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随着煤矿综合机械化采煤技术的推广应用,新的技术不断引入煤矿机械设备应用中,提高了煤矿煤炭开采的高产高效成果。但是,先进的机械设备也存在一些技术设计的疏忽,造成这些设备在使用一段时间后往往会出现各种故障。下面结合我工作当中综采设备生产运行遇到的技术问题进行归纳总结,并对设备存在的问题进行技术改造。
我所在的工作单位是陕煤集团神木红柳林矿业公司,这里使用着国内最先进的煤矿机械设备,也有着最优越的煤炭开采资源。在2008年我矿的第一个长壁综采工作面,使用了国内最先进的刮板运输机,装机功率3×1000kW,运输能力达到3000t/h。它的启动方式是閥控调速型液力耦合器。
该设备投入生产后在运行过程中频繁出现温度过高、内部结垢、阀组动作缓慢、甚至不动作等现象,严重影响生产。由于加载和排水阀不动作,为了保证生产,使用手动强制加载,造成所有保护失效,从而对设备造成了很大的伤害。
为此煤矿领导积极组织相关机电技术人员与厂家通过技术交流、问题分析、缺陷研究,对设备进行了改造。通过改造设备可靠性得到了很大提高,并在红柳林煤矿综采队进行了推广。
为了说明具体问题,我先介绍阀控调速型液力耦合器的工作原理:
1 阀控调速型液力耦合器
它是安装在电机和减速器之间的一个缓冲启动装置,由一个泵轮和涡轮组成,由水作为动力传递介质。在电机旋转时带动泵轮,与此同时通过注水阀给耦合器注水,当水量逐渐增加时,泵轮带动液体介质,通过液体介质再带动涡轮使涡轮带动减速器运转。注水达到规定数量时,充液阀关闭设备正常运行,当运行过程中介质水温度达到55℃时,排水阀打开,排出一少部分水,然后再以很快的速度,打开充液阀进行补水,同时排液阀关闭,从而达到降低水温的作用,耦合器长期保持在一个允许温度范围内工作。停机时,排水阀打开,利用惯性将耦合器中水排出,保证下次启动时空载启动。
2 阀控调速型液力耦合器运行中存在的问题
(1)自带的PLC控制阀组系统,由于繁琐的控制逻辑,导致控制系统故障频发,频繁停机。
(2)在启动瞬间需要大量水,供水量必须达到240L/min,动态供水压力必须维持在4bar~12bar之间。
(3)当运行的水温达到55℃时,才进行一次换水周期,易产生结垢现象,同时存在换水不加载的现象。
改造方案如下。
为了解决以上问题对设备造成的影响,通过查找相关资料和对系统工作原理进行仔细分析,发现导致阀控调速型液力耦合器影响生产的根本原因是闭路水循环系统水温过高,降低系统中的水温是解决问题的关键。于是我们决定在原有闭路水循环系统进行改造,使形成开路动态水循环系统,达到降低系统中的水温目的。(图1,图2)
2.1改造安装
在配套组合阀组中,甩掉排液阀、截止阀、一个电磁线圈、外额外冷却系统。在阀控调速型液力耦合器中,甩掉压力开关、温度开关。同时将原PLC控制系统进行软件程序更新,使原有的闭路水循环系统改造成开路动态水循环系统。
2.2工作原理
电机启动数秒,电磁阀得电,组合阀组开启,耦合器充液。PLC控制模块开始监测偶合器内部液位,压力达到设定值1.3bar,充液停止,耦合器正常运行。随着耦合器内部工作液不断排出,当液力控制压力低于1.0bar时,PLC控制模块发出工作液缺少的信号,阀组自动打开,耦合器开始自动补液,直到控制模块再次发出液满信号为止。耦合器充液又达到额定液位,阀组关闭,耦合器正常运行。运行时自身的冷却循环过程表现为工作水的常排水,和间歇性瞬间补水过程。
2.3改造后优点
(1)控制系统性能可靠,不存在原控制系统耦合器不排液现象。(无排液阀,始终常排液)
(2)正常运行时,耦合器换水频繁,温度始终保持在35℃以下,不易结垢。
(3)耦合器每次换水量很小,不会出现原系统换水不加载的问题。
3 结语
综上所述,此次综采刮板运输机阀控调速型耦合器的改造是根据红柳林矿井井下实际生产需要对设备功能做了重要改进,使工作面在采煤产量、设备使用效率、节支降耗等方面都有较大提升,为矿井的高产高效提供了技术上的支持。
我所在的工作单位是陕煤集团神木红柳林矿业公司,这里使用着国内最先进的煤矿机械设备,也有着最优越的煤炭开采资源。在2008年我矿的第一个长壁综采工作面,使用了国内最先进的刮板运输机,装机功率3×1000kW,运输能力达到3000t/h。它的启动方式是閥控调速型液力耦合器。
该设备投入生产后在运行过程中频繁出现温度过高、内部结垢、阀组动作缓慢、甚至不动作等现象,严重影响生产。由于加载和排水阀不动作,为了保证生产,使用手动强制加载,造成所有保护失效,从而对设备造成了很大的伤害。
为此煤矿领导积极组织相关机电技术人员与厂家通过技术交流、问题分析、缺陷研究,对设备进行了改造。通过改造设备可靠性得到了很大提高,并在红柳林煤矿综采队进行了推广。
为了说明具体问题,我先介绍阀控调速型液力耦合器的工作原理:
1 阀控调速型液力耦合器
它是安装在电机和减速器之间的一个缓冲启动装置,由一个泵轮和涡轮组成,由水作为动力传递介质。在电机旋转时带动泵轮,与此同时通过注水阀给耦合器注水,当水量逐渐增加时,泵轮带动液体介质,通过液体介质再带动涡轮使涡轮带动减速器运转。注水达到规定数量时,充液阀关闭设备正常运行,当运行过程中介质水温度达到55℃时,排水阀打开,排出一少部分水,然后再以很快的速度,打开充液阀进行补水,同时排液阀关闭,从而达到降低水温的作用,耦合器长期保持在一个允许温度范围内工作。停机时,排水阀打开,利用惯性将耦合器中水排出,保证下次启动时空载启动。
2 阀控调速型液力耦合器运行中存在的问题
(1)自带的PLC控制阀组系统,由于繁琐的控制逻辑,导致控制系统故障频发,频繁停机。
(2)在启动瞬间需要大量水,供水量必须达到240L/min,动态供水压力必须维持在4bar~12bar之间。
(3)当运行的水温达到55℃时,才进行一次换水周期,易产生结垢现象,同时存在换水不加载的现象。
改造方案如下。
为了解决以上问题对设备造成的影响,通过查找相关资料和对系统工作原理进行仔细分析,发现导致阀控调速型液力耦合器影响生产的根本原因是闭路水循环系统水温过高,降低系统中的水温是解决问题的关键。于是我们决定在原有闭路水循环系统进行改造,使形成开路动态水循环系统,达到降低系统中的水温目的。(图1,图2)
2.1改造安装
在配套组合阀组中,甩掉排液阀、截止阀、一个电磁线圈、外额外冷却系统。在阀控调速型液力耦合器中,甩掉压力开关、温度开关。同时将原PLC控制系统进行软件程序更新,使原有的闭路水循环系统改造成开路动态水循环系统。
2.2工作原理
电机启动数秒,电磁阀得电,组合阀组开启,耦合器充液。PLC控制模块开始监测偶合器内部液位,压力达到设定值1.3bar,充液停止,耦合器正常运行。随着耦合器内部工作液不断排出,当液力控制压力低于1.0bar时,PLC控制模块发出工作液缺少的信号,阀组自动打开,耦合器开始自动补液,直到控制模块再次发出液满信号为止。耦合器充液又达到额定液位,阀组关闭,耦合器正常运行。运行时自身的冷却循环过程表现为工作水的常排水,和间歇性瞬间补水过程。
2.3改造后优点
(1)控制系统性能可靠,不存在原控制系统耦合器不排液现象。(无排液阀,始终常排液)
(2)正常运行时,耦合器换水频繁,温度始终保持在35℃以下,不易结垢。
(3)耦合器每次换水量很小,不会出现原系统换水不加载的问题。
3 结语
综上所述,此次综采刮板运输机阀控调速型耦合器的改造是根据红柳林矿井井下实际生产需要对设备功能做了重要改进,使工作面在采煤产量、设备使用效率、节支降耗等方面都有较大提升,为矿井的高产高效提供了技术上的支持。