煤炭快速定量裝車系統的組成及優化改造設計研究

王振明

國家能源集團神東煤炭集團洗選中心布爾臺選煤廠 內蒙古 鄂爾多斯017000

1 引言

在國內外的大型煤炭企業中,煤炭快速裝車定量系統應用越來越多。本文以神東煤炭選煤廠為例,針對煤炭裝車中的工藝裝備和工藝系統進行分析。

2 煤炭快速定量裝車系統的組成

煤炭快速定量裝車系統最早由國外研究出來,之后進入到國內。以神東煤炭集團對該系統的定義,系統主要由裝載、給料運輸、輔助系統構成。其中,輔助系統中包括采樣、防凍液噴灑、封塵劑噴灑三個子系統。裝載單元中包括緩沖倉、稱重倉、裝載溜槽,給料單元中包括膠帶設備、給煤設備。防凍液噴灑系統包括藥劑攪拌、藥劑儲存、藥劑噴灑設備。封塵劑噴灑系統包括封塵劑的制藥和噴灑設備。采樣系統包括采制樣、分析化驗相關設備。每個系統分別帶有供配電設施,并有自己的PLC控制站。

3 系統應用優勢

系統在運行的過程中,是利用信息自動化技術實現自動化控制,incident可以更連續、高效地進行定量裝車作業。相對于普通的裝車系統來說,快速定量裝車系統能夠將物料按特定重量裝載到列車中,應用優勢十分明顯。

其一,系統具有更高的自動化水平。由于系統內部的所有子系統均采用了PLC控制技術,因此可以實現對系統的遠程集中操控。工作人員可以通過遠程操作端通過查看計算機顯示屏上的信息來獲取系統設備運行狀況,并下達操作指令。因系統具有更高的自動化水平,因此原來的工作人員數量減少,系統運行的可靠性更高。

其二,系統的作業速度更快。對于型號為C80的列車,每節車廂可裝載80噸,如果采用快速定量裝車系統,只需要60秒的時間就可以完成裝車作業,最快裝車速度可達到40秒,列車共54節車廂,裝完所有車廂需要50-70分鐘。

其三,系統的作業精準度更高。在稱重倉單元設置了高精準度的計量設備,因此大大提升了稱重的精準度,凈稱重可實現±0.1 %的精準度,每節車皮裝車過程能夠實現不超過±0.3 %的精準度,整列車可實現不超過±0.3%的裝車精準度度。

其四,系統的裝車質量更好。采用快速定量裝車系統比傳統裝車方式更平穩。裝車作業完成后車皮表面更平整,不會出現裝載過偏的現象。

其五,系統具有更好的環保性。裝車作業采用全封閉式,而且系統中有封塵噴灑系統,采用固化封塵的辦法可以使裝車后的車皮表面更整潔,不僅不容易撒煤,而且不容易起煤塵,因此對環境的污染小[1]。

4 裝車工藝、設備及存在的問題

過去的煤炭快速定量裝車作業是半自動化模式,基本可以滿足一般快速裝車的要求,但是仍舊存在一些問題。如雜皮車、混編車在火車車廂的信息采集和信息獲取能力方面比較欠缺,這樣就無法提升煤炭快速定量裝車效率。自動化儀表尤其是二次儀表在數據傳輸過程中存在誤差,影響了煤炭快速定量裝車的精準度。裝車的重量信息不能及時上傳,因此影響到數據的存儲以及裝車信息檔案完善。經過回空車皮的時候系統缺乏及時的信息提示,因此工作人員不能提前了解裝車信息,造成撒煤現象。

5 系統優化改造設計

系統進行優化改造時,保持原有快速定量裝車系統的基本結構,然后采用更優化的PLC控制器,使系統不僅能夠實現原有的功能,而且在設備的運行速率上更快。系統的自動控制功能實現,不僅包括對裝車液壓系統的自動控制,還包括對稱重設備、給煤設備和輸送設備的自動控制。

通過在系統中安裝PLC自動控制系統實現上述目標,具體包括本地PLC系統和遠程PLC系統兩大部分。前者主要對液壓站油泵、循環泵以及冷卻風扇設備進行自動控制。同時對稱重倉料位、緩沖倉料位、閘門、砝碼、裝車溜槽設備進行自動化控制。遠程PLC系統主要負責對輸送、給料設備的啟停進行自動控制。

在軌道上增設射頻讀卡裝置,通過射頻來讀取條碼對車號進行有效識別,這樣可以及時獲取列車車廂的狀況信息,射頻讀卡裝置采集到的車廂狀況信息被傳輸到自動化控制系統中,然后經過PLC控制處理器對信號進行處理。工作人員根據集控畫面顯示對系統設備發出指令,系統將工作人員的指令進行控制程序處理,然后將處理信號傳輸到設備,相關設備按照控制程序信號自動執行。通過PLC控制系統可以將指令傳輸到快速定量裝車系統中的各個設備,啟動或調控各個設備。PLC控制系統能夠及時得到車廂識別的信息,從而將標準裝車噸位按順序儲存在工控機中,因此在定量倉稱重數據的準度上也更容易控制。根據車廂的不同作業要求來進行裝車操作,提高煤炭裝車效率。

工作人員可以根據列車的實際裝車狀況對設備進行靈活調控,采用集中控制的方式可實現系統間的閉鎖啟停,還能夠單獨控制某一臺設備的啟停,或者無閉鎖啟停。當處于就地方式狀態時,工作人員可以對任意一臺設備進行啟停,根據裝車工藝流程的要求來對設備實施閉鎖。裝車作業中,如果系統中任意一臺設備出現狀態異常,發生停機,此時系統將自動啟動設備閉鎖功能,所有與上述故障停機設備有閉鎖關系的設備也會自動閉鎖停機,并且系統將發送閉鎖信息,控制顯示端將發出警報信號,提醒工作人員設備出現故障的位置。當設備出現過負荷、開關動作、報警動作等故障類型時,工作人員可以及時根據系統提示的上述故障信息及時采取檢修和處理措施。

6 結語

綜上所述,在對選煤廠煤炭快速定量裝車系統優化改造之后,系統的綜合性能比之前進一步提升。裝車速度得到提升,最高可以達到5300噸/小時。稱重倉配料的速度也加快,以80噸物料為例,配料平均速度小于8秒鐘,裝滿整節車皮的速度最少只需要40秒。在裝車精準度控制上也有更好的表現。稱重單元能夠實現±0.1 %的靜稱重精準度,每節車皮裝車實現0.3%的精準度。系統在適應性方面也表現較佳,可以適應多種型號的車皮,對多種粒徑規格的物料都能適應,較好的滿足了裝車物料型號的需求。