國(guó)內(nèi)外乳化液泵站的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、WoR格式國(guó)內(nèi)外乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)概述泵是伴跟著產(chǎn)業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。19世紀(jì)時(shí)，國(guó)外已有了比較完整的泵的型式和品種，并得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1880年左右，一般用途的離心泵產(chǎn)量占整產(chǎn)量的90%以上，而動(dòng)力裝置用泵、化工泵、礦山用泵等特殊用途的泵，僅占整個(gè)泵產(chǎn)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%D據(jù)目前發(fā)展趨勢(shì)，特殊用途的泵，會(huì)比一般用途的泵所占比例還要進(jìn)步。早在20世紀(jì)初，潛水污水泵由美國(guó)首先研制成功，用它來(lái)代替深井泵。隨后，西歐各國(guó)也接踵進(jìn)行研制，并且不 斷加以改進(jìn)，逐步完善。如德國(guó)的萊茵褐煤礦，使用各種 潛水污水泵2500多臺(tái)，容

2、量最高的達(dá) 1600kW 揚(yáng)程410m我國(guó)的潛水污水泵是 20世紀(jì)60年代，發(fā)展起來(lái)的，其中功課面潛水電泵在南方早已用于農(nóng)田的澆灌， 且中小容量的潛水電泵已形成系列，并批量投入了出產(chǎn)。容量高電壓的潛水電泵、 潛水電念頭也接踵面世，5001200kw的大型潛水電泵均已在礦山投入運(yùn)行。通常 把用來(lái)抽吸液體、輸送液體和使液體增加壓力的機(jī)器統(tǒng)稱(chēng)為泵。從能量觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)， 泵是一種轉(zhuǎn)換能量的機(jī)器，它把原念頭的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被輸送液體的能量，使液體 的流速和壓力增加。泵一般是用來(lái)將液體從地勢(shì)較低的地方抽吸上來(lái)，沿管路輸送 到地勢(shì)較高的地方去。例如，我們?nèi)粘Ｒ?jiàn)到的，用泵把河流，池塘中的水抽上來(lái)往 農(nóng)田里澆灌；又如

3、把地下深井里的水抽吸上來(lái)并送到水塔上去等。因?yàn)橐后w經(jīng)由泵 后壓力可以進(jìn)步，所以泵的作用也可以用來(lái)將液體從壓力較低的容器中抽吸出來(lái)， 并克服沿途的阻力輸送到壓力較高的容器中或其他需要的地方，例如，鍋爐給水泵 從低壓水箱中抽吸水往壓力較高的鍋爐汽包內(nèi)給水。泵的機(jī)能范圍很廣，巨型的泵 流量可大達(dá)幾十萬(wàn)in / h以上；而微型的泵流量則在幾十mLZ h以下。其壓力可從常壓一直高達(dá)1000MPa以上。它輸送液體的溫度最低可到200° C以下，最高可達(dá)800° C以上。泵輸送液體的種類(lèi)良多，它可以輸送水（凈水、污水等）、油液、酸堿液、乳化液、懸浮液和液態(tài)金屬等。國(guó)內(nèi)外礦用礦用乳化液泵礦

4、用乳化液泵站是煤礦井下現(xiàn)代化高產(chǎn)高效綜采工作 面的關(guān)鍵設(shè)備之一，是保證綜采工作面安全可靠運(yùn)行的重要?jiǎng)恿卧＝陙?lái)， 國(guó)內(nèi)的乳化液泵站的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，主要技術(shù)參數(shù)得到了很大 的提高。同時(shí)國(guó)內(nèi)的大型煤礦也引進(jìn)了眾多廠家的乳化液泵站系統(tǒng)，使得我們對(duì)于 國(guó)外的乳化液泵站技術(shù)有了較為全面的了解。國(guó)外廠家采用新材料、新工藝制造乳 化液泵的關(guān)鍵部件，延長(zhǎng)了整機(jī)的大修周期，提高了使用壽命。泵站采用電子監(jiān)控 手段實(shí)現(xiàn)了多泵成組自動(dòng)化運(yùn)行，提高了泵站系統(tǒng)的可靠性。這些新的思路對(duì)于我 們開(kāi)發(fā)研制高質(zhì)量的礦用乳化液泵站具有很好的啟示和借鑒作用。1國(guó)內(nèi)礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1. 1國(guó)內(nèi)礦

5、用乳化液泵站的組成國(guó)內(nèi)礦用乳化液泵站由兩臺(tái)泵或三臺(tái)泵組成。采用一臺(tái)使用一臺(tái)備用或兩臺(tái)使用一 臺(tái)備用的模式運(yùn)行，通過(guò)手動(dòng)操作隔爆電磁啟動(dòng)器完成乳化液泵的開(kāi)停。乳化液泵 上安裝有安全閥和液控的機(jī)械卸載閥，根據(jù)工作面對(duì)乳化液的需要實(shí)現(xiàn)乳化液泵壓 力的自動(dòng)調(diào)整。根據(jù)泵的流量大小配置一臺(tái)或兩臺(tái)乳化液箱。液箱上安裝有高壓過(guò) 濾器、交替閥和蓄能器，以完成兩臺(tái)乳化液泵高壓液體的過(guò)濾和供液回路的自動(dòng)切 換。通過(guò)使用浮球閥控制進(jìn)水管的通斷，并利用文丘里管的射吸原理來(lái)完成乳化油 和水的自動(dòng)混臺(tái).1. 2國(guó)內(nèi)乳化液泵的技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)乳化液泵的生產(chǎn)單位廠家以無(wú)錫煤機(jī)，南京六合。浙江中煤等幾家為代表，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。目前

6、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臥式五柱塞結(jié)構(gòu)，下面以使用較廣泛的400泵為例，介紹國(guó)產(chǎn)乳化液泵的主要特點(diǎn)。該型泵額定壓力31. 5MPa額定流量400升/分，臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。總體上可分為動(dòng)力端和液力端兩大部分。動(dòng)力端部分主要由箱體、曲軸、連桿滑塊和減 速齒輪箱等組成。箱體采用高強(qiáng)度鑄鐵整體箱型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)存有潤(rùn)滑油對(duì)運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)飛濺潤(rùn)滑。曲軸采用兩端支承方式。液力端主要由柱塞、缸套組件和泵頭組件等組成。采用分體式泵頭，泵頭 體為整體鋼鍛件，內(nèi)有吸液閥、排液閥和排液孔，排液管將各泵頭排液孔匯流孔連接起來(lái)。排液管 側(cè)裝

7、有安全閥，另一側(cè)裝有卸載閥。大功率的乳化液泵設(shè)有水冷的強(qiáng)制壓力潤(rùn)滑系 統(tǒng)，主：要運(yùn)來(lái)潤(rùn)滑曲軸連桿的滑動(dòng)軸承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的 進(jìn)液端還配有皮帶驅(qū)動(dòng)的增壓泵以防止吸液腔產(chǎn)生的氣蝕。1. 3國(guó)內(nèi)礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)產(chǎn)礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢(shì)是在基本保持兩泵一箱配置的基礎(chǔ)上，通過(guò)增大單 臺(tái)乳化液泵的流量來(lái)提高泵站系統(tǒng)的流量。近年來(lái)有部分廠家和高校在研制泵站的 保護(hù)系統(tǒng)，取得了一些技術(shù)成果，但功能還很不完善，目前都還沒(méi)有推廣應(yīng)用。在 新材料的使用上，國(guó)內(nèi)已有廠家在嘗試使用陶瓷材料制造柱塞。在吸排液閥的結(jié)構(gòu) 型式上，也有廠家采用平面密封的片式閥結(jié)構(gòu)。2國(guó)外礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)

8、展趨勢(shì)2. 1國(guó)外礦用乳化液泵站的組成國(guó)外的的礦用乳化液泵站一般由四臺(tái)泵成，三臺(tái)使用一臺(tái)備用。配備完善的電控系 統(tǒng)可根據(jù)工作面的需要可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)泵到三臺(tái)泵同時(shí)供液，滿足綜采工作面對(duì)乳化液 流量大范圍變化的需求，增加了整個(gè)系統(tǒng)的工作可靠性。根據(jù)單泵流量大小配置一 臺(tái)或兩臺(tái)乳化液箱。裝有過(guò)濾器和蓄能器的供回液小車(chē)完成對(duì)液體的過(guò)濾和穩(wěn)壓。 電控系統(tǒng)為集散式控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式運(yùn)行。一臺(tái)總控箱負(fù)責(zé)完成對(duì) 整套泵站的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)定，并向地面遠(yuǎn)程通訊；乳化液泵和乳化液箱各有一臺(tái)分 控箱負(fù)責(zé)監(jiān)控本臺(tái)設(shè)備并將本地參數(shù)傳送到總控箱。整套電控系統(tǒng)的功能有：乳化 液泵潤(rùn)滑油位、油溫、油壓的檢測(cè)保護(hù)；電磁卸載

9、閥的自動(dòng)控制；乳化液箱自動(dòng)補(bǔ) 液、配比和乳化油箱的油位保護(hù)；每臺(tái)控制箱都可顯示系統(tǒng)參數(shù)。2. 2國(guó)外乳化液泵的技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)大型煤礦進(jìn)口的乳化液泵主要來(lái)自英國(guó)雷波、德國(guó)卡馬特和豪辛柯三家公司， 這些產(chǎn)品他們代表了世界上礦用乳化液泵設(shè)計(jì)制造的水平和發(fā)展方向。進(jìn)口乳化液 泵全部采用臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)理念的不同，他們的設(shè)計(jì)重點(diǎn)從提高產(chǎn)品的 安全性，可靠性人手，盡量采用先進(jìn)的電子技術(shù)為泵站提供種類(lèi)齊全的監(jiān)控保護(hù)功 能，進(jìn)少了人為的誤操作，為高產(chǎn)高效綜采機(jī)械化工作面中央集中控制打下了基礎(chǔ)。 下面介紹國(guó)內(nèi)引進(jìn)量較大的英國(guó)雷波公司$300型乳化液泵的結(jié)構(gòu)特征。該泵額定壓力37 . 5MPa額定流量315

10、升，分，臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)箱體為分箱結(jié)構(gòu)，便 于曲軸的安裝調(diào)整并易于實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)支承。曲軸由兩支承支撐變?yōu)樗闹С?，增加了?軸的剛性，提高曲軸的工作穩(wěn)定性。采用了多點(diǎn)潤(rùn)滑回路環(huán)路改善了傳動(dòng)部件的 工作條件。泵頭組件由泵頭體、缸套、吸排液閥等元件組成。泵頭體為整體鍛件， 強(qiáng)度高，內(nèi)部密封圈少，維修方便。缸套內(nèi)使用多個(gè)小彈簧壓緊盤(pán)根密封，壓緊力 均衡，密封可靠，壽命長(zhǎng)。柱塞采用陶瓷材料，密度較小并且耐磨、防銹、有效延 長(zhǎng)了使用壽命。潤(rùn)滑油的冷卻采用強(qiáng)制風(fēng)冷和水冷方式，冷卻效果良好，滿載平衡 溫度不高于5OC。通過(guò)聯(lián)軸器上的風(fēng)扇和機(jī)座殼體的作用，形成離心風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)制風(fēng)冷；同時(shí)設(shè)置獨(dú)立的冷卻器對(duì)壓力

11、潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻。乳化液泵的卸載采用電 控外卸載方式，由控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)控制卸載和加載。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有壓力、 溫度、液位等傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵站系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并在參數(shù)異常時(shí)自動(dòng)停機(jī)。2. 3國(guó)外礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外礦用乳化液泵站的發(fā)展思路是通過(guò)增加乳化液泵的數(shù)量來(lái)滿足礦井對(duì)泵站流 量的要求，即三臺(tái)或四臺(tái)乳化液泵與一臺(tái)或兩臺(tái)液箱配套使用，最大可由三臺(tái)乳化 液泵同時(shí)向工作面供液。目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的乳化液?jiǎn)伪米畲罅髁繛?30升，分，供給綜采工作面的最大流量可達(dá)到為1"290升/分，足以滿足大部分長(zhǎng)斷面大采高綜采面的需求。通過(guò)電控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)礦用乳化液泵站系統(tǒng)的自動(dòng)有序運(yùn)行，提高了系統(tǒng)

12、的靈活性和可靠性。主要的發(fā)展趨勢(shì)是：采用吸排液閥同側(cè)布置，提高乳化液泵的 可維護(hù)性；大量使用不銹鋼和陶瓷材料，提高整機(jī)的可靠性和使用壽命；使用更多 的傳感器，完善系統(tǒng)的監(jiān)控，從而提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度；采用帶有圖形界面的 顯示器，更加直觀方便，提供了更加友好的人機(jī)交互環(huán)境。3國(guó)內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要參數(shù)對(duì)比為了便于對(duì)比國(guó)內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要差別，以流量為315升/分的機(jī)型為例，表1中列出了國(guó)內(nèi)外主要型號(hào)乳化液泵的參數(shù)，表2列出了國(guó)內(nèi)外礦用乳化液泵站的主要特征。型號(hào)額定材料柱塞柱塞柱;塞曲軸輸入生產(chǎn)廠家I-I壓行直徑數(shù)轉(zhuǎn)功率S30037 5 陶瓷 6(力程目速)623602225英國(guó)雷y波

13、K25O5O33.5 陶瓷100553450200德國(guó)卡馬特hEH一 3K20035.7PRB931.5 鋼 7648鋼 9853315498200490200德國(guó)平頂山煤機(jī)豪辛柯廠GRB315/31.531.5 鋼 66455650200 無(wú)錫煤機(jī)廠BRW315/3I.531.5 鋼 60505532200 南京六合煤機(jī)表1國(guó)內(nèi)外乳化液泵參數(shù)從表1中可以看出，國(guó)外乳化液泵全部采用三柱塞結(jié)構(gòu)，額定壓力較高，普遍采用了陶瓷材料制造柱塞；而國(guó)產(chǎn)乳化液泵全部采用了五柱塞結(jié)構(gòu)，柱塞材料以鋼為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)表面處理制造而成，反應(yīng)出了國(guó)內(nèi)外在材料和加工工藝方面的差別。表2中顯示了國(guó)內(nèi)外乳化液泵泵站組成及控制方

14、式的不同。得益于電子控制方式的應(yīng)用，選用相同流量的 單泵，國(guó)外的泵站可以提供更大的流量，能更好的兼顧工作面的流量需求和泵站的可靠 性要求。II' 1L - SIwMwWWBW>BIWWWWWlwSWIWWWBgrW型號(hào)泵站型式電子監(jiān)S300四泵一箱有機(jī)監(jiān)控卸載方式大修周期生產(chǎn)廠家 電卸載 3年英國(guó)雷波OoUU四泵J丿箱有機(jī)K25050四泵一箱有1電卸載311英國(guó)雷波機(jī) 由卸載 3 年德玉-瑪特K25050四泵J 片箱有EHP-3K200 四泵一3機(jī)電卸載3 年德玉、瑪特箱有機(jī)械卸載3年德國(guó)豪辛柯PRB9兩泵箱無(wú)機(jī)械卸載 2年平頂山煤機(jī)廠GRB315/31.5兩泵一箱無(wú)機(jī)械卸載 2

15、年無(wú)錫煤機(jī)廠BRW3I5/31.5兩泵一箱無(wú)機(jī)械卸載2年南京六合煤機(jī)表2國(guó)內(nèi)外礦用乳化液泵站特征5結(jié)語(yǔ)我國(guó)的礦用乳化液泵站制造水品與國(guó)外的差距是客觀存在的，我們應(yīng)該充分利用后發(fā)優(yōu) 勢(shì)，從高起點(diǎn)人手，消化吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，盡快縮短同世界先進(jìn)國(guó)家在礦用礦用乳 化液泵站制造水上的差距。同時(shí)借助于國(guó)內(nèi)煤礦快速發(fā)展的需求，利用近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)礦 用電氣發(fā)展的成果，結(jié)合我國(guó)實(shí)際國(guó)情，研制出具有世界先進(jìn)水平的礦用乳化液泵站系 統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)高產(chǎn)高效長(zhǎng)距離綜工作面集中控制打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)產(chǎn)高性能礦用乳 化液泵站的開(kāi)發(fā)思路為使我國(guó)礦用乳化液泵站設(shè)計(jì)制造水平上一個(gè)新的臺(tái)階，利用國(guó)內(nèi) 引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備的良好機(jī)遇，對(duì)國(guó)外的先進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行消化吸收，縮短差距。通過(guò)在使用現(xiàn) 場(chǎng)跟蹤使用情況，維修現(xiàn)場(chǎng)了解維護(hù)情況，收集有用的資料。特別是利用維修機(jī)會(huì)對(duì)乳 化液泵的關(guān)鍵元部件，如曲軸，滑塊，柱塞，吸排液閥等進(jìn)行材料分析，尺寸測(cè)繪，逐 步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。在關(guān)鍵元部件試驗(yàn)成功后，就可以比較容易地完成整機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。在此 基礎(chǔ)上結(jié)合煤礦實(shí)際使用要求，設(shè)計(jì)出具有自己特色的先進(jìn)礦用乳化液泵站系統(tǒng)。礦用 乳化液泵站只有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，才能大幅提高產(chǎn)品的可靠性和附加值。電控系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)要堅(jiān)持高起點(diǎn)、多功能、高可靠性的原則，盡量選用