乳化液自動(dòng)配比裝置與系統(tǒng)

作者：智宏科信 2021-08-31 14:58 來源：能源科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)平臺乳化液配比裝置系統(tǒng)

　　導(dǎo)語

　　隨著綜采自動(dòng)化程度的提高，乳化液自動(dòng)配比成為自動(dòng)化和智能化工作面必備的子系統(tǒng)之一。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《乳化液自動(dòng)配比裝置與系統(tǒng)》，應(yīng)用反滲透膜水處理技術(shù)與裝置進(jìn)行井下水處理，通過比例閥控制的乳化液自動(dòng)配比裝置進(jìn)行乳化液自動(dòng)配比，通過系統(tǒng)監(jiān)測傳感和軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配比無人值守。應(yīng)用該系統(tǒng)配比出的乳化液濃度精度高，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，應(yīng)用效果良好。

　　一、系統(tǒng)概述

　　因井下水質(zhì)差，人工配比出來的乳化液精度低，影響液壓設(shè)備性能，通過在井下安裝水處理裝置與乳化液自動(dòng)配比一體化裝置，建設(shè)乳化液集中供液站，將配比好的乳化液輸送到各個(gè)工作面，有效地保護(hù)綜采支架各元件，提高其使用壽命。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地面調(diào)度室遠(yuǎn)程控制，已在礦井下穩(wěn)定運(yùn)行，取得了良好效果。

　　乳化液是煤礦液壓設(shè)備的傳動(dòng)介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起血液作用，乳化液濃度過高或過低都不利于設(shè)備性能的發(fā)揮。井下水質(zhì)較差，具有較強(qiáng)堿性，配比出來的乳化液對綜采支架元件腐蝕較大，支架經(jīng)常出現(xiàn)串漏液現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)。為此，結(jié)合工作面需液要求，建設(shè)乳化液集中配比供液站。該系統(tǒng)應(yīng)用反滲透膜水處理技術(shù)設(shè)計(jì)了井下水處理裝置，通過比例閥控制的乳化液自動(dòng)配比裝置，配比出的乳化液濃度精度高，符合要求，保證綜采支架的正常使用。

　　二、工藝方案

　　乳化液集中配比供液站主要由水處理系統(tǒng)(粗過濾、纖維過濾、保安過濾、反滲透共四級過濾)、乳化液自動(dòng)配比系統(tǒng)、乳化液輸送系統(tǒng)、遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)等組成，見圖1。各系統(tǒng)由相應(yīng)的設(shè)備或裝置組成，見圖2。該系統(tǒng)中，礦井水(以下統(tǒng)稱原水)通過處理后成為符合要求的純凈水。乳化油經(jīng)投加裝置與純凈水配比成為符合要求的乳化液，并進(jìn)入乳化液箱，由增壓泵打壓至采區(qū)泵站水箱，供各個(gè)工作面使用。

　　三、使用環(huán)境條件

　　環(huán)境溫度與濕度：工作環(huán)境溫度不超過+40ºC，并且24小時(shí)內(nèi)的平均溫度不超過+35ºC，最低環(huán)境溫度不得低于-5ºC。相對濕度在最高溫度為+40ºC時(shí)不超過50%，在較低溫度時(shí)，允許有較高的相對濕度(如在20ºC時(shí)為90%)。

　　空氣質(zhì)量：不含有過量的塵埃、酸、堿腐蝕性及爆炸性微粒和氣體。

　　海拔高度：海拔高度不超過2000米。

　　振動(dòng)：安裝地基處允許的振動(dòng)條件：振動(dòng)頻率范圍10-150Hz，最大振動(dòng)加速度不應(yīng)超過5m2/s。

　　電網(wǎng)質(zhì)量：電壓波形應(yīng)為正弦波，只要實(shí)際電壓的瞬時(shí)值與基波電壓相對的瞬時(shí)值最大偏差不大于基波電壓的10%，即認(rèn)為電壓波形為正弦波。頻率波動(dòng)不超過額定值的±2%。

　　四、設(shè)計(jì)依據(jù)及原則

　　1.《煤礦安全規(guī)程》(2012版)。

　　2.《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50070-94)。

　　3.現(xiàn)行國家電工委員會及其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　4.進(jìn)口電氣設(shè)備遵守國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)。

　　5.電控系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)符合行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠、故障率低、維護(hù)方便等特點(diǎn)。

　　6.所用的相關(guān)控制及顯示設(shè)備、傳感器、纜線等設(shè)備、材料，“三證”齊全、符合《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定。

　　7.井下控制主機(jī)具有觸摸屏顯示，顯示各個(gè)閥門、泵組運(yùn)行狀態(tài)，本機(jī)顯示各個(gè)泵組的相關(guān)模擬量參數(shù)。報(bào)警信息有文字、語言。

　　8.系統(tǒng)具有以太網(wǎng)接口、RS485接口。

　　五、系統(tǒng)組成

　　KXJ127(A)型隔爆兼本安型PLC可編程控制箱、壓力傳感器、液位傳感器、濃度傳感器、電磁閥、語音告警裝置等組成。

　　六、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1.支持多路、多種通訊協(xié)議，例如modbus TCP、RTU等，方便數(shù)據(jù)上傳;

　　2.顯示界面采用10.2寸本安觸摸屏，用戶可直接觸摸;

　　3.采用本安PLC為控制核心，外圍本安傳感器可直接接入;

　　4.結(jié)構(gòu)合理緊湊，體積小，功能強(qiáng)。

　　七、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

　　1.數(shù)據(jù)采集功能。實(shí)時(shí)液箱液位，油箱油位、油溫、乳化液濃度、電磁閥、電動(dòng)閥狀態(tài)。

　　2.控制功能。濃度檢測范圍：1%~7%。

　　3.全自動(dòng)閉環(huán)控制。自動(dòng)調(diào)整配比濃度，無需人工調(diào)整。配液精度：±0.5%(V/L);具有時(shí)間自動(dòng)沖洗，濾芯提醒功能。

　　4.具有乳化油油位保護(hù)。乳化油油位不足時(shí)禁止啟動(dòng)自動(dòng)配比，能實(shí)現(xiàn)提示加乳化油。用戶將抽油管投入乳化油桶后，能實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)抽取油桶內(nèi)的乳化油，然后輸送到乳化油箱儲存起來，到達(dá)設(shè)定油位后停止抽油。

　　5.配比濃度可調(diào)?？筛鶕?jù)濃度反饋信號,精確控制配比到設(shè)定濃度。

　　6.配液過程全自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守;具有聲光報(bào)警功能，能實(shí)時(shí)采集配液箱液位、乳化油箱油位、工作面液箱液位、純水箱液位(供乳化液配比用水)等液位傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和液位異常報(bào)警信息，可設(shè)置報(bào)警值，監(jiān)測參數(shù)超限。故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警功能。

　　八、本安觸摸屏畫面

　　1.主界面

　　顯示如下：乳化液濃度、管道泵壓力、液箱液位、油罐液位、乳化液壓力、粗過濾進(jìn)口壓力值，粗過濾出口壓力、管道泵狀態(tài)、水處理閥門狀態(tài)、遠(yuǎn)程液箱液位、遠(yuǎn)程液箱閥門狀態(tài)。