煤炭快速定量装车系统的组成及优化改造设计研究

王振明

国家能源集团神东煤炭集团洗选中心布尔台选煤厂 内蒙古 鄂尔多斯017000

1 引言

在国内外的大型煤炭企业中,煤炭快速装车定量系统应用越来越多。本文以神东煤炭选煤厂为例,针对煤炭装车中的工艺装备和工艺系统进行分析。

2 煤炭快速定量装车系统的组成

煤炭快速定量装车系统最早由国外研究出来,之后进入到国内。以神东煤炭集团对该系统的定义,系统主要由装载、给料运输、辅助系统构成。其中,辅助系统中包括采样、防冻液喷洒、封尘剂喷洒三个子系统。装载单元中包括缓冲仓、称重仓、装载溜槽,给料单元中包括胶带设备、給煤设备。防冻液喷洒系统包括药剂搅拌、药剂储存、药剂喷洒设备。封尘剂喷洒系统包括封尘剂的制药和喷洒设备。采样系统包括采制样、分析化验相关设备。每个系统分别带有供配电设施,并有自己的PLC控制站。

3 系统应用优势

系统在运行的过程中,是利用信息自动化技术实现自动化控制,incident可以更连续、高效地进行定量装车作业。相对于普通的装车系统来说,快速定量装车系统能够将物料按特定重量装载到列车中,应用优势十分明显。

其一,系统具有更高的自动化水平。由于系统内部的所有子系统均采用了PLC控制技术,因此可以实现对系统的远程集中操控。工作人员可以通过远程操作端通过查看计算机显示屏上的信息来获取系统设备运行状况,并下达操作指令。因系统具有更高的自动化水平,因此原来的工作人员数量减少,系统运行的可靠性更高。

其二,系统的作业速度更快。对于型号为C80的列车,每节车厢可装载80吨,如果采用快速定量装车系统,只需要60秒的时间就可以完成装车作业,最快装车速度可达到40秒,列车共54节车厢,装完所有车厢需要50-70分钟。

其三,系统的作业精准度更高。在称重仓单元设置了高精准度的计量设备,因此大大提升了称重的精准度,净称重可实现±0.1 %的精准度,每节车皮装车过程能够实现不超过±0.3 %的精准度,整列车可实现不超过±0.3%的装车精准度度。

其四,系统的装车质量更好。采用快速定量装车系统比传统装车方式更平稳。装车作业完成后车皮表面更平整,不会出现装载过偏的现象。

其五,系统具有更好的环保性。装车作业采用全封闭式,而且系统中有封尘喷洒系统,采用固化封尘的办法可以使装车后的车皮表面更整洁,不仅不容易撒煤,而且不容易起煤尘,因此对环境的污染小[1]。

4 装车工艺、设备及存在的问题

过去的煤炭快速定量装车作业是半自动化模式,基本可以满足一般快速装车的要求,但是仍旧存在一些问题。如杂皮车、混编车在火车车厢的信息采集和信息获取能力方面比较欠缺,这样就无法提升煤炭快速定量装车效率。自动化仪表尤其是二次仪表在数据传输过程中存在误差,影响了煤炭快速定量装车的精准度。装车的重量信息不能及时上传,因此影响到数据的存储以及装车信息档案完善。经过回空车皮的时候系统缺乏及时的信息提示,因此工作人员不能提前了解装车信息,造成撒煤现象。

5 系统优化改造设计

系统进行优化改造时,保持原有快速定量装车系统的基本结构,然后采用更优化的PLC控制器,使系统不仅能够实现原有的功能,而且在设备的运行速率上更快。系统的自动控制功能实现,不仅包括对装车液压系统的自动控制,还包括对称重设备、給煤设备和输送设备的自动控制。

通过在系统中安装PLC自动控制系统实现上述目标,具体包括本地PLC系统和远程PLC系统两大部分。前者主要对液压站油泵、循环泵以及冷却风扇设备进行自动控制。同时对称重仓料位、缓冲仓料位、闸门、砝码、装车溜槽设备进行自动化控制。远程PLC系统主要负责对输送、给料设备的启停进行自动控制。

在轨道上增设射频读卡装置,通过射频来读取条码对车号进行有效识别,这样可以及时获取列车车厢的状况信息,射频读卡装置采集到的车厢状况信息被传输到自动化控制系统中,然后经过PLC控制处理器对信号进行处理。工作人员根据集控画面显示对系统设备发出指令,系统将工作人员的指令进行控制程序处理,然后将处理信号传输到设备,相关设备按照控制程序信号自动执行。通过PLC控制系统可以将指令传输到快速定量装车系统中的各个设备,启动或调控各个设备。PLC控制系统能够及时得到车厢识别的信息,从而将标准装车吨位按顺序储存在工控机中,因此在定量仓称重数据的准度上也更容易控制。根据车厢的不同作业要求来进行装车操作,提高煤炭装车效率。

工作人员可以根据列车的实际装车状况对设备进行灵活调控,采用集中控制的方式可实现系统间的闭锁启停,还能够单独控制某一台设备的启停,或者无闭锁启停。当处于就地方式状态时,工作人员可以对任意一台设备进行启停,根据装车工艺流程的要求来对设备实施闭锁。装车作业中,如果系统中任意一台设备出现状态异常,发生停机,此时系统将自动启动设备闭锁功能,所有与上述故障停机设备有闭锁关系的设备也会自动闭锁停机,并且系统将发送闭锁信息,控制显示端将发出警报信号,提醒工作人员设备出现故障的位置。当设备出现过负荷、开关动作、报警动作等故障类型时,工作人员可以及时根据系统提示的上述故障信息及时采取检修和处理措施。

6 结语

综上所述,在对选煤厂煤炭快速定量装车系统优化改造之后,系统的综合性能比之前进一步提升。装车速度得到提升,最高可以达到5300吨/小时。称重仓配料的速度也加快,以80吨物料为例,配料平均速度小于8秒钟,装满整节车皮的速度最少只需要40秒。在装车精准度控制上也有更好的表现。称重单元能够实现±0.1 %的静称重精准度,每节车皮装车实现0.3%的精准度。系统在适应性方面也表现较佳,可以适应多种型号的车皮,对多种粒径规格的物料都能适应,较好的满足了装车物料型号的需求。