浅谈BRW630/37.5型高端乳化液泵站在煤矿的应用

罗小辉

（陕西彬长孟村矿业有限公司 陕西咸阳 713600）

乳化液泵站的作用是形成高压乳化液，利用管道向液压支架提供高压乳化液，并控制液压支架，实现提升、框架位移、框架调整、护壁支持和其他支持行动［1］。液压支架是综采工作面高产、高效的重要设备之一，在不同的动力作用下，支撑液具有不连续性和流体体积差异大的特点，流体供给压力和流量直接影响支架的初始支撑力和前端推进速度，作为重要的液压支架供电单元，乳化液泵站采用基于前端流量对应的变频送液方式，控制送液流量和压力。随着智能化、机械化采煤工作面水平的不断提高，远程供液系统在采煤工作面得到了广泛应用。如何更好地实现远程供液，减少人员和物资的投入，提高供液质量，减少保障性维护，已成为衡量远程供液系统的重要指标。BRW630/37.5型高端乳化液泵站具有使用寿命长、维护简单、供液质量高的优势，具有广阔的应用前景［2］。

1 乳化液泵站概述

乳化液泵站是煤矿综采设备的关键设备之一，其主要功能是为液压支架提供动力源，进而提升液压支架的功能提升，其工作性能的稳定性直接影响到液压支架的使用安全。目前，乳化液泵站设计的总体思路实现了高端乳化液泵站系统的积极意义，具有大功率泵站、多功能储液罐、自动控制系统、组合开关、多级保护系统等优势，已得到用户认可。通过对乳化液泵总体设计方案的比较，可以选择曲轴连杆机构作为传动方式的结构形式，将曲线运动转化为直线运动，根据流体力学和流体力学原理，对传动端的结构形状进行模拟、分析和选择。BRW630/37.5 型高端乳化液泵站与常规泵站设备参数功能分析分别见表1和表2［3］。由于乳化液泵站在国产化过程中涉及的零部件种类较多，技术覆盖范围也比较广，为了缩短国产化周期，提高国产化效率，应根据乳化液泵站的运行特点，首先分析其技术难点，选择关键部件进行设计和技术改造，以突破选址、分区、试验的技术瓶颈；也应根据不同型号乳化泵站的生产要求，将所需的备件和附件系列化，使用时可根据型号直接选择相应的配件，从而缩短产品的生产周期，提高生产效率和国产化产量［4］。

表1 高端泵站设备参数功能分析

表2 常规泵站设备参数功能分析

2 BRW630/37.5 型高端乳化液泵站设计优点与特点

2.1 BRW630/37.5型高端乳化液泵站设计优点

BRW630/37.5型高端乳化液泵站主要为英国进口的大流量油泵，在使用中，可以对所有运动部件都采用强迫润滑。其设计中的进口锻造曲轴能够一次性冲压成型，进口6 个滚子轴承（全部进口SKF 轴承）可以保证终身质保；进口陶瓷柱塞寿命要超过碳钢材料的5倍，进口防弹材料制成的盘根密封圈（保证至少9个月不换），独特的柱塞保护头，减少后期维护维修成本；进口蒂芬巴赫电磁阀，设计高性能电磁卸载和机械卸载相结合的新型卸载阀，稳定性更强，寿命更长；进口外置油冷却散热装置，充分保证泵的运行温度控制要求；强迫吸液设计，并采用进口吸液微压开关，防止泵站吸空；泵上所有O 形密封、油封、弹簧等易损件采用进口产品，使用寿命长；阀芯阀座等液压部件采用进口材料加工，高性能热处理工艺，使用寿命长［5］。

本文所使用的BRW630/37.5型高端乳化液泵站已经在煤矿企业正式投入使用。在实际应用期间，通过提出变频控制新理念，可以确保所有乳化液泵均为变频泵，在运行期间，各台变频泵同时升频来满足速度响应要求，与此同时，也可以在一定程度上完成降频，不仅可以减少供液流量，还可以节约能耗。简单来说，乳化液泵自动切换工/变频运行，延长泵的使用寿命30%，节能50%以上，而整机实现智能操作，无人值守，变频调速，实现绿色开采。其供液能力：高压远程供液半径3km，进口配件比例占30%以上，平均无故障时间大于9个月，密封、盘根及柱塞易损件更换周期9～12个月，整机大修寿命3年，使用寿命15年，节约电能≥20%，噪音低于95dB，具有发明专利设计的独特结构，保证泵使用的可靠性和稳定性，同时配件更换简单、维护方便。

2.2 BRW630/37.5型高端乳化液泵站设计特点

BRW630/37.5型高端乳化液泵站的柱塞采用优质氮化钢制造，并经氮化处理后的硬度可达HV900 以上，既具有很高的耐磨性，又具有优良的防腐与防锈性能；其吸排液阀的阀芯与阀座均采用优质不锈钢制成，并经热处理，因而具有良好的耐磨与防锈能力；曲轴及齿轮均采用高级合金钢制成，经调质、氮化处理，既具有较高的硬度，又具有很高的强度；柱塞密封采用特制的矩形断面的软密封结构，为进口材料，该种密封既具有寿命长的特点，又具有不损坏柱塞的优点。通过采用五柱塞三支承结构，从而改善了曲轴的受力情况，提高了曲轴的承载能力。

3 BRW630/37.5 型高端乳化液泵站与常规泵站相比的优势

BRW630/37.5型高端乳化液泵站所使用的五柱塞六支承结构设计可以有效减少曲轴挠度，减轻曲轴上的应力和应变，提高曲轴的强度和刚度，并减少变形及断裂，从而提高泵的使用寿命；采用强迫润滑系统，确保各运动部件主动润滑，减少各运动部位的磨损及事故的发生，提高泵的使用寿命；通过卸载阀采用电液相结合的新型卸载阀（配进口电磁阀），准确性更高，稳定性更高，寿命更长。

BRW630/37.5型高端乳化液泵站的主要进口零部件如下：曲轴采用锻造工艺加工处理，保持原来的金属纤维组织，提高了强度和刚度；连杆采用铸钢，强度高，柔性好，不易折断；轴瓦采用耐磨材料，承载能力大，耐磨性高，寿命长；齿轮作硬化处理，研磨达到高精度，传动效果可靠，噪音低；泵头设计更加合理，无需使用起重装置就能快速对各种密封圈、阀和弹簧进行检查及维修，延长柱塞寿命；柱塞采用进口陶瓷柱塞，耐磨损、耐高温及耐腐蚀性能好，寿命是碳钢材料的5倍以上；柱塞密封采用进口防弹材料制成的盘根密封圈，耐磨性好，寿命长，密封效果更佳，整体上又增加了柱塞保护头，经多年使用后，只需要更换柱塞保护头即可，改变了传统整体式换柱塞维护维修成本高、不方便的问题［6］。

4 BRW630/37.5 型高端乳化液泵站在煤矿的应用

4.1 乳化液泵在煤矿应用中的社会效益

BRW630/37.5型高端乳化液泵站在煤矿中可以确保工作面压力，提高安全生产水平。在生产过程中，通常由于工作面用液量不确定，泵站压力不足，导致顶板事故，支护动作缓慢，影响工作面安全生产。而使用该控制系统后，上述问题得以解决。与普通乳化液泵站相比，BRW630/37.5 型高端乳化液泵站主要根据支架下降、提升和移动过程中支架载荷的动态变化，提供连续稳定的进液压力，可将事故率降低20%以上。在节能方面，实现了节能降耗。

4.2 乳化液泵在煤矿应用中的经济效益

BRW630/37.5型高端乳化液泵站在煤矿中可以有效减少泵站司机的数量，集中供液泵站可同时向3 个工作面供液，可实现远程控制、无人值守。对比现在每班减少3 名泵站司机，泵站司机工资和管理费每人每月按8000元、集中供液泵站服务8年计算，节省泵站司机费用：3×3×8000×12×8=691.2 万元。同时也可以减少泵站安装、拆除工作量，因为集中供液安装在集中供液硐室，服务时间8年，可服务大煤工作面13 个，其余工作面6 个，合计19 个，对比每个工作面安装、拆除一套泵站，可减少泵站安装、拆除18 次，每次泵站安装、拆除各用工15个，每个工按300元计算，则节省泵站安装、拆除费用：15×2×300×18=16.2 万元［7］。此外，采用水净化处理设备后，工作面液压支架维护材料费对比14 471 工作面减少50 万元，早班支架检修工由3 人减少为1 人。由此看出，集中泵站使用最新型高端乳化泵，可靠性高，设备维护工作量小，后期维护投入少，设备维护费用将大幅减少。

5 结语

总之，液压支架的动力源是乳化液泵站，随着乳化液泵结构设计水平的不断提高、工艺的不断改进，乳化液自动泵站将得到充分的发展，这也是现代矿山自动化发展的需要。目前，BRW630/37.5 型高端乳化液泵站采用先进的微机系统，通过多个传感器，实现更精细的控制。在实际煤矿工作中，BRW630/37.5 型高端乳化液泵站可以实现大功率泵站、控制系统、组合开关等优点，经使用后，已得到用户认可。