煤矿乳化泵节能技术推介.doc

莆膃煤矿乳化泵节能技术推介罿肈乳化泵是井工煤矿采掘工作面液压支护设备的动力源。随着煤矿综采支架及单体液压支柱的普及,乳化泵的装机容量越来越大,使用数量也越来越多。据调查统计,目前大多数煤矿乳化泵站仍以井下分散式设置为主,乳化泵仍以工频运行为主,各个煤矿乳化泵年耗电量根据煤矿生产规模在40~300万Kwh之间,成为煤矿主要用电设备之一。因此,探索煤矿乳化泵节电运行技术或措施,对煤矿节约用电和提高煤矿经济效益具有极其重要的意义。笔者从事煤矿乳化泵使用和管理工作达30多年,并从2000年开始探索乳化泵变频节能技术,在乳化泵节电方面积累了一定的经验,现将自己的一些浅显认识或经验介绍如下,希望能对广大同行有一定的启发和借鉴。肇一、乳化泵节能空间分析芄采用传统的分散式供液系统和乳化泵工频运行方式主要存在以下几个方面的能量无效损耗:芁一是就整个矿井而言,采用传统的“一面一站”的分散式供液方式,其安装和运行的乳化泵台数多,不仅消耗电能多,而且还增加了设备初期投入和运行成本。采用分散式供液,每个工作面需设置一个乳化泵站,而大多数煤矿具有1个以上工作面同时作业,则每个工作面安装2台乳化泵(一用一备),全矿井就得安装和运行多台乳化泵。因为煤矿工作面作业为间隙性用液,每小班用液时间占乳化泵的运行时间不到20%,则80%以上的时间乳化泵处于无效运行,因此,运行的乳化泵台数越多,无效消耗的电能也就越多,成为煤矿企业一种巨大浪费现象。蒇二是工作面乳化泵的装机容量通常是以满足工作面用液最大需量和压力为依据的,而实际中,乳化泵的绝大多数时间并不是满载运行,而是处于空载或半空载运行状态。乳化泵装机容量越大,无效运行消耗的能量也就越多,同时,设备容量越大,其购置成本也越高。袇三是乳化泵在工频运行状态下,无论工作面是否用液其均处于快速运转状态,造成了大量的空载损耗。实际中,乳化泵在工频运行状态时,即使在工作面未用液的情况下(即“卸载”状态下),乳化液通过乳化泵吸、排液阀和卸载阀形成循环流动,造成液流摩擦损耗,使乳化液温度升高,同时乳化泵在高速运转条件下,泵体本身的机械磨损和其电机的损增加。根据实际测定,乳化泵在“空载”时负荷率占满负荷的50%以上,且在每个小班乳化泵空载运行时间占80%以上,这就造成了大量的能量浪费。肁二、主要节能措施莀由以上分析可知,乳化泵在运行过程中存在着大量无效能量损耗。笔者针对这些损耗,提出以下节能措施,以供参考选用。羇措施一:薈建立矿井集中供液系统,最大限度减少乳化泵的运行台数和容量。所谓矿井集中供液,就是综合考虑整个矿井用液情况,在矿井地面或井下建立集中供液站,用供、回液管路将泵站与工作面用液设备相连,从而形成完整的供液系统。各煤矿可以根据各用液工作面的分布情况,每矿井建立1个(少数供液距离太分散的矿井可以建1个以上)乳化泵站,每个泵站为1个以上用液工作面供液。采用集中供液优势就是根据井下各工作面为间隙性用液的特点,利用“大系统”供液的均衡作用,并可在液压系统中加装蓄能补液装置,从而大大地提高了乳化泵的负荷率。一般情况下,全矿井或一个区域仅运行一台乳化泵就能满足各工作面的供液,避免了原多台设备同时运行和设备大多数时间处于无效运行的状况,减少乳化泵的安装台数和装机容量,从而节约了大量的电能。同时,因为乳化泵安装在地面或井下固定机电硐室,避免了泵站设备的搬迁,方便了设备维护和管理。膃措施二:螂对乳化泵加装变频自动控制,消除乳化泵的空载运行。乳化泵加装变频控制后,实现了乳化泵软启动和软停机,使得乳化泵的启、停变得非常容易,这为乳化泵的恒压运行奠定了基础。若在控制系统中采用PID恒压控制技术,则可使乳化泵运行在一种理想的保压状态,即当采掘工作面不用液时,供液系统中压力保持在设定的压力值不变(在系统管路不漏液的理想状态下),乳化泵不需要对供液管路进行补液而停止运转;当工作面用液时,供液管路中压力下降,则乳化泵根据管路中实际压力值偏离设定值的多少决定运转速度,工作面用液越多,乳化泵运转的速度越快,反之,则运转越慢,从而始终保持供液管路中压力不变,实现了恒压、按需供液,消除了乳化泵的空转状态。事实上,煤矿井下工作面的用液均为短暂、间隙性用液状态,则乳化泵需要进行补液的时间很短,加之在供液系统中采取蓄能稳压措施,则乳化泵一般只在短时、慢速状态下工作,其节电效果十分明显。蚀以上两种节能措施均比较有效,但在实际应用中,通常将两种措施结合起来应用,即采用“集中供液+变频控制”的综合措施,其优势更加明显,节电效果也就更加突出。应用节能综合措施时,可选择在地面或井下建立集中供液站,并对乳化泵加装变频自动控制系统,这样,一则实现了以“一站代多站”的形式,可以最大限度地减少乳化泵的安装和运行台数、容量,二则实现了泵站“恒压、按需供液”,消除了乳化泵的空载运行状况。肄三