液压控制在选煤厂应用的春天必将迅速到来
发布时间:2013-08-17
作者: 贾瑛
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                                      ——山东青岛选煤技术交流会发言稿

各位领导,各位来宾:大家好!

我是山西高行液压股份有限公司选煤事业部经理贾瑛。

山西高行液压股份有限公司1994年成立,是山西省科技厅命名的高新技术企业,也是“太原理工大学”、“兰州理工大学”的“流体动力学实验基地”。产品主要涉及煤矿、冶金、石化、工程机械、新能源环保等大型非标液压装备。我们选煤事业部主要负责选煤厂各种阀门液压控制系统的研发和销售。

今天向各位领导和专家推荐两个选煤厂液压改造项目:第一个是“跳汰机风门、水门和排料轮的全液压控制改造”;第二个是“磁选机溢流槽液位闭环自动控制改造”。并借此机会向各位汇报一下液压控制系统在选煤厂推广的一些设想。

一、向选煤厂推荐的两个液压改造项目

推荐项目一:跳汰机风门、水门和排料轮的全液压控制改造。

这个项目就是对跳汰机全部风门、水门、排料轮实施全液压改造,真正做到岗位操作的方便、快捷、可靠,从而稳定产品质量,提高洗选效率和精煤回收率。

有关“跳汰机”应用液压技术开发新设备的例子很多:

如:德国Batac型跳汰机,用液压闸门来控制排料,有的用液压缸调节筛板倾角控制排料。采金船上采用的全液压圆形跳汰机,它的冲程曲线规则有序,频率和冲程大小可调;它能高频率小功率和低频率大振幅能量输出;它充分体现了“交流液压”的特有机械性能。

近几年,已经国产化批量生产的“TDY型液压动筛跳汰机”,全液压跳汰机,它耗水耗电少,自动化程度高,故障率低,充分显示了液压控制的优势。

根据我们对多个跳汰选煤厂生产运行工况的跟踪调研,发现不管跳汰面积大小,还是不同生产厂商的产品结构,比较普遍的共性问题是各个空气室的小风门、小水门甚至总风门、总水门都锈蚀严重,安装位置低,操作十分不便,有的拧不动,即使能操作也费时费力,如果是铸铁闸门的暗丝杠结构,阀门开度无法直接看到。而小风门用蝶阀较多,由于跳汰机震动较大,蝶阀开度无法保证,角度插销十分不便。操作上的不便使跳汰机适应入洗原煤煤质波动的能力大打折扣,由此造成产品质量不稳定、洗选效率下降,经济损失显而易见。

1999年,在厂领导的大力支持下,我公司对镇城底选煤厂跳汰机的风门、水门进行了全液控改造。用手动液压换向阀控制,配合不锈钢耐磨闸门,开度可见,不弯腰、不费劲,司机轻轻一搬就能操作,得心应手,深受领导和跳汰司机欢迎,大大改善了操作条件。在顺畅的规范操作下,产品数质量指标明显改善,取得了良好的经济效益。

改造分二步进行。

第一步:测绘定位,确定控制方案。

现场工况考察测绘闸门型号,管径及排料机构安装特征。油路路径,液压站机位,手动、电控操作模式征求用户意见,确定控制阀或电控箱固定位置,既要兼顾视线,方便操作,又不能妨碍其他设备的检修路径。

液压站装有AB两套油泵机组,互为热备用,电机发生故障自动切换。液压站压力可调,电磁溢流阀卸荷节能设计,执行机构不动作,电机空负荷运转待命。每班启、停一次,延长设备寿命。油温自动控制,高温自动风冷,低温自动加热。排料机构是扇形板的用油缸控制,排料轮用液压马达拖动。

排料机构可以实施自动闭环控制,床层传感器信号通过PLC电柜对排料轮液压马达无级调速,实现动态床层跟踪。用伺服智能油缸控制扇形板,油缸内高精度直线位移传感器能提供标准电流或电压模拟信号,对扇形板开度同样能实现动态跟踪。

第二步:安装调试,边施工边投运。

改造施工利用生产间隙,边生产、边安装,边调试,边投运。甲方负责设备就位、安装、管路敷设,新旧闸门更换,电源敷设。乙方派工程技术人员现场指导。油路选用高压镀锌无缝钢管,两头用高压油路胶管过渡联通,胶管敷设到闸门位置。液压系统在带负荷以前,空载打压试验,换一台闸门,接一台油缸,经试压合格后,当时就可以立即投入运行。施工周期随现场工况和新旧闸门更换速度而定。当液压站就位,电源接通,油路敷设完成并打压试验后,利用生产停车间隙,就能完成安装改造任务,不需要专门提供停车时间。

推荐项目二:磁选机溢流槽液位闭环自动控制改造。

磁选机承担着重介粉的捕捉回收任务,只有尾矿溢流槽保持高液位作业时,才是最佳工况,才能保证最高回收率,而事实上在洗煤生产过程中并不能轻易做到,这直接影响了吨煤介耗指标。

磁选机、浮选机、圆盘过滤机在设计原理上有一个共同点,就是高液位作业。理想的工况是要求磁选机开车入料用最短的过渡期把液位建立起来,使其产生微微溢流并保持。高液位工况能让磁介质形成的“铁粉链”产生充分的“磁翻转”“磁搅拌”,使全部矿液都流经“磁系强磁区”,只要创造理想的高液位工况,磁选机的高回收率指标就会成为必然。

刚开车,由于入料量随全系统工况变化时多时少,岗位司机必须做到三勤,即勤开勤关勤观察。尽量不要出现“大溢流”、半机箱,大沉积,更不允许发生大堵塞。开车前,尾矿闸门全关闭,等机箱产生少量溢流时,慢慢把闸门打开适度,开开关关重复多次,直到高液位相对稳定时,这才算司机完成了开车作业。

最近几年,我们对三个选煤厂共计28台磁选机56个尾矿闸门分期实施液压闸门改造,有的是新增装液压闸门,有的是替代原有易烧损的电动机构。凡是实施了改造的设备,磁选机液位都得到了有效的把控,磁选机精矿品位明显提升,尾矿带介明显降低。对全厂降低材料消耗做出了贡献,受到用户好评。

磁选机尾矿闸门的液压改造分二步实施:

第一步,现场考察,制定实施方案,确定控制模式。对尾矿离地板高度小于150毫米的设备采用个性化阀门支架设计。

一台标准的液压站同样设计有AB两套并行机组,互为备用,自动切换。有油温自动控制机构,有加油滤油器,吸油滤油器和回油滤油器三道净化环节。一台液压站可带动八台磁选机的16个尾矿闸门和二台脱介筛冲水总闸门。液压站的油路辐射半径在30米左右。手动换向阀控制和电磁换向阀按钮控制二种方式,随现场湿度环境和磁选机位置确定。

控制阀固定在专用支架上,焊接在机箱旁。一个手动换向阀控制一台闸门,司机站在机箱旁,边观察,边点动手动把柄,开开关关跟踪液位,直到入料量稳定后液位就会与尾矿口排料量动态平衡,创造高液位工况。

对于环境复杂,系统干扰因素较多,磁选机入料量波动大的特殊工况,我们建议实施改造液位和闸门开度的自动闭环控制系统。通过一台高抗磁、非接触式液位传感器和内装直线位移传感器的伺服油缸,建立自动控制小闭环系统。用PLC对比反馈信号,实现名副其实的液位自动控制。

以上就是我们重点推广的两个改造项目,对今后在选煤厂推广液压控制技术,我们还有一些设想。

二、选煤厂液压控制系统推广设想

工欲善其事,必先利其器。只有性能先进的设备才能多洗煤,洗好煤。

多年来,为了拓宽市场,我公司十分重视煤炭企业的设备需求。最早在95年就介入选煤厂设备,在多个选煤厂领导的认可和支持下,先后对“洗煤机”、“磁选机”、“板框压滤机”、“加压过滤机”、“刮板机”、各种煤仓装汽车、火车液压闸门放料系统、产品仓装车脱水扇形闸门以及“高压泵”、“浮选上料总泵”进出口闸门进行了液压控制改造,后来发展为对整个车间各种规格闸门的液压改造全覆盖。

一、在选煤厂动力控制模式上推广液压控制网络化。

高压油管路像三相电路一样,敷设在全车间,到处有油路接口,管道闸门、溜槽分煤板油压千金、油压拉马等都可以借用压力油源进行工作。新建的王家岭等选煤厂采用的高压风管路网络化,全车间闸门风缸控制全覆盖,我们主张液控动力全覆盖。

分体式液压控制系统跟风控和一体电液控相比,优点很多,它推拉力大,转矩大,执行机构体积小,安装方便。它系列化,标准化程度高,互换性好。它不带电不漏电,安全性好。它自保护能力强,不怕堵转,无级调速,对复杂工况适配度高。液压设备柔性出力,刚性推动,动作平稳,自润滑性好等优点,通过大量机电一体新设备越来越多的凸显出来。

已改造的太原选煤厂重介车间大小闸门全部液压集控。改造前每台闸门一个电液推杆一台电机,改造后集控液压站二台电机就实现控制。装机容量减少80%。节能效果十分明显,影响生产的闸门故障率降低80%。有效的保证了生产开车的连续进行。

二、用高速油缸替代跳汰机高压工作风缸,用油路电磁换向阀代替气路电磁换向阀,最终目的是让高压风机停用,创造节电效益。

三、在合介筒,浓介筒上安装液压马达搅拌器,最大限度解决介质沉降,力求使旋流器入料悬浮液的密度值均匀、稳定,合格,降低密度波动,提高旋流器分选效果,提高精煤质量。

选煤设备嫁接液压技术,匹配度高,目的性强,对在线设备进行液压改造,投资少,工期短,见效快,立竿见影。用设备升级改造达到挖潜增效的目的。这是实实在在的提高企业经济效益的路径。哪个环节经常出现重复性故障,哪个部件想动动不了,哪个岗位司机劳动强度大、作业危险性高,我们就做针对性的考察并提出解决方案。

液压控制技术在选煤厂的应用,国内外已有很多成熟经验和经典案例。随着工业自动化进程的不断推进,随着选煤厂精细化管理的不断深入,液压控制系统必将在选煤厂得到迅速的推广和普及。

真诚欢迎各位领导和选煤专家跟我们取得联系,共同寻求合作共赢的机会!

谢谢大家!

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