隨著煤礦綜合機械化采煤技術(shù)的推廣應(yīng)用,新的技術(shù)不斷引入煤礦機械設(shè)備應(yīng)用中,提高了煤礦煤炭開采的高產(chǎn)高效成果。但是,先進的機械設(shè)備也存在一些技術(shù)設(shè)計的疏忽,造成這些設(shè)備在使用一段時間后往往會出現(xiàn)各種故障。下面結(jié)合我工作當(dāng)中綜采設(shè)備生產(chǎn)運行遇到的技術(shù)問題進行歸納總結(jié),并對設(shè)備存在的問題進行技術(shù)改造。
我所在的工作單位是陜煤集團神木紅柳林礦業(yè)公司,這里使用著國內(nèi)最先進的煤礦機械設(shè)備,也有著最優(yōu)越的煤炭開采資源。在2008年我礦的第一個長壁綜采工作面,使用了國內(nèi)最先進的刮板運輸機,裝機功率3×1000kW,運輸能力達到3000t/h。它的啟動方式是閥控調(diào)速型液力耦合器。
該設(shè)備投入生產(chǎn)后在運行過程中頻繁出現(xiàn)溫度過高、內(nèi)部結(jié)垢、閥組動作緩慢、甚至不動作等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。由于加載和排水閥不動作,為了保證生產(chǎn),使用手動強制加載,造成所有保護失效,從而對設(shè)備造成了很大的傷害。
為此煤礦領(lǐng)導(dǎo)積極組織相關(guān)機電技術(shù)人員與廠家通過技術(shù)交流、問題分析、缺陷研究,對設(shè)備進行了改造。通過改造設(shè)備可靠性得到了很大提高,并在紅柳林煤礦綜采隊進行了推廣。
為了說明具體問題,我先介紹閥控調(diào)速型液力耦合器的工作原理:
1 閥控調(diào)速型液力耦合器
它是安裝在電機和減速器之間的一個緩沖啟動裝置,由一個泵輪和渦輪組成,由水作為動力傳遞介質(zhì)。在電機旋轉(zhuǎn)時帶動泵輪,與此同時通過注水閥給耦合器注水,當(dāng)水量逐漸增加時,泵輪帶動液體介質(zhì),通過液體介質(zhì)再帶動渦輪使渦輪帶動減速器運轉(zhuǎn)。注水達到規(guī)定數(shù)量時,充液閥關(guān)閉設(shè)備正常運行,當(dāng)運行過程中介質(zhì)水溫度達到55℃時,排水閥打開,排出一少部分水,然后再以很快的速度,打開充液閥進行補水,同時排液閥關(guān)閉,從而達到降低水溫的作用,耦合器長期保持在一個允許溫度范圍內(nèi)工作。停機時,排水閥打開,利用慣性將耦合器中水排出,保證下次啟動時空載啟動。
2 閥控調(diào)速型液力耦合器運行中存在的問題
(1)自帶的PLC控制閥組系統(tǒng),由于繁瑣的控制邏輯,導(dǎo)致控制系統(tǒng)故障頻發(fā),頻繁停機。
(2)在啟動瞬間需要大量水,供水量必須達到240L/min,動態(tài)供水壓力必須維持在4bar~12bar之間。
(3)當(dāng)運行的水溫達到55℃時,才進行一次換水周期,易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象,同時存在換水不加載的現(xiàn)象。
改造方案如下。
為了解決以上問題對設(shè)備造成的影響,通過查找相關(guān)資料和對系統(tǒng)工作原理進行仔細(xì)分析,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致閥控調(diào)速型液力耦合器影響生產(chǎn)的根本原因是閉路水循環(huán)系統(tǒng)水溫過高,降低系統(tǒng)中的水溫是解決問題的關(guān)鍵。于是我們決定在原有閉路水循環(huán)系統(tǒng)進行改造,使形成開路動態(tài)水循環(huán)系統(tǒng),達到降低系統(tǒng)中的水溫目的。(圖1,圖2)
2.1改造安裝
在配套組合閥組中,甩掉排液閥、截止閥、一個電磁線圈、外額外冷卻系統(tǒng)。在閥控調(diào)速型液力耦合器中,甩掉壓力開關(guān)、溫度開關(guān)。同時將原PLC控制系統(tǒng)進行軟件程序更新,使原有的閉路水循環(huán)系統(tǒng)改造成開路動態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)。
2.2工作原理
電機啟動數(shù)秒,電磁閥得電,組合閥組開啟,耦合器充液。PLC控制模塊開始監(jiān)測偶合器內(nèi)部液位,壓力達到設(shè)定值1.3bar,充液停止,耦合器正常運行。隨著耦合器內(nèi)部工作液不斷排出,當(dāng)液力控制壓力低于1.0bar時,PLC控制模塊發(fā)出工作液缺少的信號,閥組自動打開,耦合器開始自動補液,直到控制模塊再次發(fā)出液滿信號為止。耦合器充液又達到額定液位,閥組關(guān)閉,耦合器正常運行。運行時自身的冷卻循環(huán)過程表現(xiàn)為工作水的常排水,和間歇性瞬間補水過程。
2.3改造后優(yōu)點
(1)控制系統(tǒng)性能可靠,不存在原控制系統(tǒng)耦合器不排液現(xiàn)象。(無排液閥,始終常排液)
(2)正常運行時,耦合器換水頻繁,溫度始終保持在35℃以下,不易結(jié)垢。
(3)耦合器每次換水量很小,不會出現(xiàn)原系統(tǒng)換水不加載的問題。
3 結(jié)語
綜上所述,此次綜采刮板運輸機閥控調(diào)速型耦合器的改造是根據(jù)紅柳林礦井井下實際生產(chǎn)需要對設(shè)備功能做了重要改進,使工作面在采煤產(chǎn)量、設(shè)備使用效率、節(jié)支降耗等方面都有較大提升,為礦井的高產(chǎn)高效提供了技術(shù)上的支