快速装车站防冻液喷洒系统设计与应用_马永华
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煤中喷洒流量 :Q1 =5.54 m3 /h 车皮喷洒流量 :Q2 =7.38 m3 /h 根据云冈矿装车现场情况 , 除车皮喷头安装于 入仓带式输送机驱动部 , 所有设备安装于装车铁路 线旁 。贮液罐泵出口水平中心线与煤中喷洒喷头之 间的落差为 25 m, 与车皮喷洒喷头之间落差为 4 m。 根据防冻液特性 , 流量及高差 , 煤中喷洒泵选用 ZMD-7.5型耐酸碱泵 , 其功率为 7.5 kW, AC380 V, 扬程 50 m, 流量为 15 m3 /h;车皮喷洒泵选用 ZMD5.5型耐酸碱泵 , 功率 5.5 kW, AC380V, 扬程 25 m, 流量 10 m3 /h。 (2)管路及附件 贮液罐选用 35 m3 一次成型立式 PE储罐 , 防腐 蚀 、耐酸碱 。 出液口各阀门 、泵等 之间的连接采用 2″镀 锌钢管 , 与喷头间的连 接用 1″液压软管连 接 。 闸阀 、过滤器 、止回阀材 质选用不锈钢 ;电 磁阀为 AC220 V, 压力 ≥3 MPa;电动调节阀为直通双座调 节阀 , 可接受 4 ～ 20 mA输入信号供 PLC控制 ;流量 计为 LDE-80型电磁流量计 , 输出 4 ～ 20 mA信号供 PLC采集 。
(收稿日期 :2009 -07 -17;责任编辑 :陈锡强 )
· 52·
煤 矿 机 电
2009年第 6期
制 , 保证喷洒效果 , 我矿设计的整套喷洒系统由共用 的两个贮液罐 , 电气控制部分 、PLC自动控制系统 , 各自独立的喷洒泵 、管路 、控制阀 、流量计 、压力表 、 电磁阀 、喷头等组成 。 其中 , 煤中喷洒 , 喷头固定在 入仓带式输送机的驱动部 ;车皮喷洒 , 喷头由喷洒架 旋转升降机构带动 。 喷洒 系统工艺流程 如图 1如 下:
图 4 硬件及网络配置图
3 结语
该防冻液喷洒系统于 2008年 10月在云冈煤矿 快速装车站安装使用 , 经过 4个月的应用 , 运行稳定 可靠 , 控制简单灵敏 , 被喷洒的煤掺和均匀足量 , 机 械自动化程度高 , 维护工作量少 , 满足快速装车站各 项技术指标要求 。
速装车站现场情况 , 设计了一套机械化程度高 、自动 集中控制 、性能完善的标准防冻液喷洒系统 。
1 防冻液喷洒系统
(1)防冻液喷洒系统构成 根据铁路方面对喷洒防冻液的要求 , 防冻液喷 洒分煤中喷洒和车皮周围喷洒两部分 。 为了便于控
增强服务意识 。
参考文献 : [ 1] 黄荣举 .加强煤矿机电设备管理确 保设备安 全运转 [ J] .煤矿
我国北方地区冬季天气寒冷 、煤炭在运行途中 , 极易遭受冰冻或与车皮冻结 , 造成卸车困难 、用户亏 吨 、行车安全等问题 。 为避免冻车冻煤 , 按照要求各 装车站已普遍采取喷洒煤用防冻液措施 。但目前 , 绝大部分装车站使用的是自行安装的防冻液喷洒装 置 , 设施简单 , 喷洒不标准 , 防冻液浪费严重 。 针对 该项工作的重要性和使用的普遍性 , 云冈矿根据快
Abstract: Theworkingprinciple, components, thepartofsprinklingpipeline, thedetailedselectiondesignon therevolvingelevatingmechanism ofwagonsprinklersystem, electricalsystem, thepartofautomaticcontrolare expounded.Thepracticalresultsshowthattheentiresystemrunssmoothly, ispreciseautomaticcontrolandgood effectofsprinkler. Keywords: rapidloadingstation;anti-freezefluidsprinklingsystem;designandapplication
喷洒车底和
煤的含水量 四面车厢
>13% 煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.0 ～ 1.5 (1.0 ～ 1.5)
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.5 (1.5)
注 :C70、C80型车按煤的含水量 >13%和括号内数量喷洒
喷洒流量按最大 C80车型车皮 、最低气温 -20 ℃ ～ -30 ℃、煤的含水量 >13%, 计算得 :
安全 , 2001(3). [ 2] 孙莉 , 王雷 .煤矿企业机电系统管理 研究 [ J] .煤矿机 械, 2005
(4). [ 3] 陈永灿 .煤矿 机 电设 备 安全 管理 措 施 [ J] .煤矿 机 械 , 2002
(5). 作者简介 :鲜林 (1969 -), 男 , 国家注 册安 全工程 师 。 1991 年毕业 于电子科技大学电子技术专业 , 现任四 川安全生 产检测检 验技术研 究院 (成都 )副总工程师 。
成 , 开启液压泵 , 旋转电动推杆将喷洒架推至与车皮 正对垂直位置 , 上下升降推杆调至适当的高度 。此 时贮液罐内的防冻液经泵 、过滤器 、电动调节阀 、流 量计 、止回阀 、电磁阀 、喷头向煤中和车皮周围喷洒 。 煤中喷洒部分由煤流检测开关控制 , 当有煤流时 , 开 关动作 , 喷液电磁阀打开 , 回液电磁阀闭合 , 开始喷 洒 ;无煤流时 , 开关释放 , 喷液电磁阀闭合 , 回液电磁 阀打开 , 停止喷洒 。 车皮周围喷洒部分由对射式光 电开关和速度检测开关共同控制 , 当车皮行至两车 皮间空档时 , 光电开关不动作 , 喷液电磁阀闭合 , 回 液电磁阀打开 , 停止喷液 ;当车皮挡住光电开关时 , 光电开关动作 , 触点闭合 , 喷液电磁阀打开 , 回液电 磁阀闭合 , 开始喷液 。 在此过程中 , 速度检测开关一 旦检测到车皮向前行走 , 则立即启动电磁阀喷液 ;当 车皮停止或倒退时 , 速度检测开关作用 , 停止喷洒 。 在整个喷洒过程中 , 还可根据气温 , 通过监控画面确 定所需喷洒的防冻液量再由电动调节阀控制设定喷 洒流量 , 由电磁流量计采集整个喷洒过程中的流量 , 并通过信号传入 PLC, 并与贮液罐料位计测出的液 位高度 , 一并显示在监控画面上 。
路不匹配 , 运行工况点偏离了工业利用区的经济合 理利用段 。
水泵采用无底阀排水 , 可减小吸水阻力 , 降低吸 上真空度 , 提高排水效率 。
必须淘汰落后的排水设备 。现在仍有相当一部 分矿井 , 仍在继续使用 TSW型 、DA型水泵 。这些泵 本身的最高效率就非常低 , 工况效率不可能很高 。
(5)其他 全面落实煤矿企业安全生产主体责任 , 增强机 电设备安全运行意识 。稳定机电专业技术队伍 。加 强机电作业人员操作技能培训 , 加强监管队伍建设 ,
DO I :10.16545/j .cnki .cmet .2009.06.006
2009年第 6期
煤 矿 机 电
· 51·
快速装车站防冻液喷洒系统设计与应用
马永华
(大同煤矿集团公司 云冈煤矿 , 山西 大同 037017)
摘 要 : 阐述了煤矿快速装车站防冻液喷洒系统的工作原理 、组成及喷洒管路部分 、车皮喷洒架 旋转升降机构 、电气系统 、自动控制部分的选型设计 。使用结果表明 , 整个系统运行平稳 , 自动控制 精准 , 喷洒效果良好 。 关键词 : 快速装车站 ;防冻液喷洒系统 ;设计与应用 中图分类号 :TD90-9 文献标识码 :B 文章编号 :1001 -0874(2009)06 -0051 -03
2009年第 6期
煤 矿 机 电
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(2)车皮喷洒架旋转升降机构 车皮喷洒架在装车站无车皮的情况下 , 转至与 车皮运行方向平行的位置 , 与轨道距离符合 《路规 》 规定 , 不影响机车牵引车皮穿行 。 当机车牵引车皮 进入装车站后 , 喷洒架转 90°摆至与车皮垂直位置 , 此时根据不同车型升降至适当高度 , 保证喷洒效果 。 喷洒架设置可旋转升降的机构 , 旋转与升降采用电 动推杆驱动 。升降推杆调节高度介于 C60型与 C80 型车皮之间 , 高度调节范围为 500 mm, 选用 DT3000 050Ш-40型电 动推杆 , 电 压为 AC380 V、功 率 2.2 kW、速度 40 mm/s, 行程 500 mm, 推力 3 kN;旋转收 伸推杆根据现场条件选用 DT2000 030Ш-18型电动 推杆 , 电压 AC380 V, 功率 1.1 kW, 速度 18 mm/s, 行程 300 mm, 推力 2 kN。 升降推杆推动升降支轴 在旋转筒内作上下升降移动 , 旋转推杆推动旋转筒 作 90°摆动 , 升降支轴通过与之固定的限位块在旋 转筒滑行槽内作轴向直线滑行 , 周向限位 。 图 2为 喷洒架旋转升降机构示意图 。
为提 高系统 运行的 可靠性 , 采用 PLC集 中控 制 。 整个系统数字量输入点数为 8点 , 输出点数 10 点 , 模拟量输入点数 3点 , 模拟量输出点数 2点 。 由 于西门子 S7-200PLC型控制器检测 、监测及控制 , 整 机性能强 , 可靠性高 , 指令 丰富 , 易于掌握 , 操作便 捷 , 扩展模块丰富 , 性能价格比高 , 符合根据系统需 要 , 因此 , 选用该可编程序控制器 CPU224XP主模块 (DI14、DO10、AI2、AO1)和扩展模块 EM235模拟量 模块 (AI4、AO1), 并 采用 STEP7-Micro/Win编程软 件 。 上位机采用 PC机 , 配 CP5611 卡 , 监控组态软 件选用 WinCCV6.0。 WinCC通过 OPC方式对 S7224XP进行读写 , 所有控制由 224XP完成 。 硬件及 网络配置如图 4所示 。
2 主要部件选型
(1)管路系统
1)喷洒泵 FD2000 系列 煤用 防 冻 液 是 由 不 挥 发 有 机 化 合 物 、无机物和添加剂等组成的无色透明液体 , 比重为 1.3 t/m3 , pH值为 7 ～ 11, 冰点为 -40 ℃ ～ -50 ℃, 具有防冻 、融冰雪 、润滑作用 , 耐腐蚀 、不污染环境 , 对人体接触无危害 , 对动力煤 、炼焦煤及冶炼煤均无 影响 , 性能稳定 。 参照北京铁路局科研所对防冻液喷洒的要求 , 防冻液喷洒量根据气温和煤质按表 1要求喷洒 。
DesignandApplicationontheAnti-freezeFluid SprinklerSystem ofRapidLoadingWagonstation
MAYong-hua
(YungangCoalMine, DatongCoalMineGroupCo., Ltd., Datong037017,Fra Baidu bibliotekChina)
图 2 旋转升降机构示意图 1 -升降电动推杆 ;2 -旋转电动推杆 ;3 -配重块 ;4 -喷洒架 ;
5 -限位块 ;6 -旋转筒 ;7 -升降支轴
(3)电控系统 防冻液喷洒系统电气主回路工作原理如图 3所
示。
图 3 电气主回路工作原理图 1 -煤中喷泵电动机 ;2 -车皮喷泵电动机 ; 3 -升降推杆电动机 ;4 -旋转推杆电动机
图 1 喷洒系统工艺流程图 1 -贮液罐 ;2 -料位计 ;3 -煤流检测开关 ;4 -输送机驱动部 ;
5 -煤中喷酒管路 ;6 -车皮喷洒管路 ;7 -旋转机构 ; 8 -速度检测开关 ;9 -旋转喷头 ;10 -车皮 ;11 -对射式光电开关
(2)系统工作原理 车皮进入 装车站 后 , 所有 操作 控制由 PLC完
表 1 防冻液喷洒部位和喷洒量
0 ℃ ～ -10 ℃ -10 ℃ ～ -20 ℃ -20 ℃ ～ -30 ℃
/kg· t-1
/kg· t-1
/kg· t-1
喷洒车底和 煤的含水量 四面车厢
<13%
煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.0 ～ 1.5 0.5 ～ 1.0
1.5 ～ 2.0 0.5 ～ 1.0
(收稿日期 :2009 -07 -17;责任编辑 :陈锡强 )
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制 , 保证喷洒效果 , 我矿设计的整套喷洒系统由共用 的两个贮液罐 , 电气控制部分 、PLC自动控制系统 , 各自独立的喷洒泵 、管路 、控制阀 、流量计 、压力表 、 电磁阀 、喷头等组成 。 其中 , 煤中喷洒 , 喷头固定在 入仓带式输送机的驱动部 ;车皮喷洒 , 喷头由喷洒架 旋转升降机构带动 。 喷洒 系统工艺流程 如图 1如 下:
图 4 硬件及网络配置图
3 结语
该防冻液喷洒系统于 2008年 10月在云冈煤矿 快速装车站安装使用 , 经过 4个月的应用 , 运行稳定 可靠 , 控制简单灵敏 , 被喷洒的煤掺和均匀足量 , 机 械自动化程度高 , 维护工作量少 , 满足快速装车站各 项技术指标要求 。
速装车站现场情况 , 设计了一套机械化程度高 、自动 集中控制 、性能完善的标准防冻液喷洒系统 。
1 防冻液喷洒系统
(1)防冻液喷洒系统构成 根据铁路方面对喷洒防冻液的要求 , 防冻液喷 洒分煤中喷洒和车皮周围喷洒两部分 。 为了便于控
增强服务意识 。
参考文献 : [ 1] 黄荣举 .加强煤矿机电设备管理确 保设备安 全运转 [ J] .煤矿
我国北方地区冬季天气寒冷 、煤炭在运行途中 , 极易遭受冰冻或与车皮冻结 , 造成卸车困难 、用户亏 吨 、行车安全等问题 。 为避免冻车冻煤 , 按照要求各 装车站已普遍采取喷洒煤用防冻液措施 。但目前 , 绝大部分装车站使用的是自行安装的防冻液喷洒装 置 , 设施简单 , 喷洒不标准 , 防冻液浪费严重 。 针对 该项工作的重要性和使用的普遍性 , 云冈矿根据快
Abstract: Theworkingprinciple, components, thepartofsprinklingpipeline, thedetailedselectiondesignon therevolvingelevatingmechanism ofwagonsprinklersystem, electricalsystem, thepartofautomaticcontrolare expounded.Thepracticalresultsshowthattheentiresystemrunssmoothly, ispreciseautomaticcontrolandgood effectofsprinkler. Keywords: rapidloadingstation;anti-freezefluidsprinklingsystem;designandapplication
喷洒车底和
煤的含水量 四面车厢
>13% 煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.0 ～ 1.5 (1.0 ～ 1.5)
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.5 (1.5)
注 :C70、C80型车按煤的含水量 >13%和括号内数量喷洒
喷洒流量按最大 C80车型车皮 、最低气温 -20 ℃ ～ -30 ℃、煤的含水量 >13%, 计算得 :
安全 , 2001(3). [ 2] 孙莉 , 王雷 .煤矿企业机电系统管理 研究 [ J] .煤矿机 械, 2005
(4). [ 3] 陈永灿 .煤矿 机 电设 备 安全 管理 措 施 [ J] .煤矿 机 械 , 2002
(5). 作者简介 :鲜林 (1969 -), 男 , 国家注 册安 全工程 师 。 1991 年毕业 于电子科技大学电子技术专业 , 现任四 川安全生 产检测检 验技术研 究院 (成都 )副总工程师 。
成 , 开启液压泵 , 旋转电动推杆将喷洒架推至与车皮 正对垂直位置 , 上下升降推杆调至适当的高度 。此 时贮液罐内的防冻液经泵 、过滤器 、电动调节阀 、流 量计 、止回阀 、电磁阀 、喷头向煤中和车皮周围喷洒 。 煤中喷洒部分由煤流检测开关控制 , 当有煤流时 , 开 关动作 , 喷液电磁阀打开 , 回液电磁阀闭合 , 开始喷 洒 ;无煤流时 , 开关释放 , 喷液电磁阀闭合 , 回液电磁 阀打开 , 停止喷洒 。 车皮周围喷洒部分由对射式光 电开关和速度检测开关共同控制 , 当车皮行至两车 皮间空档时 , 光电开关不动作 , 喷液电磁阀闭合 , 回 液电磁阀打开 , 停止喷液 ;当车皮挡住光电开关时 , 光电开关动作 , 触点闭合 , 喷液电磁阀打开 , 回液电 磁阀闭合 , 开始喷液 。 在此过程中 , 速度检测开关一 旦检测到车皮向前行走 , 则立即启动电磁阀喷液 ;当 车皮停止或倒退时 , 速度检测开关作用 , 停止喷洒 。 在整个喷洒过程中 , 还可根据气温 , 通过监控画面确 定所需喷洒的防冻液量再由电动调节阀控制设定喷 洒流量 , 由电磁流量计采集整个喷洒过程中的流量 , 并通过信号传入 PLC, 并与贮液罐料位计测出的液 位高度 , 一并显示在监控画面上 。
路不匹配 , 运行工况点偏离了工业利用区的经济合 理利用段 。
水泵采用无底阀排水 , 可减小吸水阻力 , 降低吸 上真空度 , 提高排水效率 。
必须淘汰落后的排水设备 。现在仍有相当一部 分矿井 , 仍在继续使用 TSW型 、DA型水泵 。这些泵 本身的最高效率就非常低 , 工况效率不可能很高 。
(5)其他 全面落实煤矿企业安全生产主体责任 , 增强机 电设备安全运行意识 。稳定机电专业技术队伍 。加 强机电作业人员操作技能培训 , 加强监管队伍建设 ,
DO I :10.16545/j .cnki .cmet .2009.06.006
2009年第 6期
煤 矿 机 电
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快速装车站防冻液喷洒系统设计与应用
马永华
(大同煤矿集团公司 云冈煤矿 , 山西 大同 037017)
摘 要 : 阐述了煤矿快速装车站防冻液喷洒系统的工作原理 、组成及喷洒管路部分 、车皮喷洒架 旋转升降机构 、电气系统 、自动控制部分的选型设计 。使用结果表明 , 整个系统运行平稳 , 自动控制 精准 , 喷洒效果良好 。 关键词 : 快速装车站 ;防冻液喷洒系统 ;设计与应用 中图分类号 :TD90-9 文献标识码 :B 文章编号 :1001 -0874(2009)06 -0051 -03
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(2)车皮喷洒架旋转升降机构 车皮喷洒架在装车站无车皮的情况下 , 转至与 车皮运行方向平行的位置 , 与轨道距离符合 《路规 》 规定 , 不影响机车牵引车皮穿行 。 当机车牵引车皮 进入装车站后 , 喷洒架转 90°摆至与车皮垂直位置 , 此时根据不同车型升降至适当高度 , 保证喷洒效果 。 喷洒架设置可旋转升降的机构 , 旋转与升降采用电 动推杆驱动 。升降推杆调节高度介于 C60型与 C80 型车皮之间 , 高度调节范围为 500 mm, 选用 DT3000 050Ш-40型电 动推杆 , 电 压为 AC380 V、功 率 2.2 kW、速度 40 mm/s, 行程 500 mm, 推力 3 kN;旋转收 伸推杆根据现场条件选用 DT2000 030Ш-18型电动 推杆 , 电压 AC380 V, 功率 1.1 kW, 速度 18 mm/s, 行程 300 mm, 推力 2 kN。 升降推杆推动升降支轴 在旋转筒内作上下升降移动 , 旋转推杆推动旋转筒 作 90°摆动 , 升降支轴通过与之固定的限位块在旋 转筒滑行槽内作轴向直线滑行 , 周向限位 。 图 2为 喷洒架旋转升降机构示意图 。
为提 高系统 运行的 可靠性 , 采用 PLC集 中控 制 。 整个系统数字量输入点数为 8点 , 输出点数 10 点 , 模拟量输入点数 3点 , 模拟量输出点数 2点 。 由 于西门子 S7-200PLC型控制器检测 、监测及控制 , 整 机性能强 , 可靠性高 , 指令 丰富 , 易于掌握 , 操作便 捷 , 扩展模块丰富 , 性能价格比高 , 符合根据系统需 要 , 因此 , 选用该可编程序控制器 CPU224XP主模块 (DI14、DO10、AI2、AO1)和扩展模块 EM235模拟量 模块 (AI4、AO1), 并 采用 STEP7-Micro/Win编程软 件 。 上位机采用 PC机 , 配 CP5611 卡 , 监控组态软 件选用 WinCCV6.0。 WinCC通过 OPC方式对 S7224XP进行读写 , 所有控制由 224XP完成 。 硬件及 网络配置如图 4所示 。
2 主要部件选型
(1)管路系统
1)喷洒泵 FD2000 系列 煤用 防 冻 液 是 由 不 挥 发 有 机 化 合 物 、无机物和添加剂等组成的无色透明液体 , 比重为 1.3 t/m3 , pH值为 7 ～ 11, 冰点为 -40 ℃ ～ -50 ℃, 具有防冻 、融冰雪 、润滑作用 , 耐腐蚀 、不污染环境 , 对人体接触无危害 , 对动力煤 、炼焦煤及冶炼煤均无 影响 , 性能稳定 。 参照北京铁路局科研所对防冻液喷洒的要求 , 防冻液喷洒量根据气温和煤质按表 1要求喷洒 。
DesignandApplicationontheAnti-freezeFluid SprinklerSystem ofRapidLoadingWagonstation
MAYong-hua
(YungangCoalMine, DatongCoalMineGroupCo., Ltd., Datong037017,Fra Baidu bibliotekChina)
图 2 旋转升降机构示意图 1 -升降电动推杆 ;2 -旋转电动推杆 ;3 -配重块 ;4 -喷洒架 ;
5 -限位块 ;6 -旋转筒 ;7 -升降支轴
(3)电控系统 防冻液喷洒系统电气主回路工作原理如图 3所
示。
图 3 电气主回路工作原理图 1 -煤中喷泵电动机 ;2 -车皮喷泵电动机 ; 3 -升降推杆电动机 ;4 -旋转推杆电动机
图 1 喷洒系统工艺流程图 1 -贮液罐 ;2 -料位计 ;3 -煤流检测开关 ;4 -输送机驱动部 ;
5 -煤中喷酒管路 ;6 -车皮喷洒管路 ;7 -旋转机构 ; 8 -速度检测开关 ;9 -旋转喷头 ;10 -车皮 ;11 -对射式光电开关
(2)系统工作原理 车皮进入 装车站 后 , 所有 操作 控制由 PLC完
表 1 防冻液喷洒部位和喷洒量
0 ℃ ～ -10 ℃ -10 ℃ ～ -20 ℃ -20 ℃ ～ -30 ℃
/kg· t-1
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喷洒车底和 煤的含水量 四面车厢
<13%
煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.0 ～ 1.5 0.5 ～ 1.0
1.5 ～ 2.0 0.5 ～ 1.0