選煤廠定量裝車站液壓系統優化設計及改造

解利平

摘要：隨著我國的經濟在快速的發展，社會在不斷的進步，我國的煤礦企業發展十分迅速，神東礦區定量裝車站作為選煤廠煤炭運輸的重要環節，由電控、采樣、液壓、稱重等多個系統構成，其中液壓系統作為裝車站動力配煤的主要系統，不僅要求各個液壓元件的性能良好可靠，更要求整個系統的具有較高的穩定性，從而降低裝車過程中的非停時間，提高裝車效率，本文通過對該選煤廠液壓系統存在問題進行分析，通過設計，并實施改造，最終顯著提高了該選煤廠裝車站整體性能。

關鍵詞：選煤廠;液壓系統;優化改造

1結構設計

快速自動定量裝車系統的結構是一種全鋼工業塔樓是結構，最上端為輸送機的末端。從上之下，快速自動定量裝車系統的機構依次由緩沖倉、定量倉以及裝車溜槽。該結構復雜度高、體積龐大、載荷波動量較大。因此，快速自動定量轉車系統結構的安全、穩定是設計的關鍵目標。在進行結構設計時，除遵循并參考《高層民用建筑鋼結構技術規范》、《鋼結構連接節點設計手冊》以及《抗震設計規范》外，還需要使用?ANSYS、SAP2000以及?Tekla?Structure?等有限元軟件對所設計的結構進行抗震動力學分析和優化設計，使其結構的可靠性和安全性進一步提高。緩沖倉和定量倉都是一種漏斗式筒倉結構，定量倉的容量較小，約為緩沖倉的?1/3。緩沖倉對待裝的煤起到一個緩沖和存儲的作用，設置有四閥門，開始向定量倉輸送煤時，四個閥門都開啟，根據實際運輸煤的情況，以此開啟三個閥門，兩個閥門和一個閥門。在定量倉的底部由四個稱重傳感器支撐，對待裝的煤進行精確稱重。待裝的煤由定量倉經溜槽裝入列車車廂。快速自動定量裝車系統的溜槽一般分為垂直?伸縮溜槽和擺動溜槽兩種。擺動溜槽主要由水平移動油缸、轉動軸、回轉溜槽、導向溜槽、伸縮油缸、伸縮溜槽以及牽引鋼絲繩等結構組成。垂直伸縮溜槽主要由水平移動滾輪、水平移動油缸、導向溜槽、垂直移動滾輪、垂直伸縮油缸以及防溢襯板等組成。上述兩種溜槽各有優缺點。快速自動定量裝車系統的液壓系統控制電磁閥、液壓油缸的往復運動，進而控制緩沖倉的閥門的開關，溜槽的升降。液壓系統在快速自動定量裝車系統中的起著較為關鍵的作用，其控制精度，直接影響的裝車精度和裝車質量。

2裝車站液壓系統組成

大柳塔選煤廠702裝車塔主要機械設備包括鋼結構支撐、緩沖倉、定量倉及液壓平板閘門、液壓裝車溜槽等設備。這些設備都在電控室的指令下，由液壓系統提供動力，由控制閥控制各自的液壓缸來工作，使物料從緩沖倉卸到定量倉準確稱重后裝到各個車廂中。主要由緩沖倉、定量倉、砝碼校正裝置、雙翼型液壓平板閘門、擺動式裝車溜槽組成，此外裝車站內部還配有一套三級采樣設備，用于采集分析物料，以便下一步分析物料成分及熱值。液壓系統是保證裝車站能校正稱重、自動配煤、自動裝車的系統，即利用緩沖倉、設計稱重倉、液壓系統、控制系統、稱重系統和可提升式擺動裝車溜槽等配合，通過機車或鐵牛牽引實現快速裝車目的。液壓控制系統為裝車站各部分動作提供動力源，與電氣控制系統配合，實現稱重、產品倉及定量倉閘板的開閉、裝車溜槽的升降等動作。液壓控制系統主要由以下部分組成：①液壓主回路，即泵站、油箱及卸荷、保護回路。②溜槽控制回路。③裝車閘門控制回路。④裝車閘門保護回路。⑤試重控制回路。⑥緩沖閘門控制回路。⑦加熱、冷卻、過濾、補油輔助回路。

3優化設計及改造

3.1快速裝車站工作流程

快速裝車站主要由緩沖倉、定量倉、裝車溜槽以及緩沖倉和定量倉下的對開液壓閘門組成，緩沖倉下有4個對開液壓閘門，共計8組液壓缸驅動。定量倉下有1對對開液壓閘門，共計2片閘門，分別由2條液壓缸驅動。最下方為可擺動裝車溜槽，通過鋼絲繩及滑輪組由液壓缸驅動上升獲下降。當列車到達裝車塔下時，緩沖倉隨即向定量倉中配煤，配入定量倉中的煤量應根據列車車廂容量設定。為了保證精度，定量倉下設有稱重傳感器，稱重傳感器實時探測定量倉中的煤量，程序根據當前煤重來控制緩沖倉下的4對共8片液壓閘門來實現定量倉的定量。當定量倉煤量達到預定重量時，緩沖倉下裝料閘門已全部關閉，此時由裝車溜槽閘門向列車車廂中放煤。放煤過程中，操作人員隨時控制裝車溜槽升降液壓缸，以調整裝車溜槽裝車角度。煤量放夠后，裝車閘門自動關閉，此時緩沖倉向定量倉繼續為下節車皮配煤，從而實現定量自動裝車。

3.2定量倉稱重系統

稱重系統與緩沖倉卸料閘門、定量倉閘門實現聯鎖控制，緩沖倉閘門設有打開給料、調整給料、計量給料和關閘等自動操作程序。為實現緩沖倉向稱量倉中的自動漸進式配料，程序根據稱重的瞬時值來控制緩沖倉4個閘板的開閉時間和開閉位置。稱重系統的核心是稱重傳感器，稱重傳感器的性能好壞影響裝車系統整體的可靠性、精確性和穩定性。裝車站的工況大多比較惡劣，動作頻繁、沖擊大、粉塵多。定量倉全部載荷靠傳感器來支承，因此對其抗沖擊、抗偏載性能的性能要求很高。本項目稱重傳感器的選型要求：密封等級應高于IP67;精度優于0.?3?%o?;安全超載大于額定承載的150%以上;最大超載大于額定承載的300%以上根據以上要求，選用美國ThermoRamsey公司的9340型稱重傳感器和MT2200稱重控制器，儀器本身測量誤差小于0.?3?%o，其準確性可通過祛碼校對系統進行驗證，單車裝車精度可達0.1;整列裝車誤差不超過士0.05%?o?標定祛碼系統對稱布置在定量倉兩側，每年由中國法定計量機構對祛碼進行檢定，日常維護中保證其不銹蝕、不剝落掉重等，能夠驗證稱重系統的準確度，測試過程操作方便，在操作室內就可完成。

3.3控制系統設計

PLC?控制器獲取稱重單元、料位監測單元、以及車輛信息單元的數據，進行對給煤機、輸送機以及閥門和溜槽進行控制。同時，PLC?控制器將裝車系統的參數信息、實時數據信息上傳至?HMI?人機界面進行顯示、故障提醒以及控制。稱重單元的作用是對待裝的煤進行精確稱重，并將稱重信息發送給?PLC?控制器，由?PLC?控制器根據該信息進行邏輯控制。料位監測單元是實時監測緩沖倉中的煤量是否達到最大溢煤位置，并該將信息發送給?PLC?控制器。車輛監測單元是對待裝車輛信息進行采集，待裝車輛信息的不同，裝車參數是有變化的。在操作室，操作人員根據車輛信息輸入指定的裝車參數，從而才能進行自動快速定量裝車。PLC?獲取上述信息后，進行邏輯控制判斷，進而控制輸送機啟停、給煤機啟停、緩沖倉閥門開啟?/?關閉、溜槽升降閥門開啟?/?關閉。

結語

傳統選煤廠快速定量裝車系統設計與使用目標的載體都是針對鐵路部門標準機車車廂進行裝載作業的，無法用于一些特殊的裝載載體。而本文提出的設計改造方法有其獨特的優點，可用于集裝箱的裝載。（1）使得原有的快速定量裝車系統在兼顧裝載集裝箱這種特殊載體和擺放方式的同時，也勝任鐵路部門標準車廂的裝載作業。在對標準車廂及集裝箱的實際裝載作業中發現，裝載煤量的精確度、煤型的平整度、裝載作業的連貫性都達到了預期效果。快速定量裝車系統經過設計改造之后完全能滿足集裝箱與標準車皮的裝載作業。（2）提高了選煤廠煤炭產品的成塊率，減少了中途運輸的煤塵外揚，降低了轉載的工序及成本，提高了煤炭企業的效益。

參考文獻

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