冀平軍

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)乳化液凈化不徹底，并直接采用工作面用水的幾個(gè)重大危害，該文對(duì)綜采工作面液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及整體優(yōu)化性能進(jìn)行研究，既對(duì)乳化液進(jìn)行凈化，又對(duì)配比用水進(jìn)行軟化等方面進(jìn)行整體研究，并對(duì)其帶來(lái)的綜合經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：乳化液 自動(dòng)配比 凈化油裝置 綜采工作面液壓系統(tǒng) 礦井

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0120-01

乳化液是乳化油與水按一定比例配制而成，主要用于煤礦液壓支架的液壓液、液壓電控系統(tǒng)的傳動(dòng)介質(zhì)、液壓系統(tǒng)（液壓水壓機(jī)、液壓機(jī)床）傳動(dòng)液。如果直接采用工作面礦井水，乳化液循環(huán)使用過(guò)程中不經(jīng)過(guò)凈化，極易造成電液控制系統(tǒng)癱瘓，并會(huì)對(duì)電液控制系統(tǒng)造成如下幾方面嚴(yán)重?fù)p害：

（1）工作面配液水及乳化液中含有的雜質(zhì)會(huì)隨配液進(jìn)入支架系統(tǒng)，在循環(huán)過(guò)程中會(huì)磨損各種密封件，同時(shí)造成電液控制閥件堵塞，從而影響生產(chǎn)。（2）配液水的高硬度（1907.10 mg/L）是冷卻水發(fā)生水垢（碳酸鹽）附著的主要成分，同時(shí)Ca2+、Mg2+與配液中的有效物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生油皂等析出物，堵塞電液控制閥件，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成爆管；同時(shí)會(huì)使配液中有效物質(zhì)減少而降低傳動(dòng)介質(zhì)的防銹、防腐、潤(rùn)滑等特性，使系統(tǒng)受損；（3）配液水中SO42-和CL-含量嚴(yán)重超標(biāo)，將誘發(fā)支架缸體、推移千斤頂和各種閥件的銹蝕及鍍層脫落等現(xiàn)象。（4）傳統(tǒng)乳化液泵站只包括乳化液箱與幾臺(tái)泵組，乳化液泵組直接起停，長(zhǎng)期在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，浪費(fèi)了大量的電能，機(jī)械磨損、機(jī)械沖擊較大，工作面的實(shí)際用液量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于泵組的供液量，泵組大多數(shù)時(shí)間均在做無(wú)用功。

1 綜采工作面液壓系統(tǒng)的應(yīng)用

綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化研究及應(yīng)用是一項(xiàng)優(yōu)化工作面用水及乳化液質(zhì)量的創(chuàng)新，開(kāi)展此項(xiàng)工作的主要目的，是為了提供更好的工作面用水，凈化乳化液并實(shí)現(xiàn)乳化液自動(dòng)配比，使綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化，防止工作面電液控制系統(tǒng)癱瘓，并造成支架缸體、推移千斤頂和各種閥件的銹蝕及鍍層脫落等。既優(yōu)化工作面用水質(zhì)量，又凈化乳化液質(zhì)量，從源頭上解決液壓系統(tǒng)雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)乳化液自動(dòng)配比功能，并對(duì)回液系統(tǒng)中乳化液進(jìn)行凈化，使得綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化形成良性循環(huán)。集中處理乳化液中鐵銹等雜質(zhì)，對(duì)液壓支架回液中的乳化液進(jìn)行過(guò)濾，并對(duì)乳化液進(jìn)行自動(dòng)配比。

2 綜采工作面液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）管理簡(jiǎn)單：不要求使用者具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)，真正屬于“全自動(dòng)”；（2）自動(dòng)配比，持續(xù)凈化：（3）流量控制：確保了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)、可靠；（4）維護(hù)簡(jiǎn)單：故障率極低。

3 綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化研究

3.1 優(yōu)化方案

綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化研究及應(yīng)用，主要從四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：（1）優(yōu)化配液用水；（2）凈化乳化液；（3）乳化液自動(dòng)配比，（4）回液系統(tǒng)雜質(zhì)凈化。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)液、回液中雜質(zhì)凈化，及乳化液自動(dòng)配比，使綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化。考慮優(yōu)化供水及供液系統(tǒng)方案，首先從工作面供水入口和乳化液配比的源頭進(jìn)行方案的優(yōu)化，并對(duì)液壓支架回液系統(tǒng)中的雜質(zhì)過(guò)濾清除方案進(jìn)行優(yōu)化，保證清水的水質(zhì)達(dá)到乳化液配比的使用要求，使整個(gè)乳化液系統(tǒng)內(nèi)的鐵銹等雜質(zhì)大量降低，力爭(zhēng)整個(gè)液壓系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和循環(huán)中達(dá)到時(shí)時(shí)凈化和清除。

3.2 優(yōu)化處理

3.2.1 水處理原理

（1）阻止管道內(nèi)水垢沉積—— 減小摩擦損失和降低抽水費(fèi)用；（2）避免傳動(dòng)帶系統(tǒng)噴桿堵塞；（3）阻止電磁閥上水垢沉積—— 使其不再堵塞或阻塞；（4）阻止泵內(nèi)水垢沉積—— 不再發(fā)生泵失效的情況；（5）阻止電機(jī)冷卻罩內(nèi)和冷卻塔內(nèi)水垢沉積。

3.2.2 乳化液凈化原理

通過(guò)OPT凈油裝置對(duì)乳化液箱內(nèi)乳化液中鐵銹等雜質(zhì)進(jìn)行凈化，OPT凈油裝置既不受乳化液等液體的腐蝕，又能凈化乳化液中雜質(zhì)，保證進(jìn)液系統(tǒng)乳化液的純凈度。

3.2.3 乳化液自動(dòng)配比

采用先進(jìn)的在線監(jiān)控系統(tǒng)和變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的乳化液自動(dòng)配比，乳化液濃度自動(dòng)在線修正、顯示，配比精確可靠。礦用變頻器能夠根據(jù)系統(tǒng)壓力和工作面用液量控制乳化泵恒壓供液，節(jié)能效果顯著。諸多保護(hù)和功能極大提高了設(shè)備的可靠性，如系統(tǒng)爆管停機(jī)保護(hù)、乳化液泵組吸空保護(hù)、安全泄壓保護(hù)、系統(tǒng)壓力自動(dòng)補(bǔ)償功能、泵組待機(jī)監(jiān)控功能等。對(duì)泵組溫度、蓄能器壓力的自動(dòng)檢測(cè)與智能控制，消除了設(shè)備實(shí)用中的安全死區(qū)。解決了變頻器在密封條件下散熱的技術(shù)難題。

3.2.4 反沖洗過(guò)濾

通過(guò)反沖洗過(guò)濾站對(duì)液壓支架回液系統(tǒng)中鐵銹等雜質(zhì)進(jìn)行凈化，保證回液系統(tǒng)中乳化液的純凈度。進(jìn)液回液都安裝了高壓反沖洗智能過(guò)濾裝置，過(guò)濾精度達(dá)到20 um，能夠?qū)⒅Ъ艿仍O(shè)備內(nèi)液壓系統(tǒng)含帶的鐵屑等雜質(zhì)過(guò)濾，并且能將設(shè)備運(yùn)行狀況及參數(shù)通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)反饋到集控臺(tái)，使操作人員及時(shí)觀察運(yùn)行狀況并提出相應(yīng)的預(yù)警。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過(guò)變頻控制裝置驅(qū)動(dòng)泵組實(shí)現(xiàn)恒壓供液控制，根據(jù)工作面用液量需要多少供給多少，安全可靠響應(yīng)速度快，極大減少了泵組的無(wú)用功損耗。跟傳統(tǒng)泵站比較，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算節(jié)約電能至少40%以上。以400泵站為例，泵組配套250kw電機(jī)，則每小時(shí)至少節(jié)電100度，若每天工作20 h，則每天節(jié)電2000度。按每年工作300天算，則每套泵站每年至少節(jié)電60萬(wàn)度，每度電按0.5元計(jì)算，按2套設(shè)備計(jì)算，每年節(jié)約電費(fèi) F1=60*0.5*2=60萬(wàn)元。

泵組進(jìn)行變頻控制后，泵組實(shí)現(xiàn)軟起軟停，長(zhǎng)期在400～600轉(zhuǎn)每分鐘狀態(tài)運(yùn)行。減少了泵組的磨損和沖擊，使乳化液泵組平均使用壽命至少提高2倍。每套泵組按107萬(wàn)元計(jì)算，可節(jié)省費(fèi)用F2=（107*0.95/6）*2*2=67萬(wàn)元。這樣做，既可以?xún)?yōu)化工作面用水質(zhì)量，又凈化乳化液質(zhì)量，從源頭上解決液壓系統(tǒng)雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)乳化液自動(dòng)配比功能，并對(duì)回液系統(tǒng)中乳化液進(jìn)行凈化，使得綜采工作面液壓系統(tǒng)整體優(yōu)化形成良性循環(huán)，乳化液溫度也得到有效控制，能夠時(shí)刻保證乳化液使用濃度的準(zhǔn)確值，避免了人工配液不準(zhǔn)確的各種不確定因素，有效減輕了液壓支架的銹蝕，因此高液壓密封部位密封圈也很少損壞，有效降低系統(tǒng)的串漏現(xiàn)象，緊急停機(jī)維修設(shè)備影響生產(chǎn)的情況不再出現(xiàn)，至少延長(zhǎng)支架使用壽命2至4年。每套支架按15000萬(wàn)元，2套設(shè)備按延長(zhǎng)支架壽命2年計(jì)算，可節(jié)省費(fèi)用F3=（15000*0.95/6） *2*2=9500萬(wàn)元。綜上所述，整體可節(jié)約費(fèi)用可達(dá)F=F1+F2+F3=9627萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)綜采工作面液壓系統(tǒng)整體方案中的各個(gè)環(huán)節(jié)如進(jìn)液、配比、循環(huán)、過(guò)濾、回收等環(huán)節(jié)進(jìn)行一系列全方位的優(yōu)化，對(duì)工作面清水水質(zhì)指標(biāo)的提高提供了可靠的保證，同時(shí)提高了乳化配比的精確度，保證工作面液壓系統(tǒng)，防止工作面電液控制系統(tǒng)癱瘓，并造成支架缸體、推移千斤頂和各種閥件的銹蝕及鍍層脫落等，延遲設(shè)備壽命。

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