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建國后,選煤機械工業自起步以來,發展還是十分迅速,短短幾十年間,取得較為明顯的成就,主要表現在:在跳汰機方面,能夠制造比較大型、自動化的設備。自20世紀60年代中期我國成功研制10m2篩下空氣跳汰機以來,目前我國生產的篩側跳汰機主要由LTG型、LTW型、BM型和CTW型。最大跳汰面積40m2和35m2,效率一般在88%~90%。在重介質選煤機械方面,20世紀末在我國發展很快,目前我國重介質選煤廠中使用的重介質選煤機械,大部分都是國產設備,特別是我國自行設計制造的JL型立輪分選機,成為目前較為常用的重介選煤設備,有效地提高了選煤工作的效率;在浮選機械方面,我國自20世紀70年代開始就已具有獨立研發能力,目前已生產了許多煤廠都應用較廣泛的XJM型機械攪拌式浮選機,而且許多國產浮選機設有自動控制裝置;在篩分機設備方面,篩子是選煤廠使用最多的設備之一,我國已先后成功地研制生產出圓振動篩、直線振動篩、共振篩等許多設備產品,并逐步使這些篩分設備來走向大型化。如由平頂山選煤設計院完成的篩寬2.4m以上的直線振動篩,雖然制造工藝與國外設備還有較大差距,但產品已充分結構上也吸收了國外產品的優點,參數開始逐漸與國際接軌。
二、選煤機械目前發展中存在的問題
我國選煤設備工業雖然發展較快,但由于起步較晚,與國際先進水平比較還存在著較大的差距,存在一些問題需要我們進一步完善,主要現在:
(一)質量方面不盡如人意
質量是效率的保證,特別是對于選煤工作來說,由于其工藝流程較為復雜,往往配置多系統或備用系統、備用設備,而國內有些選煤設備還存在制造時質量的不過關,這樣會直接造成選煤生產過程中事故效率,不僅影響工作效率,而且造成巨大的經濟利益損失,所以設備的質量可靠性絕不容忽視。
(二)選煤功能不強,與國際水平差距大
特別是缺乏大型功能強大而全面的選煤設備,如據統計數據顯示,國內動篩跳汰機設備的處理能力,單槽16m3浮選機處理能力,強力破碎機破碎強度,臥式振動卸料離心機篩籃直徑與處理能力都大大低于國際先進水平,有待盡快提高。
(三)選煤機械普通的科技含量不高
前面介紹多年來,雖然我國的選媒工業取得了較為明顯的成就,也有不少自主研發的產品設備,但多半還是以仿造國外設備為多,具有自主知識產權的工藝和設備較少,特別是科技創新、科技含量方面均不理想。所以,未來在選煤機械行業發展方面,著重開發研制大型、高效選煤設備,消化、吸收國外先進設備的優勢,開發自身所需的模塊組合式選煤廠成套裝備,研究開發用于選煤工藝過程參數自動檢測自動控制的相關儀器和設備,成為擺在我們面前主要的任務。
三、選煤機械未來發展建議與對策
針對目前存在的問題,為了使國內選煤行業經重住未來更加激烈殘酷的挑戰,選煤機械未來的發展可從考慮以下幾方面著手:
(一)研發大型的功能強大、科技含量高的選煤設備
就具體的設備而言,對于浮選機,我們應努力提高其處理能力并實現主要參數的自控;對于跳汰機,我們要努力擴大其跳汰面積,并加強其自控和提高分選效率的研究;對于重介旋流器來說,我們要繼續努力研制設備的大直徑,并提高其分選精度、效率和耐磨性,還有提高大型振動設備的可靠性;研制選煤過程機電一體化自動設備控制技術等等,都是應當關注努力的方向。
我國在發展基礎工業的初期階段,絕大多數的技術和機器都來自前蘇聯。水力發電從解放以來很長一段時間都是全套引進得前蘇聯水輪發電機組設計技術,并且同步使用JSX型機械轉速信號器作為水輪發電機組的過速保護監控。但由于當時技術的局限性,該型機械轉速信號器只能發出過速保護信號,而不能根據信號作出相應的保護措施,也就是說只有報警而機械不能相應的執行保護操作;另一局限性表現在該型機械轉速信號器在長時間的工作后會出現誤傳信號或者作業失靈的現象。直到八十年代中期,研究者針對前者只報告信號不操作的局限性,增加了帶執行操作部分的機械液壓過速保護裝置,但該由于當時電子信息技術尚不完善,在作業過程中經常發生讀卡不成功導致拒絕執行操作現象。改革開放之后,大量的國外的產品和技術被引進到國內,有幾種國外廠商提供的純機械液壓過速保護裝置被一些水電站使用,但是又出現了新的問題:國外的純機械液壓過速保護裝置與水輪發電機大軸連接的卡環設計有瑕疵,在安裝的時候還需要增加一道在水輪機大軸上加工齒口的工序之后,才能保證該裝置不在水輪機大軸上做軸向位移,即才能保證裝置在軸上的穩固性。我們知道軸承的材質和大小、粗細、長短的規格,都是經過嚴格計算的,在水輪機大軸上再加工齒口必然會對大軸的強度產生影響,會產生很大的安全隱患。另外對于經濟建設來說,拿貨時間、購買預算、花費的人力、物力,以及對國外產品技術的掌握和其產品的售后維修服務都在重點考慮之列,故使用國產的、性能可靠地、能解決上述局限性的過速保護系統裝置是勢在必行。
2.新型機械液壓過速保護裝置的優勢
2.1通過技術知識的積累和以往現場作業反饋給我們的經驗可以了解到:機械液壓過速保護裝置的優點就在于獲得的轉速信號不是來自于機組的轉速測量裝置,而是由于裝置本身的離心探測器通過機組轉速上升而增大的離心力帶動柱塞作徑向位移而直接啟動事故配壓閥操作液壓回路來關閉的導水機構,完全是同一機組上的另外一套測速方法和感應、操作的裝置,避免了因為電器測速系統出現故障之后可能發生的機器損壞和飛逸事故的發生,可以確保水輪發電機組的安全運行。新型機械液壓過速保護裝置國內就已經擁有極高的技術力量去生產,機器維護簡單方便,相對于昂貴的國外產品,可靠性高、經濟預算少、適合國情,對于關系到國家大中小城市、村鎮的水電站作業可以達到廣泛應用。
2.2新型機械液壓過速保護裝置的技術要點和設想
2.2.1在調速器失靈的情況下,新型機械液壓過速保護裝置能實現“零時間”無縫鏈接,直接啟動事故配壓閥操作液壓回路來關閉的導水機構,從而實現緊急安全關機。
2.2.2新型機械液壓過速保護裝置與電子調速器的有機結合,實際上就是完成了兩套過速保護裝置系統的安裝,新型機械液壓過速保護裝置本質上是一套在電器測速系統發生故障、電源系統和調速器同時失控的情況下的備用保護裝置,完善了過速保護裝置的工作系統。
2.2.3鑒于機械運動必然產生的高溫和軸承的變形,以及在作業的應用范圍,比如應用到水電站的地下深層取水,應用到石油工業的地下深層取油過程中,必然要遇到高溫和高壓的問題,新型機械液壓過速保護裝置必須要克服高壓和高溫德難關。。
2.2.4標準液壓元件已經在水電市場的大量應用,將標準液壓元件應用于新型機械液壓過速保護裝置,不僅能大量節省制造時間,提高水電輔機產品的標準化程度,并且降低了操作難度和維護的難度。
3.裝置工作原理
3.1機械原理
新型機械液壓過速保護裝置為兩級控制的切換閥。離心探測器由兩個半法蘭圓環、彈簧以及配重塊組成。法蘭環安裝在大軸承上,當軸承旋轉的時候,法蘭環也隨之旋轉,而旋轉產生的離心力則由探測器中彈簧產生的彈力作用在軸承柱塞上消除力的作用,使其保持徑向的相對靜止狀態,而法蘭圓環上配置的配重塊,則加強了兩個半法蘭圓環運動的平穩性。而當機組處于過速狀態且其他過速保護裝置不能正常控制速度時,當機組轉速達到了設定的上限17.8r/min時,則離心探測器中的柱塞產生的離心力大于彈簧的彈力,從而使柱塞產生徑向位移,離心力增大產生的徑向位移直接的結果就是增大了柱塞的旋轉半徑,徑向位移增加到一定的值時,則柱塞可以直接撞擊到切換閥的撞塊,使得切換閥開始動作,通過與其串聯的電磁先導閥作用于事故配壓閥,然后通過壓力油推動事故配壓閥來切換油路,從而實現快速關機的操作。同時電氣接點導通,發出事故停機警報。
3.2液壓系統工作原理
機組正常運行時,過速保護裝置內的切換閥處于開的狀態,事故配壓閥上的電磁先導閥不動作,此時事故配壓閥只作為主配壓閥操作導葉接力器管路中的一個通道,使得壓力油經過主配壓閥和事故配壓閥通道進入導葉接力器。當機組過速運轉且調速器調速失靈,急停電磁換向閥和事故配壓閥上的電磁先導閥等過速保護裝置未能正常啟動時,一旦達到設定的臨界值117.8r/min時,由于離心力的作用使得離心探測器中的柱塞旋轉半徑加大撞擊到切換閥撞塊,使得切換閥進入動作程序,使得事故配壓閥左側油導入到漏油箱,而排出油,其另一側壓力油則導致了兩側管道的壓力差,由于右側油壓力產生的壓強,右側的壓力油便將事故配壓閥活塞向左推動,使得壓力油通過事故配壓閥的內腔直接進入到導葉接力器的關腔,并同時切斷經過主配壓閥的壓力油回路,并通過導葉接力器關閉電氣閥門。在此運行過程中壓力油不經主配壓閥而直接通過事故配壓閥的內腔操作來關閉導葉接力器,縮短了壓力油的作用路線,既縮短了導葉操作的反應時間,也減少了油耗。還有一點要補充說明的是,在啟動緊急事故停機流程來關閉機組進口快速閘門的時候,也同時啟動了事故停機流程來關閉導葉,雙管齊下保證了停機的安全性和可靠性。
4.機械液壓過速保護裝置在水電站作業中的可用機組類型
目前廣泛采用的是由標準化耐高油壓事故配壓閥為主體構成的新型機械液壓過速保護裝置符合各項大工業時代對機械產品的需求:標準化程度高、耐高油壓、結構簡單、維護方便、經濟實用。機械液壓過速保護系統在水電站作業中可用于額定轉速為2500r/min以內,軸承直徑在100mm~2500mm內的軸流式、混流式、貫流式、沖擊式水輪發電機組,目前在國內大中小城市和廣大農村水電站已經得到了較廣泛的應用,并且在運作中已經避免了數起事故的發生,反響極佳。需要指出的是,在實際的應用中,為了配合新型機械液壓過速保護裝置的使用,水電站需要在引水管道上加裝一道檢修閘門,以方便水輪機的使用和維護,此項裝置需要增加一筆費用,不過其總體費用與傳統過速保護裝置所需要的總體費用相比仍然較少,符合經濟實用的需求。
1.1茶葉現狀
中國烏龍茶之鄉,名茶鐵觀音、黃金桂的發源地。產茶的歷史追到唐末,興起于明清,繁盛在當代,到如今產茶已經有漫漫一千多年的歷史。茶葉品種豐富,制茶工藝精湛,茶葉品質優異。多年來,大力發展“三步走”、“茶業富民”等戰略,顯現“鐵觀音 和諧健康新生活”品牌價值。如今,隨著人們生活品質的提高,對茶葉的需求也水高船漲,茶葉產量飛速提高,傳統落后的茶葉機械制造工藝已經不能滿足當今茶葉發展的需求。茶葉生產是一種勞動密集型產業,茶葉機械生產及運用將會對茶葉產業發展有著極為重要的推動作用,將會極大地提高生產效率帶來客觀的經濟利潤。為了促進茶葉生產持續健康發展,使茶葉生產上規模,質量上檔次,進而開拓國際大市場。因此,引進新型制茶機械,研究適合茶葉品質特點的機械化制茶技術就是擺在民眾及政府面前的重要事情。
1.2茶葉機械化生產的現狀及存在的問題
1.2.1單機作業多、連續化機械少
目前還有數量不少的茶廠的制茶機械裝置水平較低,很多機械設備是上世紀80年代購買的,舊、老、壞、破爛不堪等現象十分嚴峻。加工設備基本上是常規設備,連續化、自動化沒有起步,機械化滯后。由于這些茶廠缺乏先進茶葉機械裝備,茶葉機械裝置性能不穩定,以單機作業及傳統手工作用為主,這就導致了茶葉采摘、生產的連續化工作能力弱,制茶工藝較難實現規范調控。
1.2.2設備創制與工藝脫節
新型茶葉機械制茶技術在的一些山區推廣量小,且茶農對部分新型機械技術性能掌握尚不過硬,特別是在投葉量、作業時間、加壓等方面使用不正確。在大宗名茶的加工上,干燥工序與炒干機不配套。很多生產茶葉機械的技術人員并不精通茶葉加工工藝,使得茶葉機械與茶葉加工工藝出現不協調發展的現象。
1.2.3茶葉加工設備標準化不統一
目前,茶葉加工機械設備缺少統一的技術指標,除了標準件、通用件外,各企業生產的茶機零部件不能通用。這一方面給采茶用戶造成諸多不便,另一方面也增加了制茶企業的成本。同時,目前有些茶葉生產加工機械配套不合理,較難實現全自動生產流水作業,制茶效率跟不上,工藝不時應人們對茶品質要求較高的需求,進而影響了茶葉機械化、產業化的可持續發展。
二、茶葉機械化生產的具體措施
2.1設備創制與工藝、品質結合
小型茶廠、大型茶葉生產企業要因地制宜,要建立以大型茶機生產企業為主體,茶葉生產為導向,生產、學習、研制、研究相互結合的創新體系,通過發展機械產制來適應當下人們對茶葉品質的需求,適應當下茶葉市場的需要。比如,殺青炒干滾筒的轉速可調、珠茶推炒機推炒幅度可調、各種扁茶機壓力可調等。在引進的國外茶機新產品的時候,要注意消化吸收與再創造。比如,在優化制作技藝方面,充分利用與臺灣人緣相近、地理條件相似的優勢,積極引進臺灣先進的制茶技術和制茶機械,與本地傳統制茶工藝進行優化組合,通過學習、消化、吸收、創新的研發道路,研發新的適合不同種類名茶品質要求的茶機產品,創新茶葉生產技術。
2.2在推廣使用機械生產加工工藝
在推廣使用機械生產加工工藝,要制定茶園管理、栽培、采摘、修剪、加工等生產環節機械化步驟。目前,根據的烏龍茶、鐵觀音、黃金桂等名茶初始產制的基本原理及傳統制作加工工藝,名茶烏龍茶、鐵觀音、黃金桂等名茶的機械加工工藝程序定為:鮮葉采摘-篩分取舍-攤放晾干-殺青-揉捻濾凈-解塊分解-分篩栓選-理條分析-初烘一步-攤涼二步-復烘出爐,一個流程下來,全程機械化生產及加工,將會極大地提高速度及經濟效益。
2.3加快茶園耕種機械的運用
隨著茶園種植規模的急速擴大,僅僅是依靠人工作業式的管理茶園,采摘茶葉,費用大及勞動力的緊缺就擺在了茶園主們面前的問題。因此,要想加快茶葉的可持續發展,就必須推進茶園機械耕種的引進。在一些高瞻遠矚的茶廠或是企業,就走在了前列,如注重“鐵觀音”、“黃金桂”等品牌生產的茶業總公司的上第茶廠、普瑞歷山茶業有限公司等都已著手引進茶樹修剪機、采茶機等,減輕勞動強度的同時,還解決了勞動力緊缺的問題,進一步上還降低了生產成本,極大地提高了茶葉生產的經濟效益。