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快速装车站防冻液喷洒系统设计与应用_马永华

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选煤厂防冻液自动喷洒装置设计

选煤厂防冻液自动喷洒装置设计

冻 车 现象 。根 据 实 际需 要 ． 在 研 究 现 有 防 冻 液 喷 洒 系 统 的基 础 上 ， 设计 了一 套 防冻 液 自动 喷 洒 系 统 能 根 据 气 温 变 化 自动 调 节 防 冻 液 喷 洒量 ． 车厢 之 间连 接 空档 部分 经 过 喷 洒 区 时 ， 防冻 液 会 喷到 车厢 外 而 浪 费 防冻 液 ， 提 高 了 防冻 液 的利 用 率 ， 减少了防冻液的浪费 ， 同 时 降低 了工 人 的劳 动 强 度 关键词 ： 防冻液 ： 自动 喷 ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｌ ｙ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｎｔ ａ ｉ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｖ ￣ ｕ ｍｅ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｕ ｒ ｔ ａ ｌ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
液压 气动 与密 封／ ２ ０ １ ４年 第 ０ １期
选煤厂 防冻液 自动喷洒装置设计
李文 飞， 赵洋斌 ， 贾旋 凯
（ 中国矿业 大学 （ 北京 ）机 电与信 息工 程学 院 ， 北京
摘
１ ０ ０ ０ ８ ３ ）
要： 为 解决 我 国北 方 地 区冬 季 天 气 寒 冷 ， 选 煤 厂 外 运 煤 炭 含有 水 分 较 高 ， 在 运输 过 程 中容 易 因洗 煤 结 冰 而 发 生 黏 底 、 挂 壁 和 结 块 等
ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ， ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｋ ｌ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｐ ｉｎ ｒ ｋ ｌ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｃ ｎ ａ

运煤列车防冻液喷洒装置的研究

运煤列车防冻液喷洒装置的研究
第 ６期 （ 总第 １ ８ １期 ）
２ ０ １ ３年 １ ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ８ Ｌ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
ＮＯ ．６ Ｄｅ Ｃ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ８ ０ — ０ ２
号 ，通 过 Ｐ Ｌ Ｃ对 喷 洒 系统 进 行 电 气控 制 。实 现 自动 喷 洒 ，解 决 了人 工 喷 洒 的弊 端 。
关 键 词 ：运 煤 列 车 ； 防冻 液 ；Ｐ Ｌ Ｃ； 自动 喷洒 系统 中 图分 类 号 ：Ｕ２ ７ ２ ． ６ ２： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
１ ／ ４ Ｐ Ｚ ８ Ｏ ｌ １ ０ Ｂ ４型 ， 可 形 成 覆 盖 面 较 广 的 扇 形 水
冬季 煤炭 外运 时 因 天气 寒 冷 ， 易 使 煤炭 与 列 车 结 冰， 冻结 的煤 车进 入港 口后再 进行 解冻处 理 ， 会 严重 影 响煤 炭 的 运 输 。通 常 在 煤 场 配 备 工 人 进 行 防 冻 液 喷 洒， 以解 决冻 结 问题 。但是人 工 喷洒劳 动强度 大 ， 而且 运 煤列 车环 境 条 件 差 ， 人工喷洒覆盖面不充分 、 不 稳 定， 且 浪费 大 ， 不 能完 全解决 冻结 和快速 装煤 问题 。在 运 煤 列车驶 入驶 出点 安 装 防 冻液 喷 洒 装 置 ， 以实 现 防 冻 液 自动 喷洒 ， 不仅 实现 了快速装 车 而且 又可 以降尘 ，
１ ． １ 喷 洒 装 置 的 机 构 设 计
６ 一固定轴 ； ７ 一塔 架 ； ８ 一 防冻 液 喷 嘴 ； ９ 简 图

防冻液自动喷洒系统在装车站工作中的应用

防冻液自动喷洒系统在装车站工作中的应用

中图分 类号 ： Ｆ ４ ０ ６ ． ３ ； Ｔ Ｄ ５ ８
文献 标 志码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８— ０ １ ７ ９－ ０ ２
由于我 区位 于 中国 北部 边疆 ， 地 处鄂 尔多 斯 高 原 ， 冬 季 比较寒 冷 ， 水 洗 煤 在 冬 季 火 车 运 输 过 程 中 极 易 发 生冻结， 经常发生粘车底 、 挂壁和结块等冻车现象 。粘 底 和挂 壁会 使 车 厢 内煤 炭 卸 不 干 净 ， 结 块 导 致煤 炭难 以卸车 ， 严 重影 响铁路 运 煤 车皮 的周 转 和运 输 效 率 ， 造 成 重 大经济 损 失 。 冻车现象是选煤厂多年来 困扰装车外运任务的重
按钮 ， 把大臂 转 向车皮 并调整 好高度 ， 当车皮 向前走 时， 按下喷洒按钮 ， 给车皮喷洒 防冻液 ， 车皮挂钩 空档 处 停止 喷洒 ， 过 了 空 档 而 车 皮 通 过 时 继 续 喷 洒 。 煤 中 防冻液的 自动喷洒控制是根据皮带秤反映得到的煤流 量大小来决定是否喷洒 ， 再根据煤 的含水量和天 气温 度 情 况来 决定 喷 量 ， 一般 是 喷 洒 在 运 煤 皮 带 进 入 装 车 缓冲仓 的煤 流 中 ， 去 解决 湿 煤 结块 不 好 卸车 的现象 ， 这 些都是 自动 控 制 实现 的 。而 先 前 的 手 动 喷 洒 方 式 是 ， 当有 煤流 输送 时 ， 岗位 人 员到机 头打 开 喷洒 阀 门 ， 给 煤 流里喷洒防冻液 ， 这种方式不精确 ， 很难 控制喷量 ， 往 往造成防冻液的浪费。 本系统能对环境温度 、 机车行驶速度进行检测 ， 并 通过接收胶带机 皮带秤信 号对胶带 机运输量进 行检 测， 从而根据环境温度要求和机 车行驶速度及胶带机 运输量 自动调节喷洒量（ 环境温度低时喷洒量大 、 机车 速度快时喷洒量随着增大 ， 机车停 、 喷洒停 ； 胶带机 运 输 量大 时喷 洒 量大 ， 胶带机空载时停喷） ， 能够 实现 车 皮 和煤 中分 别喷洒 防冻液 的功 能 。防 冻 液喷 洒 量 与温 度的关系 ， 要 符合铁路局给 出的不同温度时 的防冻液 喷 洒 比要求 。 本 自动系统能够实现机车车厢进入喷洒区时喷洒 防冻液 ， 而在机 车驶 出喷洒 区、 处于车厢 间挂钩 空档、 机车 头通 过时 不 喷 洒 防 冻 液 ， 有 效 解 决 了 防 冻 液 喷 到 两车之间和机车头部 的问题 。能够在露天工况下 ， 在 风力大 、 气温低的情况下喷洒 质量不受影响 ， 确保车厢 内表面 ５个面 及 煤 中防 冻液 喷 洒 均 匀 ， 有 效 避 免 铁 路 运煤 车 的挂壁 、 粘底现象 ， 保 证 卸 车 过 程 的顺 利 进 行 ， 能够从 根 本上解 决 冬季 冻 车 问题 。本 系 统 采 用 人工 手 动和 自 动两种控制方 式， 当 自动控制故障时可切换 为 手动操作 ， 保证任何情况下都 能够喷洒 防冻液。本系 统中运煤皮带机头喷洒装置通过 Ｐ Ｌ Ｃ系统可控制喷嘴 的 启 闭数量 ， 防 冻液喷 洒 量 与喷 嘴 的 开 启数 量 成正 比 ， 此时喷洒压力不变保证喷嘴成雾状均匀喷洒 ， 站工 作中 的 应用

高寒地区煤炭装车防冻液喷洒方案设计与应用

高寒地区煤炭装车防冻液喷洒方案设计与应用

高寒地区煤炭装车防冻液喷洒方案设计与应用作者：潘世奇来源：《城市建设理论研究》2013年第32期摘要：本文介绍了北方高寒地区煤炭装车防冻液喷洒的改进方案设计及其应用情况。

关键词：煤炭；防冻；PLC；控制系统；喷嘴中图分类号：F407.21文献标识码： A1概述近年来随着煤炭生产的机械化、自动化程度不断调高，高寒矿区煤炭生产规模和生产能力的扩大，其运输能力也大幅度增加，而原有的装车防冻剂喷洒系统，尤其是防冻剂喷洒机构，设施简陋、控制系统灵敏度差，喷洒极不均匀，造成防冻剂消耗量大，而车皮防冻效果却不理想。

2现有设备的不足根据现场实地考察，主要问题如下：1）喷洒机构简陋。

现有的防冻剂喷洒机构，喷嘴距离轨面高度约为3.60～3.80m，不具备升降功能，无法根据车皮型号自动控制升降，喷嘴距离车厢底部较高，无法保证防冻剂均匀地喷洒在车厢内，造成喷洒不均匀，遗留死角。

2）防冻剂喷洒机构设在室外，经常受到室外风的影响，当风速较大时，防冻剂被风吹至车厢外，无法保证喷洒均匀的同时，也浪费了大量的防冻剂。

3）防冻剂喷洒系统控制用电磁阀，采用国产设备，故障率高，泄漏量大，灵敏度差，不仅影响防冻剂的喷洒效果，而且也造成大量的防冻剂流失。

4）控制系统采用红外线探测仪，经常受到现场恶略环境的影响，造成不动作和误动作。

而且故障率很高，基本上没有投入运行。

5）由于控制系统的不完善，防冻剂喷洒基本上采用手动控制方式，增加了操作工人的劳动强度。

其次受到人为因素的影响，很难达到理想的喷洒效果。

在车档连接处，也不能保证喷洒系统的快速关停。

6）现有的防冻剂喷嘴质量较差。

由于缺少防冻剂专用喷嘴，现有的防冻剂喷洒系统采用空调系统的Y-1型喷嘴代替，造成防冻剂喷洒量、雾化效果等均无法控制。

7）现有的防冻剂泵，缺少变频和压力稳定装置，无法根据喷洒系统的需要自动调整压力，防冻剂喷洒量也无法控制。

3、喷洒装置的改进方案3.1、执行机构的改进通过缩短喷头与车底与侧壁的距离，提高喷洒均匀性，同时减少防冻剂的用量并降低风力对喷洒的影响（结构示意图见图3.1）。

装车站防冻液喷洒系统的升级改造

装车站防冻液喷洒系统的升级改造
２ ） 喷 洒流量 不能 自动调节 。系统喷洒 流 量不 能 自动跟踪 煤流量 及 车皮行进 速度动 态调 节 ，造成无 论 煤流量 大小 、 车 皮行 进速 度怎 么变化 ， 系统 始终 以 恒 定流 量喷洒 ，结果 煤流小 、车行 慢 时势必 造成 浪 费； 车行快时喷洒效果 不佳 ， 造 成冻 车 。 此时只能人工 现场 手动 调 节 ， 不 仅 响应 迟 缓 ， 而且 控 制精 度 差 ， 加 上现场情况变化频繁 ， 工人频 繁调节 ， 劳动强度极大 。
５ 一 皮带 机头固定喷头 ；６ 一泵 ；７ 一 旋转升降机构 ； ８ 一光 电检测开关 ； ９ 一 车皮 ；ｌ Ｏ 一测速仪 （ 改造新增 ）
９
１ 、 ２ 一储 液罐 ；３ 一料位 汁 ；４ 一皮带煤 流量传感器 （ 改造 新增 ） ；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图ｌ 喷 洒 系 统 工 艺 流 程 图
工现 场手 动 调 节 ， 操 作 频繁 ， 工人 劳动 强 度 大 ， 控制精度差， 浪 费现 象严 重 ， 喷 洒 效果 难 以保 证 ， 存 在诸 多 问
题 。通过升级 改造 ， 采 用 自动识 别喷 洒 系统 ， 实现 喷洒 流量 自动跟踪调整 ， 控制精 准 ， 喷洒科 学合 理 ， 节约成本 。 关 键词 ： 装 车站 ； 防冻液 喷洒 ； 升级 改造 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ９ ８ ９
１ 概 述
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ １—９ ８ １ ６（ ２ ０ １ ３ ）０ １—０ ０ ５ ４—０ ２
山西是全 国煤炭生 产大省 ， 晋煤年 外运量在 ４ 亿
多吨。 由于冬季气候寒冷 ， 煤 炭特 别是洗选煤在外运过 程中， 极易造成冻结、 卸车困难等一系列问题 。 按照铁路 要求 ， 目前各装车站普遍采用 防冻液喷洒系统解决这一 问题 ， 但 由于 系统设计简单 ， 喷洒不标 准 ， 控制精度差 ， 智能化水平低 ， 浪费现象严重 ， 加大 了生产成本。 鉴于防 冻液喷洒工作 的重要性及普遍性 ， 平朔安家岭选煤厂与 山西大盛华辰液压机械有限公司合作 ， 对原防冻液喷洒 系统进行 了升级改造 ， 设计 出一套智能化程度高 、 性 能 完善可靠的标准化防冻液 自动识别喷洒系统 ， 通过试运

防冻液自动喷洒系统在屯兰选煤厂的应用

防冻液自动喷洒系统在屯兰选煤厂的应用

动喷洒系统 ， 在喷洒期间运行稳定 ， 效果 良好 ， 在保 证喷洒效果 情况下 ， 防冻液消耗量 比原有喷洒系统 降低了 ０ ． ４ １ ｋ ｇ／ ｔ ， 同 比降低 了 ２ ４ ％， 冬季生产精 煤 １ ５ ０万 吨 ， 防冻液按 １ ． ５元／ Ｋ ｇ
计， 每年则可节约 ０ ． ４ １ Ｘ １ ５ ０ Ｘ １ ＝ ９ ２ ． ２ ５万元 。 ２ ） 社会效益。本 系统 防冻液喷洒 不仅均 匀 ， 而 且效率 高 ， 在达到铁路局对运煤车防冻液喷洒要求的 同时 ， 改善了作业 环 境 。最 主要是减轻了职工劳动强度 ， 由原来 每班 ２人协作完成 的喷洒作业 ， 现在 由装车工 １人兼 职便 可完成 ， 每班减 少 了 １
喷洒系统 。
接旋 钮 、 按钮 、 接近开关和光电开关 等输入元 件 ， 接近开关 检测
喷头转向装置 的转轴转动位置 ； 光 电开关检测车头 、 车厢 ， 车厢 连接空档 和行驶方 向。Ｐ Ｌ Ｃ的输出端子接 电磁阀 、 指示灯 等输
出元 件 。Ｐ Ｌ Ｃ的模 拟 量 模 块 接 温 度 变 送 器 、 压 力 变 送 器 和 电 磁 流量 计 ， 分别 检测 气 温 、 液 流 系 统 压 力 和 流 量 。 模 拟 量 模 块 还
名操作人员 。
５ 结 语
本系统是集机 、 电一体 的 自动 化设 备 ， 它 主要 是利 用 Ｐ Ｌ Ｃ 自动控制 喷洒量 ， 最大化节约成本 ， 而且操作维 护简单 ， 适用于
图１ 系统 结 构 示 意 图
１ ． 储液罐 ； ２ ． 法兰闸阀 ； ３ ． 过滤器； ４ ． 离心 泵 ； ５ ． 止回阀 ； ６ ． 表 阀； ７ ． 压 力 变送 器 ； ８ ． 流量计 ； ９ ． 水表 ； １ ０ ． 球 阅； １ １ ． 电磁 阀 定喷 嘴 ； １ ８ ． 车 厢 ｌ ２ ． 输 送 带 处 喷

装车溜槽部位防冻液自动喷洒装置

装车溜槽部位防冻液自动喷洒装置
科技 创新 与应 用 Ｉ ２ ０ １ ３ 年 第１ ９ 期
科 技 创 新
装车溜 槽部 位 防冻液 自动喷洒 装置
张 海 生
（ 神 华神 东煤炭集 团洗选 中心韩 家村选煤厂 ， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要： 在现 代化 装 车 站可 以依托 原 有 的 集 中控 制 系统 ， 在装 车 溜 槽部 位 增 加 防 冻液 喷 洒 管路 ， 利 用 光 电传 感 器检 测 车 皮位 置 ， 利 用管 道 电磁 阀 实现 防 冻液 喷 洒的 自动控 制 ， 达到 简化 工作 流 程 、 降低 人 工 成 本 的 目的 。 同 时对铁 路 运 输 而 言可 提 高 车皮 的 回
空利 用率 。 关键 词 ： 自动控 制 ； 装 车 溜槽 ； 光 电传 感 器
流 在 车厢 内的流 动 方 向 。该 喷洒 装 置 由管 道 ４ 、 电磁 阀 ２ （ 或 电磁 阀 １ 系统 简介 及 现状 神 东 煤炭 集 团是 隶 属 于 神华 集 团 的一 个 大 型 现 代化 煤 炭 生产 ３ ） 和Ｐ Ｌ Ｃ控制柜 １ 、 以及光 电传感器 ７组成。光电传感器 ７由发射 基地 ， 年产 量 达 ２ ． ３ ３ 亿 吨 。煤 炭装 车外 运 任务 由 １ １ 个 选煤 厂 的 １ ８ 传感器 ７ ａ 和接 收 传感 器 ７ ｂ两部 分 组成 。 套 自动 化 装车 系 统完 成 。 为了 提高 冬 季车 皮 的周 转 利 用率 减少 无 效 实 际 工作 中开 始 装 车 作业 时 ， 车皮 对 位 后 ， 由 于 车 厢 的 阻 挡 接 运 输 在冬 季 进 行 煤 炭 装 车 时 ，通 常 需 要事 先 在 车 皮 底 部 喷 洒 防冻 收 传感 器 ７ ｂ接 收不 到 发 射传 感 器 ７ ａ的信号 ， Ｐ Ｌ Ｃ处 理 器 认 为 车 厢 液， 然 后 再 向车 皮 内 装煤 ， 这样 做 可 以有 效 的 防 止车 皮 底 部 的煤 冻 已对在 装 车位 置 。 当装 车员 按 动操 作 台上 的按 纽 向 车厢 内放 煤 时 ， 结 在 车底 上 。但无 法 保证 车 厢 内 的煤不 冻 结成 块 状 。如果 车 厢 中 的 喷 洒 电磁 阀 同时 在控 制 程序 的控 制下 打 开 ， 向煤流 中均 匀 喷洒 防冻 煤 冻结 成 块 状 ， 将 给 卸 车带 来 极 大 的 困难 。这 就 导致 了车 皮 周 转利 液 。 随着 车皮 向 Ａ方 向 的运动 ， 定 量仓 中的 煤 与防 冻液 不 停 的装 入 用 率 的 降低 。 车厢 中， 直 到 定 量 仓 中 的煤 完 全 装 入 车 皮 ， 定 量仓 闸 门 自动 关 闭 开 为 防止 上 述现 象 的发 生 一般 的 做法 是 ： 始为下一节车厢配煤。此时车皮尾部恰好完全通过光电传感器 ， 由 （ １ ） 在 输送 胶 带 上 洒 干 防 冻粉 ， 利 用 胶 带 上 的煤 卸 入 缓 冲 仓 的 于没有车厢 ６ 在光电传感器 ７的发射端和接收端之 间的阻挡 ， 传感 过 程使 防冻 粉 与煤 混 合 。（ ２ ） 在 装 车胶 带 机 机 头部 位 卸 料 处人 工 喷 器 ７ ｂ 接收到 ７ ａ 发 出 的信 号 ， Ｐ Ｌ Ｃ处 理器 发 出停 止 喷洒 指 令 输 出 模 洒 防冻 液 ， 使 防冻 液 与煤 混 合 。 块停 止 输 出 ， 防冻 液 喷洒 电磁 阀失 电停 止 喷 洒 。周 而 复 始重 复 上 述 以上两 种 做 法均 存 在 以下 不足 之 处 ： 装 车过 程 直 到整 列车 装 载完 毕 。 （ １ ） 防冻液 腐 蚀装 车 设 备使 装 车设 备 的使 用 寿命 缩 短 。 （ ２ ） 需 人 ３ 光 电传 感 器 的安装 与 位 置调 整 工 操作 ， 增 加 了人 工 成本 。 光 电传感 器 ７ 安 装位 置 取 决 于装 车溜 槽 正 常 的工 作位 置 。 安装 采 用 了一 种 新 型 的 防 时要求发射传感器 ７ ａ 和接收传感器 ７ ｂ均垂 直于溜槽 侧面的一条 冻 液 喷洒 装 置 ， 克服 了以前 技 术 上 的缺 陷 。 直线上。 固定传感器支架高度要求可调节且底座不能因车厢的经过 ２ 喷洒 装置 的工作 原 理 而产 生振 动 以避 免 传感 器 产生 误 动作 。 装 车系 统 Ｐ Ｌ Ｃ选 型为 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ 。 应用美国 Ａ Ｂ公 司 的 系列 产 ４装 车 过程 中出现 特 殊情 况 后 本装 置 的应 对 措施 品 ，控 制 程 序 利 用 Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ ５ ０ ０ ０软 件 编 写 ， 控 制 组 态 画 面 应 用 ４ ． １装 车 过 程 中经 常 会 出 现 一 些 特 殊 情 况 ， 例如等煤 、 洒 煤 或 Ｒ Ｓ Ｖ ｉ ｅ ｗ ３ ２软件 编制 ， 便 于操 作人 员 进行 实 时操 作 。该 喷洒 装 置是 将 上一 级设 备 出现故 障 。此 时 装 车员 需 暂 时 停止 装 车 作业 ， 装 车员 只 光 电传 感 器 的返 回信 号 接 人输 入 模 块 ，通过 编 制 相 应 的控 制 程 序 需及 时按 下定 量 仓 闸 门关 按 纽 ， 或 点击 装 车 主 控 制 画面 上 的 停止 喷 （ 图１ ） ， 控 制输 出模 块 相 应点 的输 出 ， 从 而 控 制 安 装 在 溜 槽 部 位 喷 洒按 纽 均 可关 闭 电磁 阀 ， 从 而避 免 防冻 液 的 浪费 （ 图４ ） 。 洒 管路 上 电磁 阀的通 断 来控 制 喷 洒 。 ４ ． ２为 了确保 该 装 置 的 可靠 性 ， 采 用并 联 电磁 阀的 方 式 进行 解 决， 实 现一 备 一用 。 如 果 正在 使 用 的 电磁 阀 ２出现 故 障 ， 可 以在 上 位 操 作 画面 上 点击 “ 自动 喷洒 系 统 ” 按纽 ， 主操 作 画 面 上 就会 弹 出防 冻 液 自动 喷洒 的子 画 面 ， 在子 画面 上选 择 电磁 阀 ３ 来 控 制 喷洒 从 而 消 除 了对装 车 的影 响 （ 图５ ） 。

防冻液自动喷洒系统在装车站的研究与应用

防冻液自动喷洒系统在装车站的研究与应用
ｐｒ ａｃ ｔ ｉ ｃ ａｌ ，ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ｏｐ ｅｒ ａ ｔ ｅ ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄｖ ａｎ ｔ ａｇ ｅｓ Ｏ ｆ ｇｏｏ ｄ ｅ ｃｏ ｎ ｏｍ ｉ ｃ
圈 １坊泺 液 师 曲 糸统基本 厩
１ ＿ ２防冻液喷洒系统工作原理 本防冻液喷洒 系统主要由六大部分组成 。系统的控制分为 集控控制和就地控制 。 火车进入装车站后 ， 集控员开启液压泵 ， 移出大臂 ；开启煤流泵和大臂喷砂泵 。当有煤流 时，煤流开关 动作 ，实现对煤中喷洒防冻液 ，无煤流时 ， 开关释放 ， 喷液电 磁阀闭合 ， 停止 喷洒 。车皮周围喷洒部分 由测速雷达 、起喷雷
洒 系统基本构成如图 １ 所示 ， 由大臂喷洒系统 、煤流喷洒系统 、 防冻液供给系统 、电气控制系统、液压 系统和监控系统组成。
ｃ ｈ ｏ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ， ａ ｄ ｄ ａ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ， ｒ ａ ｄ ａ ｒ ａ ｎ ｄ ｊ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ
中煤平朔集团有限公司煤炭洗选中心 肖鹏 卢斌
合火车运 煤铁路上的要 求，设计了大臂喷洒系统 、煤流喷洒系 统 、防冻液补给系统、电气控制系统、液压系统和监控系统。 各个系统都由许多小单元组成 ，实现相应的功能 ，在每台防冻 液泵的管路上设置了流量计 ，用于计量防冻液喷洒数量 ，实现 信息化管理 ；电气控制 采用小 型 Ｐ Ｌ Ｃ结合触摸屏的现代化控 制方式 ；在防冻液大臂喷洒处 安装 了摄像头 ，集控室安装 主机
和显示器 ，实现 了实时对大臂 嗬； 西 情况的监视作用。防冻液喷
摘
要 ：本文 阐述了选煤厂 装车站防 冻液自动喷 洒系统 的组 成 、工

煤运火车车厢防冻液自动喷洒系统研究与应用

煤运火车车厢防冻液自动喷洒系统研究与应用

煤运火车车厢防冻液自动喷洒系统研究与应用
赵洪辉;张倩
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2022(43)4
【摘要】为了解决选煤厂冬季火车外运冻车以及当前选煤厂火车装车站人工喷洒防冻液不均匀问题,就煤运火车车厢防冻液自动喷洒技术进行了研究。

通过设计改进防冻液喷洒系统的基础建设、机械机构、电气控制、软件算法,利用国内外先进传感器搭建了煤运火车车厢防冻液自动喷洒系统。

该系统可自动运行,为煤炭企业节省人力成本;具备智能运行能力,可大幅节约防冻液消耗量。

此外,该系统还可避免防冻液外撒、降低环境污染,为选煤厂精细管理提供了技术支撑。

【总页数】5页(P63-66)
【作者】赵洪辉;张倩
【作者单位】陕西陕煤榆北煤业有限公司榆林信息化运维分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH-39
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速装车站现场情况 , 设计了一套机械化程度高 、自动 集中控制 、性能完善的标准防冻液喷洒系统 。
1 防冻液喷洒系统
(1)防冻液喷洒系统构成 根据铁路方面对喷洒防冻液的要求 , 防冻液喷 洒分煤中喷洒和车皮周围喷洒两部分 。 为了便于控
增强服务意识 。
参考文献 : [ 1] 黄荣举 .加强煤矿机电设备管理确 保设备安 全运转 [ J] .煤矿
2 主要部件选型
(1)管路系统
1)喷洒泵 FD2000 系列 煤用 防 冻 液 是 由 不 挥 发 有 机 化 合 物 、无机物和添加剂等组成的无色透明液体 , 比重为 1.3 t/m3 , pH值为 7 ～ 11, 冰点为 -40 ℃ ～ -50 ℃, 具有防冻 、融冰雪 、润滑作用 , 耐腐蚀 、不污染环境 , 对人体接触无危害 , 对动力煤 、炼焦煤及冶炼煤均无 影响 , 性能稳定 。 参照北京铁路局科研所对防冻液喷洒的要求 , 防冻液喷洒量根据气温和煤质按表 1要求喷洒 。
DO I :10.16545/j .cnki .cmet .2009.06.006
2009年第 6期
煤 矿 机 电
· 51·
快速装车站防冻液喷洒系统设计与应用
马永华
(大同煤矿集团公司 云冈煤矿 , 山西 大同 037017)
摘 要 : 阐述了煤矿快速装车站防冻液喷洒系统的工作原理 、组成及喷洒管路部分 、车皮喷洒架 旋转升降机构 、电气系统 、自动控制部分的选型设计 。使用结果表明 , 整个系统运行平稳 , 自动控制 精准 , 喷洒效果良好 。 关键词 : 快速装车站 ;防冻液喷洒系统 ;设计与应用 中图分类号 :TD90-9 文献标识码 :B 文章编号 :1001 -0874(2009)06 -0051 -03
DesignandApplicationontheAnti-freezeFluid SprinklerSystem ofRapidLoadingWagonstation
MAYong-hua
(YungangCoalMine, DatongCoalMineGroupCo., Ltd., Datong037017, China)
2009年第 6期
煤 矿 机 电
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(2)车皮喷洒架旋转升降机构 车皮喷洒架在装车站无车皮的情况下 , 转至与 车皮运行方向平行的位置 , 与轨道距离符合 《路规 》 规定 , 不影响机车牵引车皮穿行 。 当机车牵引车皮 进入装车站后 , 喷洒架转 90°摆至与车皮垂直位置 , 此时根据不同车型升降至适当高度 , 保证喷洒效果 。 喷洒架设置可旋转升降的机构 , 旋转与升降采用电 动推杆驱动 。升降推杆调节高度介于 C60型与 C80 型车皮之间 , 高度调节范围为 500 mm, 选用 DT3000 050Ш-40型电 动推杆 , 电 压为 AC380 V、功 率 2.2 kW、速度 40 mm/s, 行程 500 mm, 推力 3 kN;旋转收 伸推杆根据现场条件选用 DT2000 030Ш-18型电动 推杆 , 电压 AC380 V, 功率 1.1 kW, 速度 18 mm/s, 行程 300 mm, 推力 2 kN。 升降推杆推动升降支轴 在旋转筒内作上下升降移动 , 旋转推杆推动旋转筒 作 90°摆动 , 升降支轴通过与之固定的限位块在旋 转筒滑行槽内作轴向直线滑行 , 周向限位 。 图 2为 喷洒架旋转升降机构示意图 。
成 , 开启液压泵 , 旋转电动推杆将喷洒架推至与车皮 正对垂直位置 , 上下升降推杆调至适当的高度 。此 时贮液罐内的防冻液经泵 、过滤器 、电动调节阀 、流 量计 、止回阀 、电磁阀 、喷头向煤中和车皮周围喷洒 。 煤中喷洒部分由煤流检测开关控制 , 当有煤流时 , 开 关动作 , 喷液电磁阀打开 , 回液电磁阀闭合 , 开始喷 洒 ;无煤流时 , 开关释放 , 喷液电磁阀闭合 , 回液电磁 阀打开 , 停止喷洒 。 车皮周围喷洒部分由对射式光 电开关和速度检测开关共同控制 , 当车皮行至两车 皮间空档时 , 光电开关不动作 , 喷液电磁阀闭合 , 回 液电磁阀打开 , 停止喷液 ;当车皮挡住光电开关时 , 光电开关动作 , 触点闭合 , 喷液电磁阀打开 , 回液电 磁阀闭合 , 开始喷液 。 在此过程中 , 速度检测开关一 旦检测到车皮向前行走 , 则立即启动电磁阀喷液 ;当 车皮停止或倒退时 , 速度检测开关作用 , 停止喷洒 。 在整个喷洒过程中 , 还可根据气温 , 通过监控画面确 定所需喷洒的防冻液量再由电动调节阀控制设定喷 洒流量 , 由电磁流量计采集整个喷洒过程中的流量 , 并通过信号传入 PLC, 并与贮液罐料位计测出的液 位高度 , 一并显示在监控画面上 。
图 2 旋转升降机构示意图 1 -升降电动推杆 ;2 -旋转电动推杆 ;3 -配重块 ;4 -喷洒架 ;
5 -限位块 ;6 -旋转筒 ;7 -升降支轴
(3)电控系统 防冻液喷洒系统电气主回路工作原理如图 3所
示。
图 3 电气主回路工作原理图 1 -煤中喷泵电动机 ;2 -车皮喷泵电动机 ; 3 -升降推杆电动机 ;4 -旋转推杆电动机
图 4 硬件及网络配置图
3 结语
该防冻液喷洒系统于 2008年 10月在云冈煤矿 快速装车站安装使用 , 经过 4个月的应用 , 运行稳定 可靠 , 控制简单灵敏 , 被喷洒的煤掺和均匀足量 , 机 械自动化程度高 , 维护工作量少 , 满足快速装车站各 项技术指标要求 。
表 1 防冻液喷洒部位和喷洒量
0 ℃ ～ -10 ℃ -10 ℃ ～ -20 ℃ -20 ℃ ～ -30 ℃
/kg· t-1
/kg· t-1
/kg· t-1
喷洒车底和 煤的含水量 四面车厢
<13%
煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.0 ～ 1.5 0.5 ～ 1.0
1.5 ～ 2.0 0.5 ～ 1.0
煤中喷洒流量 :Q1 =5.54 m3 /h 车皮喷洒流量 :Q2 =7.38 m3 /h 根据云冈矿装车现场情况 , 除车皮喷头安装于 入仓带式输送机驱动部 , 所有设备安装于装车铁路 线旁 。贮液罐泵出口水平中心线与煤中喷洒喷头之 间的落差为 25 m, 与车皮喷洒喷头之间落差为 4 m。 根据防冻液特性 , 流量及高差 , 煤中喷洒泵选用 ZMD-7.5型耐酸碱泵 , 其功率为 7.5 kW, AC380 V, 扬程 50 m, 流量为 15 m3 /h;车皮喷洒泵选用 ZMD5.5型耐酸碱泵 , 功率 5.5 kW, AC380V, 扬程 25 m, 流量 10 m3 /h。 (2)管路及附件 贮液罐选用 35 m3 一次成型立式 PE储罐 , 防腐 蚀 、耐酸碱 。 出液口各阀门 、泵等 之间的连接采用 2″镀 锌钢管 , 与喷头间的连 接用 1″液压软管连 接 。 闸阀 、过滤器 、止回阀材 质选用不锈钢 ;电 磁阀为 AC220 V, 压力 ≥3 MPa;电动调节阀为直通双座调 节阀 , 可接受 4 ～ 20 mA输入信号供 PLC控制 ;流量 计为 LDE-80型电磁流量计 , 输出 4 ～ 20 mA信号供 PLC采集 。
路不匹配 , 运行工况点偏离了工业利用区的经济合 理利用段 。
水泵采用无底阀排水 , 可减小吸水阻力 , 降低吸 上真空度 , 提高排水效率 。
必须淘汰落后的排水设备 。现在仍有相当一部 分矿井 , 仍在继续使用 TSW型 、DA型水泵 。这些泵 本身的最高效率就非常低 , 工况效率不可能很高 。
(5)其他 全面落实煤矿企业安全生产主体责任 , 增强机 电设备安全运行意识 。稳定机电专业技术队伍 。加 强机电作业人员操作技能培训 , 加强监管队伍建设 ,
喷洒车底和
煤的含水量 四面车厢
>13% 煤中喷洒
1.0 ～ 1.5 0
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.0 ～ 1.5 (1.0 ～ 1.5)
1.5 ～ 2.0 (1.7 ～ 2.0)
1.5 (1.5)
注 :C7喷洒流量按最大 C80车型车皮 、最低气温 -20 ℃ ～ -30 ℃、煤的含水量 >13%, 计算得 :
Abstract: Theworkingprinciple, components, thepartofsprinklingpipeline, thedetailedselectiondesignon therevolvingelevatingmechanism ofwagonsprinklersystem, electricalsystem, thepartofautomaticcontrolare expounded.Thepracticalresultsshowthattheentiresystemrunssmoothly, ispreciseautomaticcontrolandgood effectofsprinkler. Keywords: rapidloadingstation;anti-freezefluidsprinklingsystem;designandapplication
为提 高系统 运行的 可靠性 , 采用 PLC集 中控 制 。 整个系统数字量输入点数为 8点 , 输出点数 10 点 , 模拟量输入点数 3点 , 模拟量输出点数 2点 。 由 于西门子 S7-200PLC型控制器检测 、监测及控制 , 整 机性能强 , 可靠性高 , 指令 丰富 , 易于掌握 , 操作便 捷 , 扩展模块丰富 , 性能价格比高 , 符合根据系统需 要 , 因此 , 选用该可编程序控制器 CPU224XP主模块 (DI14、DO10、AI2、AO1)和扩展模块 EM235模拟量 模块 (AI4、AO1), 并 采用 STEP7-Micro/Win编程软 件 。 上位机采用 PC机 , 配 CP5611 卡 , 监控组态软 件选用 WinCCV6.0。 WinCC通过 OPC方式对 S7224XP进行读写 , 所有控制由 224XP完成 。 硬件及 网络配置如图 4所示 。