持兩泵一箱配置的基礎上，通過增大單 臺乳化液泵的流量來提高泵站系統(tǒng)的流量。近年來有部分廠家和高校在研制泵站的 保護系統(tǒng)，取得了一些技術成果，但功能還很不完善，目前都還沒有推廣應用。在 新材料的使用上，國內(nèi)已有廠家在嘗試使用陶瓷材料制造柱塞。在吸排液閥的結(jié)構 型式上，也有廠家采用平面密封的片式閥結(jié)構。2國外礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)

8、展趨勢2. 1國外礦用乳化液泵站的組成國外的的礦用乳化液泵站一般由四臺泵成，三臺使用一臺備用。配備完善的電控系 統(tǒng)可根據(jù)工作面的需要可實現(xiàn)一臺泵到三臺泵同時供液，滿足綜采工作面對乳化液 流量大范圍變化的需求，增加了整個系統(tǒng)的工作可靠性。根據(jù)單泵流量大小配置一 臺或兩臺乳化液箱。裝有過濾器和蓄能器的供回液小車完成對液體的過濾和穩(wěn)壓。 電控系統(tǒng)為集散式控制，可實現(xiàn)自動和手動兩種模式運行。一臺總控箱負責完成對 整套泵站的監(jiān)控和參數(shù)設定，并向地面遠程通訊；乳化液泵和乳化液箱各有一臺分 控箱負責監(jiān)控本臺設備并將本地參數(shù)傳送到總控箱。整套電控系統(tǒng)的功能有：乳化 液泵潤滑油位、油溫、油壓的檢測保護；電磁卸載

9、閥的自動控制；乳化液箱自動補 液、配比和乳化油箱的油位保護；每臺控制箱都可顯示系統(tǒng)參數(shù)。2. 2國外乳化液泵的技術現(xiàn)狀國內(nèi)大型煤礦進口的乳化液泵主要來自英國雷波、德國卡馬特和豪辛柯三家公司， 這些產(chǎn)品他們代表了世界上礦用乳化液泵設計制造的水平和發(fā)展方向。進口乳化液 泵全部采用臥式三柱塞結(jié)構。由于設計理念的不同，他們的設計重點從提高產(chǎn)品的 安全性，可靠性人手，盡量采用先進的電子技術為泵站提供種類齊全的監(jiān)控保護功 能，進少了人為的誤操作，為高產(chǎn)高效綜采機械化工作面中央集中控制打下了基礎。 下面介紹國內(nèi)引進量較大的英國雷波公司$300型乳化液泵的結(jié)構特征。該泵額定壓力37 . 5MPa額定流量315

10、升，分，臥式三柱塞結(jié)構。傳動箱體為分箱結(jié)構，便 于曲軸的安裝調(diào)整并易于實現(xiàn)多點支承。曲軸由兩支承支撐變?yōu)樗闹С?，增加了?軸的剛性，提高曲軸的工作穩(wěn)定性。采用了多點潤滑回路環(huán)路改善了傳動部件的 工作條件。泵頭組件由泵頭體、缸套、吸排液閥等元件組成。泵頭體為整體鍛件， 強度高，內(nèi)部密封圈少，維修方便。缸套內(nèi)使用多個小彈簧壓緊盤根密封，壓緊力 均衡，密封可靠，壽命長。柱塞采用陶瓷材料，密度較小并且耐磨、防銹、有效延 長了使用壽命。潤滑油的冷卻采用強制風冷和水冷方式，冷卻效果良好，滿載平衡 溫度不高于5OC。通過聯(lián)軸器上的風扇和機座殼體的作用，形成離心風機，實現(xiàn) 強制風冷；同時設置獨立的冷卻器對壓力

11、潤滑油進行冷卻。乳化液泵的卸載采用電 控外卸載方式，由控制系統(tǒng)根據(jù)設定壓力自動控制卸載和加載。監(jiān)控系統(tǒng)設有壓力、 溫度、液位等傳感器，實時監(jiān)控泵站系統(tǒng)的運行狀態(tài)并在參數(shù)異常時自動停機。2. 3國外礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢國外礦用乳化液泵站的發(fā)展思路是通過增加乳化液泵的數(shù)量來滿足礦井對泵站流 量的要求，即三臺或四臺乳化液泵與一臺或兩臺液箱配套使用，最大可由三臺乳化 液泵同時向工作面供液。目前國內(nèi)引進的乳化液單泵最大流量為430升，分，供給綜采工作面的最大流量可達到為1"290升/分，足以滿足大部分長斷面大采高綜采面的需求。通過電控系統(tǒng)來實現(xiàn)礦用乳化液泵站系統(tǒng)的自動有序運行，提高了系統(tǒng)

12、的靈活性和可靠性。主要的發(fā)展趨勢是：采用吸排液閥同側(cè)布置，提高乳化液泵的 可維護性；大量使用不銹鋼和陶瓷材料，提高整機的可靠性和使用壽命；使用更多 的傳感器，完善系統(tǒng)的監(jiān)控，從而提高了設備的自動化程度；采用帶有圖形界面的 顯示器，更加直觀方便，提供了更加友好的人機交互環(huán)境。3國內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要參數(shù)對比為了便于對比國內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要差別，以流量為315升/分的機型為例，表1中列出了國內(nèi)外主要型號乳化液泵的參數(shù)，表2列出了國內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要特征。型號額定材料柱塞柱塞柱;塞曲軸輸入生產(chǎn)廠家I-I壓行直徑數(shù)轉(zhuǎn)功率S30037 5 陶瓷 6(力程目速)623602225英國雷y波

13、K25O5O33.5 陶瓷100553450200德國卡馬特hEH一 3K20035.7PRB931.5 鋼 7648鋼 9853315498200490200德國平頂山煤機豪辛柯廠GRB315/31.531.5 鋼 66455650200 無錫煤機廠BRW315/3I.531.5 鋼 60505532200 南京六合煤機表1國內(nèi)外乳化液泵參數(shù)從表1中可以看出，國外乳化液泵全部采用三柱塞結(jié)構，額定壓力較高，普遍采用了陶瓷材料制造柱塞；而國產(chǎn)乳化液泵全部采用了五柱塞結(jié)構，柱塞材料以鋼為基礎，經(jīng)過表面處理制造而成，反應出了國內(nèi)外在材料和加工工藝方面的差別。表2中顯示了國內(nèi)外乳化液泵泵站組成及控制方

14、式的不同。得益于電子控制方式的應用，選用相同流量的 單泵，國外的泵站可以提供更大的流量，能更好的兼顧工作面的流量需求和泵站的可靠 性要求。II' 1L - SIwMwWWBW>BIWWWWWlwSWIWWWBgrW型號泵站型式電子監(jiān)S300四泵一箱有機監(jiān)控卸載方式大修周期生產(chǎn)廠家 電卸載 3年英國雷波OoUU四泵J丿箱有機K25050四泵一箱有1電卸載311英國雷波機 由卸載 3 年德玉-瑪特K25050四泵J 片箱有EHP-3K200 四泵一3機電卸載3 年德玉、瑪特箱有機械卸載3年德國豪辛柯PRB9兩泵箱無機械卸載 2年平頂山煤機廠GRB315/31.5兩泵一箱無機械卸載 2

15、年無錫煤機廠BRW3I5/31.5兩泵一箱無機械卸載2年南京六合煤機表2國內(nèi)外礦用乳化液泵站特征5結(jié)語我國的礦用乳化液泵站制造水品與國外的差距是客觀存在的，我們應該充分利用后發(fā)優(yōu) 勢，從高起點人手，消化吸收國外的先進技術，盡快縮短同世界先進國家在礦用礦用乳 化液泵站制造水上的差距。同時借助于國內(nèi)煤礦快速發(fā)展的需求，利用近幾年來國內(nèi)礦 用電氣發(fā)展的成果，結(jié)合我國實際國情，研制出具有世界先進水平的礦用乳化液泵站系 統(tǒng)，為實現(xiàn)我國高產(chǎn)高效長距離綜工作面集中控制打下堅實的基礎。國產(chǎn)高性能礦用乳 化液泵站的開發(fā)思路為使我國礦用乳化液泵站設計制造水平上一個新的臺階，利用國內(nèi) 引進先進設備的良好機遇，對國外的先進產(chǎn)品進行消化吸收，縮短差距。通過在使用現(xiàn) 場跟蹤使用情況，維修現(xiàn)場了解維護情況，收集有用的資料。特別是利用維修機會對乳 化液泵的關鍵元部件，如曲軸，滑塊，柱塞，吸排液閥等進行材料分析，尺寸測繪，逐 步實現(xiàn)國產(chǎn)化。在關鍵元部件試驗成功后，就可以比較容易地完成整機的國產(chǎn)化。在此 基礎上結(jié)合煤礦實際使用要求，設計出具有自己特色的先進礦用乳化液泵站系統(tǒng)。礦用 乳化液泵站只有實現(xiàn)自動化監(jiān)控，才能大幅提高產(chǎn)品的可靠性和附加值。電控系統(tǒng)的設 計要堅持高起點、多功能、高可靠性的原則，盡量選用