降尘剂无动力自动添加装置的试验研究

降尘剂无动力自动添加装置的试验研究 降尘剂无动力自动添加装置的试验研究 2011年8月矿业安全与环保第38卷第4期 降尘剂无动力自动添加装置的试验研究 龚小兵 (中煤科工集团重庆研究院粉尘研究所,重庆400037) 摘要:介绍了降尘剂无动力自动添加装置的结构和工作原理,通过实验室研究,得出进水压力,进 水流量,添加介质,吸管长度与添加精度之间的关系;现场应用研究表明,该装置具有添加精度较高,耐 腐蚀,安全可靠,安装简单,操作方便等特点,完全能够满足煤矿井下湿润型化学降尘剂添加的配套 使用. 关键词:综掘工作面;自动添加装置;降尘剂;添加精度 中图分类号:TD714.4文献标志码:B文章编号:1008—4495(2011)04—0008—03 国内外研究表明,为了提高湿式降尘效率,其有 效的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 就是向防尘用水中添加一定比例的化学降 尘剂?.目前,煤矿用于化学降尘剂添加的方式 主要有计量泵和水引射.计量泵具有计量准确,添 加连续均匀,添加比例可以调节的优点,但因需配置 电动机,减速器或调速器等部件,因此其外形尺寸较 大,结构复杂,成本较高;水引射添加方式,虽然结构 较为简单,但其具有添加精度较低,不能满足化学降 尘剂添加比例要求等缺点.针对以上问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,中煤 科工集团重庆研究院研制了新型降尘剂无动力自动 添加装置.通过对该添加装置实验室及现场应用的 研究,可为降尘剂无动力自动添加装置在煤矿井下 的推广应用提供参考依据. 1添加装置结构及原理 1.1添加装置的结构 该添加装置主要由旋钮,上壳体,活塞缸体组 合,下壳体,柱塞组件,柱塞杆,下阀芯,下支撑板,扭 转部件及上阀芯等组成,如图1所示. 1.2添加装置的工作原理 当活塞处于最下端时,活塞上端的4个阀芯处 于关闭状态,下端的2个阀芯处于开启状态;当压力 水进入添加装置进水端后,由于活塞下腔有压力,上 腔没有压力,因此活塞向上运动,活塞上的齿条推动 扭转部件上的齿轮轴旋转,齿轮轴推动扭簧作扭转 运动并存储能量,同时柱塞在柱塞套内向上运动,打 收稿日期:2011—02—30;201l一06—17修订 作者简介:龚小兵(1970一),男,重庆人,工程师,主要从 事煤矿粉尘治理技术研究工作.Tel:023—65239371. ? 8? 1一旋钮;2一上壳体;3,活塞缸体组合;4一下壳体;5,柱塞组件 6一柱塞杆:7一下阀芯;8一下支撑板;9,扭转部件;l0一上阀芯. 图1自动添加装置 结构图 人力资源部组织结构图钢结构图纸会审六年级数学知识结构图单元知识结构图社区居委组织结构图 开单向阀抽吸添加液.当活塞运行到上末端,转动 机构释放扭簧的限位装置,扭簧的回复力拉动活塞 上端的4个阀芯打开,同时也带动下端的2个阀芯 关闭进行换向;换向后进水通过活塞上端4个阀孑L 流人活塞上腔,由于活塞上腔的工作面积大于下腔 的工作面积,从而推动活塞往下运行,在下行的过程 中同样也推动旋转机构中的扭簧扭转,同时柱塞向 下运动进人柱塞套内,在压力作用下单向阀关闭,添 加液被压人活塞下腔排水系统中.当活塞运行到下 末端时扭转部件内转动机构释放扭簧的限位装置, 扭簧的回复力拉动活塞上的上下阀芯进行换向,上 阀芯关闭,下阀芯打开,活塞又重新开始上行,上腔 的水通过下阀芯孔从排水口流出.如此反复,保证 系统连续添加降尘剂.需要关闭添加时,只需顺时 针旋动旋钮,打开上阀芯,使活塞上下没有压差,停 止运动即可.添加比例的调整是通过旋转柱塞组件 上的调整螺母来调整柱塞杆在柱塞管内有效行程来 实现的,由于在一个工作循环内进水总量一定,通过 调节调整螺母后添加的降尘剂是不一样的,从而得 到不同的添加比例. 2011年8月矿业安全与环保第38卷第4期 2试验系统及测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 2.1试验系统 根据试验的需要,在国家煤矿安全技术工程研 究中心大气污染防治实验室, 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 加工了测试无动 力液体自动添加装置性能参数的试验系统,如图2 所示 1一水泵系统;2一压力表;3一三通;4一截止阀1;5一截止阀2;6一压 力流量计;7一截止阀3;8一无动力液体自动添加装置;9一添加液; lO一截止阀4:11一电子称. 图2降尘剂无动力自动添加装置的性能试验系统图 2.2测试方法 选用质量分数为10%,20%,30%的湿润剂和清 水作为添加剂,除了做不同介质与添加比例的关系 试验外,其余都采用质量分数为30%的湿润剂作为 试验添加介质.使用系统中压力流量计对管道中进 水量进行测试,使用系统中的压力表对进水压力进 行测定;对添加剂流量测定,使用系统中的电子称测 出单位时间工作前后添加剂的质量,将其质量差的 绝对值换算成单位时间内的体积即为添加剂的流 量;添加比例按容积法进行计算,添加比例计算公式 如下: E:×100 g水 式中:E为添加比例;为添加剂流量,L/min;q水为 进水流量,L/min. 3添加装置性能参数之间的关系研究 3.1进水压力与流量范围 通过调节系统中的调节阀,考察添加装置在不 同进水压力,流量情况下的添加情况.实验得出:当 进水流量小于18L/min和大于110L/min时,添加 装置工作不稳定,存在停止添加现象;当进水压力小 于0.3MPa和大于6MPa时,添加装置的添加动作 停止.分析认为,流量小于18L/min时,由于阀芯 在换向时提前泄压,使上下阀芯全部打开,系统无压 差,工作停止;当流量大于110L/min或压力大于 6MPa时,作用在阀芯上的液压冲击力大于系统的换 向力,造成无法换向;当压力小于0.3MPa时,由于 不能克服系统的运动阻力,致使添加动作停止.因 此,从试验结果可以得出,该添加装置的流量范围为 18,110L/min,压力范围为0.3,6MPa. 3.2进水压力与添加比例 通过调节系统中的调节阀,使进水流量保持在 60L/min.在不同添加比例情况下,调节系统的进 水压力来测试实际添加比例.图3为进水流量在 60L/minN~,压力与添加比例的关系曲线. 20 15 10 5 +添加比侈4为2%o +添加比例为6‰ +添加比例为1O‰ — ?添加比例为14%o — 添加比例为18‰ 234 进水压力/MPa 进水压力与添加比例的关系曲线 由图3可知,进水压力对装置的添加比例的影 响较小,添加比例总体趋于平稳.在相同流量不同 压力(1,2,3,4MPa)的条件下,添加装置在设定添加 比例(2%0,6%o,10%o,14%o,18%o)下运行,实际添加 比例与设定添加比例相对误差在5%以内. 3.3进水流量与添加比例 通过调节系统中的调节阀,使进水压力保持在 3MPa.在不同添加比例情况下,调节系统的进水流 量来测试实际添加比例.图4为进水压力在3MPa 时,进水流量与添加比例的关系曲线. ,-, 0--添加比例为2%0 +添加比例为6‰ — ?一添加比例为1O‰ — ..一添加比例为14‰ 添加比例为18%0 进水流量/(L/min) 图4进水流量与添加比例的关系曲线 由图4可知,进水流量对添加装置的添加比例 影响不大,添加比例总体趋于平稳.在不同流量 (20,40,50,80,100L/min)情况下,设定添加比例在 2%o,6%o,10%o,14%o,18%o时,实际添加比例在 (1.96%o一2.08%e),(5.98%o一6.25%o),(9.98%o, 10.14%o),(14.05%0,14.30%o),(17.82%0一l8.49%o) ? q? 2011年8月矿业安全与环保第38卷第4期 内变化,添加比例的相对误差在4%以内. 3.4不同介质与添加比例 分别选用质量分数为10%,20%,30%的湿润剂 和清水作为添加剂,调节添加装置的添加比例调节 旋钮,将添加比例调到10%e,进水压力调为2MPa, 测试在不同介质条件下,添加装置的实际添加比例. 图5为进水压力在2MPa时,不同介质与添加比例 的关系曲线. O.8 o.5 o.2 9.9 9.6 9.3 . /?——_ 入 ,r . . — +清水 10%湿润剂 +2O%湿润剂 由图5可知,添加比例随添加介质黏度的增大 而减小.在设定添加比例相同(10%o),进水流量为 70IMmin时,添加介质为质量分数10%的湿润剂时 实际添加比例最大达10.1%o,添加介质为质量分数 20%的湿润剂时实际添加比例最大达9.7%0,添加介 质为质量分数30%的湿润剂时实际添加比例最大达 9.6%e,清水时实际添加比例最大达10.3%o.在选用 的4种添加介质中,添加比例的相对误差在4%以内. 3.5不同吸管长度与添加比例 把装置的添加比例调到8‰,进水流量调到 70L/min,进水压力调到2MPa,选用吸管长度为 0.5,0.8,1.0,2,3,4m,分别测试不同吸管长度下添 加装置的实际添加比例.图6为不同吸管长度与添 加比例的关系曲线. lO 霎: 毒,x34 峰2 0 吸管长度,m 图6不同吸管长度与添加比例的关系曲线 由图6可看出,在相同压力(2MPa),流量 (70lMmin)和设定添加比例(8%o)条件下,吸管长 度为0.5,0.8,1,2,3,4m时,添加装置的实际添加 比例分别为7.96%,7.86‰,7.98%o,8.08%o, 7.76%e,7.32%o.总体来看,添加比例随吸管的增长 而减小,在4m范围内添加比例的相对误差在4% . 10? 以内. 4现场应用研究 4.1工作面概况 3114北中巷设计长度1631.6m,平均倾角为 3.,5.,工作面巷道设计为梯形断面,净宽4.34m, 正中净高2.9m,断面面积S.唐:12.6m.采用 EBZ132型掘进机施工,工作面需要风量为 360m/min,实际通风量为406m/min,工作面实际 风速达0.54m/s,主供风筒直径为800mm,前端出 风简直径为600mm. 4.2系统布置 将添加装置,湿润剂箱,高压泵站,水箱用平板 车装载,并安装在掘进机后部运输轨道上,随着掘进 机不断推进而定期向前移动;喷雾装置安装在掘进 机截割头伸缩部后端位置处,用M24螺栓进行固 定;水箱,喷雾泵,添加装置和喷雾装置之间用高压 胶管连接.系统布置见图7. 1一喷雾装置;2一泵出水管;3一水表;4一泵回水管;5一泵进水管; 6一调压球阀;7一水箱;8一混合液;9一水箱进液管;1O一添加装置; I1一湿润剂;12一湿润剂箱;13一双功能水表;14一精密水质过滤器; l5一静压水管;16一进水球阀. 图7湿润剂高压喷雾除尘系统示意图 4.3配套及可行性分析 在试验期间,当喷雾装置喷雾耗液后,水箱水位 下降,浮球阀开启水箱进液阀门,此时添加装置自动 运行,添加混合液体向水箱供液;当水箱内液体加满 后,水位上升,浮球阀关闭液箱进液阀门,添加装置 自动停止工作,从而实现了与高压喷雾系统的合理 配套. 添加装置,湿润剂箱,高压泵站,水箱等部件均 固定稳妥,降尘系统运行平稳,添加装置在144h的 时间内运行稳定可靠;整个装置可以随着掘进机的 前移而移动,节省了劳动力,整个装置体积小,质量 轻,不用接电,安装方便,不影响司机操作和视线,不 影响维修工人对掘进机的修理工作. 4.4添加精度稳定性及配套降尘效果 将添加装置的添加比例设置为10%o(湿润剂箱 内装质量分数为30%的湿润剂),同时对喷雾耗水 (下转第14页) 2011年8月矿业安全与环保第38卷第4期 保存较好,含量较高. 在宣化煤田的东部发育有鸡鸣山一黄羊山逆掩 断层,宣东二号矿处于间接受力状态,由于挤压作 用,上覆岩层较厚,整体构造简单,断层稀少,煤层无 露头,构造煤发育,保存条件较好,瓦斯含量高. 涿鹿矿区和牛西矿区,经历多期构造活动,推覆 构造不发育,受岩浆的影响不大,煤级较低,瓦斯含 量相对较低.井田内还发育不少断距1,5m的小 断层,这些小断层多为正断层,走向,倾向多变,无规 律可循,局部地段煤层倾角可达到20.以上,使煤层 失去原有的连续性.落差较大的正断层成为瓦斯逸 散的良好通道,导致了低瓦斯矿井的产生. 4结语 在燕山南麓分布一系列逆冲推覆构造,在逆冲 推覆构造形成及演化的过程中,形成了一系列的叠 瓦式构造,煤层埋深相应增大,含煤密度变大,挤压 作用使煤系地层的封闭性增强,加之区域性的岩浆 作用使煤变质程度增大,瓦斯生成量大,导致推覆构 造发育区瓦斯含量普遍较高,形成沿燕山褶断带的 高瓦斯走廊,分布了一系列高瓦斯矿井. 参考文献: [1]刘少峰,李忠,张金芳.燕山地区中生代盆地演化及构造 体制[J].中国科学D辑地球科学,2004,34(增刊1): 20.26. 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