乳化液在煤礦中的應(yīng)用

乳化液在煤礦中的應(yīng)用

0乳化液的運(yùn)輸主要出現(xiàn)在工藝方面的問題作為一種承受力的機(jī)械傳壓劑，乳液乳液在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用，安全、經(jīng)濟(jì)、粘性和加熱能力等特點(diǎn)。隨著煤炭行業(yè)迅速發(fā)展,綜采工作面高產(chǎn)高效的要求,對(duì)乳化液的數(shù)量和質(zhì)量的要求也隨之增加,由此帶動(dòng)了乳化液配比方法由人工配比逐漸向自動(dòng)化配比方向發(fā)展。但其間也出現(xiàn)了一些問題,主要表現(xiàn)在:乳化液濃度不符合煤礦實(shí)際使用要求;現(xiàn)有乳化液的配制采用“就地”配制的方式,即人工配液的方式,乳化液濃度不能夠保證,并且清潔度差,操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大,不適合煤礦高產(chǎn)高效的要求;從主巷道到工作面,現(xiàn)階段乳化油的運(yùn)輸方式還主要以人工運(yùn)輸為主,這種運(yùn)輸方式不僅需要大量的勞動(dòng)力,并且在運(yùn)輸過程中,不可避免的造成乳化油的浪費(fèi)現(xiàn)象。這些問題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了乳化液在煤礦井下的廣泛應(yīng)用。研制一種把乳化液自動(dòng)配比與乳化液箱功能有機(jī)融為一體,不僅解決煤礦綜采工作面的動(dòng)力源問題,而且還能很好解決乳化油運(yùn)輸問題的多功能乳化液箱是生產(chǎn)上的實(shí)際需要。1關(guān)于多功能乳液箱的研究1.1乳化液實(shí)際工作原理在對(duì)乳化液在煤礦中使用情況了解的基礎(chǔ)上,針對(duì)目前大部分煤礦在乳化液配比方面存在的問題,本文研發(fā)了一套基于PLC控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的全自動(dòng)化的乳化液自動(dòng)配比系統(tǒng),以解決乳化液配制方面存在的問題。濃度自動(dòng)檢測(cè)式多功能乳化液箱從結(jié)構(gòu)上可以分為乳化油輔助輸送泵站、多功能乳化液箱的自動(dòng)配比裝置及儲(chǔ)存裝置、隔爆本安PLC電控裝置、自動(dòng)配比裝置和儲(chǔ)液箱集成。乳化液箱體既是乳化液的儲(chǔ)存室,又是各種液壓元件的安裝基架,它是由鋼板焊接而成,具有足夠的強(qiáng)度和剛度。液箱由三個(gè)室組成,即沉淀室、過濾室、工作室。每室底部都設(shè)有放油塞,更換乳化液時(shí)可將放油塞擰掉放盡液體;在液箱兩側(cè)面和后面設(shè)有清渣蓋,打開此蓋可清除沉淀室內(nèi)的污物,便于清理。液箱的面板上是這樣布置的,上部正中為交替閥,左右兩側(cè)各一高壓過濾器,在面板中上部對(duì)稱裝有兩個(gè)回液接頭,下部左右兩個(gè)吸液截止閥,面板上還設(shè)有顯示液位的液位標(biāo)。其供液過程為:打開吸液截止閥,工作室的乳化液通過吸液軟管至泵的吸液口進(jìn)入乳化液泵,泵排出的高壓乳化液經(jīng)高壓過濾器和交替閥。交替閥上六個(gè)面設(shè)有五個(gè)出口,左右兩端可連接兩高壓過濾器,上出口連接壓力表,下出口為高壓液體去支架的供液口,后面出口連接40L蓄能器。箱體結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示。兩只卸載回液接頭與液箱工作室相通,供泵的卸載回液直接進(jìn)入工作室上方。這樣,當(dāng)卸載閥需要修理時(shí),取下卸載回液軟管后箱內(nèi)的液體不會(huì)漏出(只有管內(nèi)少量殘留的液體流出)。本液箱的吸液截止閥、高壓過濾器、回液接頭均設(shè)置為左右對(duì)稱布置,可一套工作,另一套備用。1.2乳化液輸送及加油濃度自動(dòng)檢測(cè)式多功能乳化液箱以PLC為控制核心,以乳化液自動(dòng)配比裝置和遠(yuǎn)距離輸送裝置和加油裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu),以流量傳感器、液位傳感器、濃度變送器為檢測(cè)裝置,來進(jìn)行乳化液的集中自動(dòng)配比,并及時(shí)地把配制達(dá)標(biāo)的乳化液輸送到乳化液箱,滿足各種綜采設(shè)備的使用,液壓原理圖,如圖2所示。濃度自動(dòng)檢測(cè)式多功能乳化液箱有三種工作狀態(tài):手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)狀態(tài)時(shí),乳化液自動(dòng)配比裝置的配比和輸油裝置可以分別單獨(dú)進(jìn)行。首先保證過濾裝置,配比裝置、乳化油箱、乳化液箱出入口的球閥處于打開狀態(tài),使整套輸送裝置管路暢通。通過電控箱上啟動(dòng)面板上的開關(guān)油閥,開關(guān)水閥按鈕來進(jìn)行配液;由于清水流量基本保持不變,所以乳化油的流量增大(或減小)會(huì)使乳化液濃度增大(或減小),因此,一旦濃度不在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)油泵變頻器的轉(zhuǎn)速來控制乳化液的配比濃度。油箱的液位到低液位下面時(shí),系統(tǒng)提醒工作人員加油,只需按動(dòng)“手動(dòng)開輸油泵”按鈕,輔助輸油泵站的電機(jī)就啟動(dòng),輔助輸油泵站開始工作;當(dāng)?shù)竭_(dá)高液位時(shí),輸油電機(jī)就自動(dòng)停止。當(dāng)配比了一定濃度的乳化液,乳化液箱的液位到達(dá)高液位,液位計(jì)高液位報(bào)警,系統(tǒng)自動(dòng)停止配液,開始向工作面輸送乳化液。在乳化液箱液位沒有到達(dá)低液位,而這時(shí)由于特殊需要,需要臨時(shí)配制乳化液,這時(shí)需要啟動(dòng)半自動(dòng)功能。啟動(dòng)半自動(dòng)功能后,系統(tǒng)會(huì)按照設(shè)定的程序進(jìn)行配制,直至到達(dá)高液位,系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉半自動(dòng)狀態(tài)。乳化油在高低液位之間,乳化液到達(dá)低液位下面,系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)配比工作。濃度傳感器負(fù)責(zé)對(duì)配制乳化液進(jìn)行濃度檢測(cè),一旦濃度不在設(shè)定范圍,PLC會(huì)發(fā)出信號(hào)進(jìn)行報(bào)警,系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉自動(dòng)配比狀態(tài),整個(gè)系統(tǒng)停止,此時(shí)可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整濃度,直到濃度合適后再開始自動(dòng)配比狀態(tài)。如此循環(huán)檢測(cè)、比較、控制、調(diào)節(jié),使乳化液濃度穩(wěn)定在給定2%～5%的調(diào)定范圍內(nèi)。遠(yuǎn)距離輸送及加油裝置可以手動(dòng)或自動(dòng)將乳化油工作面乳化液液箱。主要由輸送泵、電動(dòng)機(jī)、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制柜、電磁閥等組成。自動(dòng)工作時(shí),乳化油遠(yuǎn)距離輔助輸送裝置通過乳化液液箱的液位傳感器來檢測(cè)液位高低,繼而通過PLC來控制輸送泵電機(jī)和電磁閥的開關(guān),來達(dá)到控制乳化油輸送的目的。乳化液輸送裝置還可以手動(dòng)控制乳化液輸送的關(guān)停,當(dāng)輸送泵電機(jī)工作時(shí)檢測(cè)到管路壓力超過設(shè)定壓力時(shí)(可方便設(shè)定),不管在手動(dòng),還是自動(dòng)狀態(tài),都能及時(shí)停止輸送,直到問題排除后再進(jìn)行輸送。該系統(tǒng)還可對(duì)乳化液箱和乳化油箱的液位進(jìn)行自動(dòng)控制,有效地避免了油箱和液箱的吸空或乳化液外溢。當(dāng)乳化液達(dá)到高液位時(shí),乳化液箱液位傳感器發(fā)出電信號(hào),PLC接收信號(hào)后使電磁閥失電、柱塞泵停止工作,配比工作停止;當(dāng)乳化液用至低液面時(shí),乳化液箱液位傳感器又發(fā)出電信號(hào),PLC接收信號(hào)后使電磁閥得電、柱塞泵開始工作,配比工作開始,向乳化液箱補(bǔ)充乳化液。當(dāng)乳化油箱乳化油短缺時(shí),乳化油箱液位傳感器就會(huì)發(fā)出信號(hào)給系統(tǒng)并預(yù)警,提醒工作人員加油。2自動(dòng)檢測(cè)式多功能乳化液箱的優(yōu)點(diǎn)本文基于PLC技術(shù),結(jié)合先進(jìn)的傳感器技術(shù),應(yīng)用于煤礦井下大型乳化液箱,研制出集配制