乳化液泵站的功能及作用

乳化液泵站的功能及作用

目前我国乳化液泵站生产厂商众多，乳化液泵站均为二泵一箱的标准配置，即2 台乳化液泵，配套 1 台乳化液箱。国外乳化液泵站以英国雷波、德国卡马特为代表，生产的乳化液泵站较国内乳化液泵站多出一套电气控制系统。该控制系统主要起到就地启停、电磁卸荷的作用。就地启停指每台乳化泵旁边配置一个独立开关控制箱，对乳化液泵站实现启停控制。而国内乳化液泵站都是通过前级防爆开关或组合开关实现乳化液泵站启停。国内乳化液泵站都是通过卸载阀来实现机械卸载，而国外乳化液泵站在机械卸载的基础上，可以通过电控系统实现电磁卸载。另外国外乳化液泵站还具备一些开关量保护功能，以英国雷波泵站为代表，在乳化液泵具备的保护有：低油位、低油压、油温和隔离阀开关等；乳化液箱具备的保护有：低液位、高温度、系统超压力、爆管和增压泵压力。

不论是国内还是国外乳化液泵站，普通型乳化液泵站的乳化液配制由人工操作完成，全部采用容积量比模式配液，液位无法控制，用手持式光学折射仪测量其浓度，不能在线监控，配比浓度误差较大，影响了支护系统的使用寿命；乳化液泵的电机是直接工频启动，启动电流是额定电流的 5 ～7 倍，对电网的冲击很大，而且由于启动冲击引起的液压脉动、机械振动很大，存在很大的安全隐患；乳化液泵站长期在额定转速下运转，浪费了三分之二的功效，耗能大，效率低，大大缩短了乳化液泵和液压设备的寿命周期。卸载阀长期在无功状态下卸载，造成乳化液温度急剧上升，最终高温乳化液进入支架系统，迅速降低支架内腔金属镀层及密封部件的使用寿命。整个系统缺少有效的保护措施，致使乳化液泵站整个系统由于个别环节的错误操作，造成停机，或个别系统故障率高，影响整个工作面的采煤效率。这就要求作为井下采煤工作面液压支架支护系统动力源的乳化液泵站，要有运行数据的处理技术、远程传输技术、在线监控技术和综合保护技术，实现乳化液泵站的数据监测管理和集中控制及综合保护。为解决这些问题，潞安环能股份公司设备租赁站与山东博山防爆电器厂有限公司联合开发了智能型乳化液泵站。

2、智能型乳化液泵站的产品特点

智能型乳化液泵站分两种模式，一是采用配液与供液分离的模式，实现一采区一配液；二是采用配液与供液联合的模式，实现一工作面一配液。‘不论是配液与供液分离还是联合，与普通型乳化液泵相比，智能乳化液泵的泵组部分多出了7 个传感器，分别是：电机两端轴承温度监测，电机绕组温度监测，乳化液泵油位、油温和油压监测，蓄能器的压力监测。通过传感器采集到的相关数据，可以通过数据传输至智能型乳化液泵站的控制系统显示器上。智能型乳化液泵站较普通型乳化液泵站，主要多出以下功能：

1) 乳化液浓度在线监控，自动配比。普通型乳化液泵站主要是通过人工在液箱内加油的方式，使用手持式光学折射仪对浓度进行测量，然后再通过测量结果，人工加油、加水的方式对乳化液浓度进行调节，最终使乳化液浓度范围控制在3％～5％之间。智能型乳化液泵站配比乳化液浓度，首先采用自动控制量比的方式，如设定一个乳化液浓度值，通过量比的方式按比例加油加水，然后通

过液箱内的乳化液浓度传感器，对浓度进行在线监测，通过监测到的浓度情况，再将信号反馈给加油、加水的电磁阀开关，对乳化液浓度进行微调，最终使乳化液浓度达到设定值。采用自动配比乳化液浓度的方式，能够可靠保证乳化液的质量，增加综采工作面液压系统的使用寿命，并大大减轻了工人劳动强度。

2 )变频恒压供液控制。普通乳化液泵的电机是直接工频启动，启动电流是额定电流的5 ～7倍，对电网的冲击很大，而且由于启动冲击引起的液压脉动、机械振动很大，存在很大的安全隐患。智能型乳化液泵站采用工频与变频相结合的方式，通过在线监测工作面液压系统的用液情况，变频控制乳化液泵电机的运行，使传统的乳化液泵及电机一直满负荷运行的情况得到改善，实现变频恒压供液，降低了设备的故障率且增加了设备的使用寿命。另外变频控制还具备一定的节能效果，符合国家节能减排的政策。

3 )自动调平。煤矿井下是一个条件非常复杂的场所，综采工作面巷道通常都起伏不定，有时地势较高，有时地势较低，而综采工作面回采时，乳化液泵站目前是通过跟随工作面巷道电气列车行走，这就造成乳化液泵站运行时不能保持平稳。采用自动调节平衡的功能，在乳化液泵站平板车上，加装调高油缸，通过对乳化液泵站平板车的倾角监测，由智能型乳化液泵站控制系统，对监测到的数据进行分析，使平板车上的调高油缸做出相应动作，保持乳化液泵站始终与重力线垂直的运行状态。

4 ) 吸液、回液过滤器定时在线自动反冲洗。乳化液泵站及工作面液压支架是一个密封的液压系统，长时间运行会造成密封的液压系统中有许多杂质，这些杂质主要是由胶管碎皮、支架锈蚀颗粒物和乳化液本身析出物等组成。为保证乳化液的洁净度，在乳化液泵吸液和液压支架回液处，安装定时在线自动反冲洗过滤器，通过定时在线自动反冲洗，能够有效保证乳化液洁净度。

5 ) 保护更加齐全。智能型乳化液泵站控制系统增加了更多的保护装置，主要有变频控制装置的过流、过载、漏电、短路、欠压、过压和缺相等保护；泵站系统实现缺油、吸空、爆管、电机轴承温度、绕组温度、油温、油压、油位和蓄能器压力等保护。

6 ) 数据上传。智能型乳化液泵站控制系统显示了乳化液泵站运行的各项参数，如乳化液泵及电机上安装的

7 个传感器监测值，液箱的液位、乳化液浓度，调平油缸的行程等众多参数。为实现自动化工作面，实现乳化液泵站为综采工作面其它设备的联合运行，将乳化液泵站控制系统监测到的所有数据，通过R S485 通讯接口，对数据上传至井下主控计算机和地面调度指挥中心。

3、智能型乳化液泵站使用的不足之处

1)自动配液系统当前不具备配液用水及乳化油脂的化验功能。如水的硬度、酸根离子和氯离子等。

2)自动配液箱不具备箱体内壁自动冲洗功能。乳化油的附着物会吸附在箱壁上，不易清洗。

3 )大流量供液状态下，单台变频器的变频效果会降低，应考虑一机(变频器)双泵(乳化泵)控制，或双变频器联动控制。

4 ) 乳化液泵和电机一旦被损坏，则相应安装在泵及电机上的传感器及线路也需要进行相应的修理，而一般乳化液泵及电机厂商不具备修理能力。