国内外乳化液泵站的现状与发展趋势

国内外乳化液泵站的现状及发展趋势

概述

泵是伴跟着产业发展而发展起来的。 19 世纪时，国外已有了比较完整的泵的型

式和品种，并得到了广泛的应用。据统计，在 1880 年左右，一般用途的离心泵产量占整产量的 90%以上，而动力装置用泵、化工泵、矿山用泵等特殊用途的泵，仅占整个

泵产量的 10%左右。到 1960 年，一般用途的泵只占 45%，而特殊用途的泵已占 55%。

据目前发展趋势，特殊用途的泵，会比一般用途的泵所占比例还要进步。早在

20世纪初，潜水污水泵由美国首先研制成功，用它来代替深井泵。随后，西欧各国也

接踵进行研制，并且不断加以改进，逐步完善。如德国的莱茵褐煤矿，使用各种潜水

污水泵 2500 多台，容量最高的达 1600kW、扬程 410m。我国的潜水污水泵是

20世纪 60 年代，发展起来的，其中功课面潜水电泵在南方早已用于农田的浇灌，

且中小容量的潜水电泵已形成系列，并批量投入了出产。容量高电压的潜水电泵、

潜水电念头也接踵面世， 500～1200kw 的大型潜水电泵均已在矿山投入运行。通常

把用来抽吸液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵。从能量观点来说，泵

是一种转换能量的机器，它把原念头的机械能转化为被输送液体的能量，使液体的流

速和压力增加。泵一般是用来将液体从地势较低的地方抽吸上来，沿管路输送到地势

较高的地方去。例如，我们日常见到的，用泵把河流，池塘中的水抽上来往农田里浇灌；又如把地下深井里的水抽吸上来并送到水塔上去等。因为液体经由泵后压力可以

进步，所以泵的作用也可以用来将液体从压力较低的容器中抽吸出来，并克服沿途的

阻力输送到压力较高的容器中或其他需要的地方，例如，锅炉给水泵从低压水箱中抽

吸水往压力较高的锅炉汽包内给水。泵的机能范围很广，巨型的泵

流量可大达几十万 in／h 以上；而微型的泵流量则在几十 mL ／h 以下。其压力可从常

压一直高达 l000MPa 以上。它输送液体的温度最低可到～ 200°C 以下，最高可

达800°C 以上。泵输送液体的种类良多，它可以输送水 (净水、污水等 )、油液、酸

碱液、乳化液、悬浮液和液态金属等。

国内外矿用矿用乳化液泵矿用乳化液泵站是煤矿井下现代化高产高效综采工作

面的关键设备之一，是保证综采工作面安全可靠运行的重要动力单元。近三十年来，国内的乳化液泵站的设计和制造技术取得了巨大的进步，主要技术参数得到了很大的提高。同时国内的大型煤矿也引进了众多厂家的乳化液泵站系统，使得我们对于

国外的乳化液泵站技术有了较为全面的了解。国外厂家采用新材料、新工艺制造乳

化液泵的关键部件，延长了整机的大修周期，提高了使用寿命。泵站采用电子监控

手段实现了多泵成组自动化运行，提高了泵站系统的可靠性。这些新的思路对于我

们开发研制高质量的矿用乳化液泵站具有很好的启示和借鉴作用。

1国内矿用乳化液泵站的现状及发展趋势

1．1 国内矿用乳化液泵站的组成

国内矿用乳化液泵站由两台泵或三台泵组成。采用一台使用一台备用或两台使用一

台备用的模式运行，通过手动操作隔爆电磁启动器完成乳化液泵的开停。乳化液泵上

安装有安全阀和液控的机械卸载阀，根据工作面对乳化液的需要实现乳化液泵压力

的自动调整。根据泵的流量大小配置一台或两台乳化液箱。液箱上安装有高压过滤器、交替阀和蓄能器，以完成两台乳化液泵高压液体的过滤和供液回路的自动切换。通过

使用浮球阀控制进水管的通断，并利用文丘里管的射吸原理来完成乳化油和水的自动

混台 .

1． 2 国内乳化液泵的技术现状

国内乳化液泵的生产单位厂家以无锡煤机，南京六合。浙江中煤等几家为代表，产

品结构大同小异。目前的流量系列有80、125、 160、200、250、315、 400、450、500、 550 等。流量乳化液泵大多采用卧式五柱塞结构，下面以使用较广泛的 400 泵为例，介绍国产乳化液泵的主要特点。该型泵额定压力31．5MPa，额定流量400 升／分，卧式三柱塞结构。总体上可分为动力端和液力端两大部分。动力端部分主

要由箱体、曲轴、连杆滑块和减速齿轮箱等组成。箱体采用高强度铸铁整体箱型结

构，箱内存有润滑油对运动部件实现飞溅润滑。曲轴采用两端支承方式。液力端主

要由柱塞、缸套组件和泵头组件等组成。采用分体式泵头，泵头体为整体钢锻件，

内有吸液阀、排液阀和排液孔，排液管将各泵头排液孔汇流孔连接起来。排液管一

侧装有安全阀，另一侧装有卸载阀。大功率的乳化液泵设有水冷的强制压力润滑系

统，主：要运来润滑曲轴连杆的滑动轴承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的

进液端还配有皮带驱动的增压泵以防止吸液腔产生的气蚀。

1． 3 国内矿用乳化液泵站的发展趋势

国产矿用乳化液泵站的发展趋势是在基本保持两泵一箱配置的基础上，通过增大单台乳化液泵的流量来提高泵站系统的流量。近年来有部分厂家和高校在研制泵站的保护系统，取得了一些技术成果，但功能还很不完善，目前都还没有推广应用。在

新材料的使用上，国内已有厂家在尝试使用陶瓷材料制造柱塞。在吸排液阀的结构

型式上，也有厂家采用平面密封的片式阀结构。

2国外矿用乳化液泵站的现状及发展趋势

2．1 国外矿用乳化液泵站的组成

国外的的矿用乳化液泵站一般由四台泵成，三台使用一台备用。配备完善的电控系

统可根据工作面的需要可实现一台泵到三台泵同时供液，满足综采工作面对乳化液流量大范围变化的需求，增加了整个系统的工作可靠性。根据单泵流量大小配置一

台或两台乳化液箱。装有过滤器和蓄能器的供回液小车完成对液体的过滤和稳压。

电控系统为集散式控制，可实现自动和手动两种模式运行。一台总控箱负责完成对

整套泵站的监控和参数设定，并向地面远程通讯；乳化液泵和乳化液箱各有一台分

控箱负责监控本台设备并将本地参数传送到总控箱。整套电控系统的功能有：乳化

液泵润滑油位、油温、油压的检测保护；电磁卸载阀的自动控制；乳化液箱自动补

液、配比和乳化油箱的油位保护；每台控制箱都可显示系统参数。

2．2 国外乳化液泵的技术现状

国内大型煤矿进口的乳化液泵主要来自英国雷波、德国卡马特和豪辛柯三家公司，

这些产品他们代表了世界上矿用乳化液泵设计制造的水平和发展方向。进口乳化液泵

全部采用卧式三柱塞结构。由于设计理念的不同，他们的设计重点从提高产品的

安全性，可靠性人手，尽量采用先进的电子技术为泵站提供种类齐全的监控保护功能，进少了人为的误操作，为高产高效综采机械化工作面中央集中控制打下了基础。下面

介绍国内引进量较大的英国雷波公司 $300 型乳化液泵的结构特征。该泵额定压

力37． 5MPa，额定流量 315 升，分，卧式三柱塞结构。传动箱体为分箱结构，便

于曲轴的安装调整并易于实现多点支承。曲轴由两支承支撑变为四支承，增加了曲

轴的刚性，提高曲轴的工作稳定性。采用了多点润滑回路环路改善了传动部件的工作

条件。泵头组件由泵头体、缸套、吸排液阀等元件组成。泵头体为整体锻件，强度高，内部密封圈少，维修方便。缸套内使用多个小弹簧压紧盘根密封，压紧力均衡，密封

可靠，寿命长。柱塞采用陶瓷材料，密度较小并且耐磨、防锈、有效延长了使用寿命。润滑油的冷却采用强制风冷和水冷方式，冷却效果良好，满载平衡

温度不高于 5O℃。通过联轴器上的风扇和机座壳体的作用，形成离心风机，实现

强制风冷；同时设置独立的冷却器对压力润滑油进行冷却。乳化液泵的卸载采用电

控外卸载方式，由控制系统根据设定压力自动控制卸载和加载。监控系统设有压力、温度、液位等传感器，实时监控泵站系统的运行状态并在参数异常时自动停机。

2．3 国外矿用乳化液泵站的发展趋势

国外矿用乳化液泵站的发展思路是通过增加乳化液泵的数量来满足矿井对泵站流量的

要求，即三台或四台乳化液泵与一台或两台液箱配套使用，最大可由三台乳化

液泵同时向工作面供液。目前国内引进的乳化液单泵最大流量为 430 升，分，供给综

采工作面的最大流量可达到为 1"290 升／分，足以满足大部分长断面大采高综采面的需求。通过电控系统来实现矿用乳化液泵站系统的自动有序运行，提高了系统

的灵活性和可靠性。主要的发展趋势是：采用吸排液阀同侧布置，提高乳化液泵的

可维护性；大量使用不锈钢和陶瓷材料，提高整机的可靠性和使用寿命；使用更多

的传感器，完善系统的监控，从而提高了设备的自动化程度；采用带有图形界面的

显示器，更加直观方便，提供了更加友好的人机交互环境。

3国内外矿用乳化液泵站的主要参数对比