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水替油,完美诠释绿色开采——探秘世界首套纯水液压支架

发布日期:2019-03-06 17:38
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2018年12月8日,神东锦界煤矿综采工作面全世界首套纯水液压支架,经过近4个月的工业性试验,宣布试用成功并正式投用。纯水液压支架以纯水介质替代传统乳化液,成功解决了井下开采污染难题,填补了国内外综采工作面液压支架使用纯水介质的空白,成为国家能源集团贯彻落实十九大提出的“绿色发展、清洁生产”理念的重大?#23548;?/p>

以纯水代替乳化液,到底是怎样的工作原理,效果如何?近日,?#25910;?#36208;进锦界煤矿了解了相关情况。

扭住核心?#38469;?#25915;关“牛鼻子

众所周知,机械设备怕生锈,而液压元件更需要润滑。用水代替油,如何解决生锈、润滑两大难题呢?项目组?#38469;?#20154;员从水的理化特性中寻找突破口。

?#38469;?#20154;员专门做了测试,将同一金属材料零件分别浸泡在普通水、乳化液、纯水三种介质中,经观察发?#21046;?#36890;水浸泡1天出?#20013;?#26001;、3天全部锈蚀,乳化液浸泡30天出?#20013;?#26001;,纯水浸泡380天,未出现任何锈蚀。测试结果充分证明了纯水?#26087;?#19981;导电、不产生电解质腐蚀的特性。只要将水中的杂质、导电离子、氧气去除,将普通水过滤为纯水作为工作介质,便可以解决液压元件生锈的问题。

于是,纯水制备装置系统应运而生。它由超滤系统,一级、二级反渗透系统,EDI(电去离子系统)及控制系统组成。矿井水源进入超滤系统,过滤掉水中颗粒杂质,再进入一级、二级反渗透系统,去除水中的有机物、矿物质、细菌微生物?#20219;?#36136;,最后进入电去离子系统,将水中残留的微量盐分彻底去除,就生产出了电阻率大于15兆欧厘米的纯水,这样的纯水是不会锈蚀设备的。

纯水制备装置每小时产水量20立方米。系统末端配有水质识别装置,水?#25163;?#26631;电阻率大于2兆欧厘米的水直接进入循环系?#25345;?#22797;利用,而低于2兆欧厘米的水就直?#27833;馀牛?#19981;会产生任何污染。这套纯水制备装置安装在两组设备列车上,锦界煤矿在井下专门设置了一处硐室,为它“?#24067;?rdquo;。由于地理位置的特殊原因,神东矿区水资源弥足珍贵,所以制备纯水的水源都是取自于井?#32511;?#25918;水。锦界煤矿将探放水抽?#26519;?#22830;泵房清水仓,通过涂塑管路引入纯水装置,保证了水质的稳定。

发现问题保证纯水百分百“纯”

纯水液压支架项目是神东2018年度重要科研项目,从概念提出、?#38469;?#30740;发到工业试验的每一阶段、每一步骤,都凝聚着神东人的智慧和汗水。就拿纯水指标?#27492;擔?#21018;产出的纯水各项指标都符合要求,但经过一段时间后就出现水质下降、电阻率不达标等问题,这样的水是不符合使用要求的。问题出在哪里呢?#32771;际?#20154;员反复观测,造成水质衰败的“元凶”终于被锁定,原来是8立方米的缓冲水箱。纯水储存在缓冲水箱内,与空气接触一段时间后便被污染,造成电阻率下降。发现问题后,锦界煤矿立?#20174;?#29983;产厂家联系,改制了4个圆?#27531;?#19981;锈钢水箱,加装浮顶隔绝空气,保护了水质不衰减。为了彻底去除水中有机物、矿物质、细菌微生物等,?#38469;?#20154;员还想了很多办法,利用纤维滤芯、反渗透膜、抛光混床等手段和工艺,确保了纯水百分之百的“纯”。

纯水介?#39318;?#22791;综采工作面自今年2018年8月27日投用以来,截至到2018年12月25日,31408综采工作面已累计推进1956米,生产原煤210万吨,曾在10月份创出月单产68.18万吨的最好水?#20581;?#28082;压支架及所有经过改造后的零部件经受住了井下生产的?#20339;欏?/p>

锦界煤矿机电办信息自动化主管于在川说:“纯水制备装置的数据现在已经接入矿数字化信息?#25945;ǎ?#35843;度室、手机上都能随时监测水?#26102;?#21270;、系统运行情况等,纯水液压支架可以放心、安心使用。”

纯水液压支架的成功?#23548;?#35753;传统使用乳化液作为介质成为历史,取得良好的经济效益和社会效应。经初步测算,使用纯水与乳化液相比,?#32622;?#25104;本?#23665;?#32422;0.6元。

?#20013;?#21319;级避免项目?#38469;?ldquo;水土不服”

以水代油,这些“钢铁战士”怎么能避过“水土不服”呢?

设备维修?#34892;募际?#37096;的杜奇作为纯水液压支架研发团队的一员,?#34892;?#21442;与见证了项目从研发实验到生产制造、从装配调试到?#23548;视?#29992;的全过程。

“开?#20339;?#21457;时,国内外都没有可以借鉴的案例,也没有相关基础数据可参考,任何一个方案?#22270;际?#25514;施的提出,都需要团队去论证,想办法找答案,究竟可不可行没有任何参考,就是凭着专业知识、维修经验去思考,再商量,?#32531;?#21435;验证。神东及各方面都给予厚望,那段时间,大家压力山大。”杜奇说。

用纯水代替乳化液作为介质,要解决设备、零部件的腐蚀和密封两大桎梏。在神东党委的坚强支持下,杜奇?#28034;?#30740;团队的伙伴多次请教相关行业专家,各地走访材料厂家、多方评审交流……从材料选择、密封?#38469;酢?#38450;腐工艺、电液控制等方面作了全面研究,突破性解决了大量的理论?#38469;?#38590;题。比如,材料选择过程中,经过多次论证,将油?#20303;?#28082;压阀等处密封所用的普通聚氨酯材料换成耐水解、?#36879;?#28201;、带有自润滑的聚氨酯材料;将动力元件的泵头本体改为不锈钢材料,柱塞改为陶瓷材料,吸排液阀芯等采用马氏体不锈钢材料。防腐处理方面,支架立柱外缸筒内壁采用熔铜处理,缸底除锈后镀铜;?#27833;?#24231;、通液管、阀板采取QPQ工艺,提高零件表面的硬?#21462;?#32784;磨性?#28034;?#34432;性,同时减少摩擦系数,使零件变形小……总之,熔铜处理、镀镍处理、激光熔覆处理等先进?#38469;?#30340;集成应用,显著改善了基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐?#21462;?#25239;氧化等性能……?#27426;?#36827;取?#22242;?#21147;,?#27599;?#30740;结果离梦想和期待越来越近。

运行稳定实现节支降耗绿色开采

从2018年6月份开始,项目对196台液压支架进行了改造,其中包括27种不同规格阀类改造,11种不同类型密封、导向套等的防腐处理。通过配置纯水制备装置、纯水高压泵站,向液压支架、刮板输送机、转载机、自移机尾提供纯水供液,对现有的液压支架、刮板输送机、转载机、自移机尾进行改造,?#21592;?#28385;足纯水介质的使用要求。同时,对改造后的液压支架进行纯水环境下的工业性试验,经过40兆帕、3万次循环、3千吨支架试验台的检验,纯水液压支架各项使用性能良好。2018年8月28日,纯水液压支架系统在锦界煤矿31408综采工作面投用。目前,设备运行稳定。

以“纯水”替代传统“乳化液”作为综采液压系统工作介质,不仅能够实现绿色采煤,还?#23665;?#20302;介?#26102;旧?#25104;本,如果推广开来,神东因此每年可减少3600多万元的乳化液购置费;同时,纯水系统封闭、介质清洁度是传统乳化液系统无法比拟的,有助于降低液压零部件?#25910;下省?#25552;高生产效率、延长液压零部件寿命、降低备件损耗。特别是未来煤炭开采中,再也不会产生污染水质和土壤的危害,这是煤炭行业的一次重大进步,是一次里程碑式的?#38469;?#38761;命,作为亲历者和参与者,杜奇和研发团队的伙伴们?#20004;?#22312;改革创新成功的喜悦中。

在煤炭产业转?#22836;?#23637;的关键时期,神东站在煤炭开采?#38469;?#21069;沿,瞄准世界先进水平,大力弘扬工匠精神,?#27426;?#30740;究新?#38469;酰?#25512;广应用新设备,掌握高端?#38469;酰?#24341;领行业发展,世界首套纯水液压支架的成功投用,是世界煤炭产业史上的一次全新尝试,绿色环保开采在这里有了更加丰富的意义。

通讯员李霞 李德春 郭敏

本文来源:榆林日报编辑:高丽

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