大隆礦重介選煤工藝自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張永彪

[摘 要]重介選煤工藝參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),目前已在我國(guó)得到一定的推廣和應(yīng)用,大隆礦選煤廠在原有基礎(chǔ)上,大膽進(jìn)行探索與嘗試,將其與在線灰分儀進(jìn)行配套使用,從而在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了分選密度與灰分的閉環(huán)優(yōu)化控制,在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視和參數(shù)設(shè)定,并且構(gòu)建了“局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)”,達(dá)到了改善分選效果、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo),為塊煤重介老廠改造提供了先進(jìn)思路和成熟技術(shù),此項(xiàng)目為鐵煤集團(tuán)2008效益年重點(diǎn)表彰項(xiàng)目之一。

[關(guān)鍵詞]重介選煤;工藝參數(shù);自動(dòng)控制;分選效果

一、前言

大隆礦選煤廠是1972年建成并投入生產(chǎn)的,原設(shè)計(jì)能力為90萬(wàn)t/a,經(jīng)過(guò)1996年改擴(kuò)建設(shè)計(jì)能力為180萬(wàn)t/a,核定能力為300萬(wàn)t/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠,入選原煤煤種為長(zhǎng)焰煤,硫分低(<0.5%),為易選煤。主要加工工藝是篩分和塊煤重介,生產(chǎn)產(chǎn)品有:洗中塊、洗粒、洗末、末煤、粒煤。主要分選設(shè)備為L(zhǎng)ZX-2.6斜輪分選機(jī)。

二、改造前存在的主要問(wèn)題

1.斜輪分選系統(tǒng)基本上處于人工手動(dòng)的原始操作狀況,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,分選密度不穩(wěn)定,洗產(chǎn)品穩(wěn)定率差,矸中帶煤不好控制。

2.合介桶液位和稀介桶液位等均靠人工肉眼觀察,很難保證介質(zhì)循環(huán)量的穩(wěn)定。

3.生產(chǎn)過(guò)程中,合介桶中懸浮液的煤泥含量沒(méi)有監(jiān)測(cè),在系統(tǒng)操作中弧形篩下分流量基本不可控,只是一個(gè)固定分流,這樣當(dāng)煤泥含量過(guò)高或過(guò)低時(shí)直接影響了斜輪分選機(jī)的分選效果。

4.加水操作完全靠工人到現(xiàn)場(chǎng)扳動(dòng)閘門,不能時(shí)時(shí)跟蹤控制分選密度,不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量和回收率。

5.高介質(zhì)制備部分完全人工手動(dòng)操作,從高介質(zhì)桶加水閥門、介質(zhì)泵入口閥門、吹風(fēng)閥門均為手動(dòng),高介質(zhì)桶液位、高介質(zhì)制備的密度無(wú)監(jiān)測(cè),懸掛式電抓斗動(dòng)作不靈活,故障率高。

三、技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)與分析

1.實(shí)現(xiàn)合格介質(zhì)懸浮液密度的自動(dòng)測(cè)量、顯示并根據(jù)設(shè)定值控制加水閥門開(kāi)度,以實(shí)現(xiàn)密度值的穩(wěn)定控制。

采用同位素密度計(jì)在線測(cè)量懸浮液的密度,在加水管上安裝角行程電動(dòng)加水閥門,根據(jù)要求的分選密度和目前密度的測(cè)量值,通過(guò)PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)控制加水閥門的開(kāi)度大小,達(dá)到對(duì)斜輪分選密度的自動(dòng)控制。

2.實(shí)現(xiàn)懸浮液中煤泥含量的自動(dòng)測(cè)量、顯示,并根據(jù)煤泥含量的設(shè)定值調(diào)節(jié)分流器的開(kāi)度,使煤泥含量值穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。

通過(guò)對(duì)弧形篩下分流管路的改造,設(shè)計(jì)并安裝可以靈活控制的分流機(jī)構(gòu)。對(duì)于分流器的控制采用進(jìn)口角行程電動(dòng)執(zhí)行器。

當(dāng)煤泥含量值高于一定值時(shí),自動(dòng)增加分流器的開(kāi)度,增大分流量,排出一定量的煤泥,將煤泥含量值控制在一定范圍之內(nèi)。

3.和原有的洗中塊在線灰分儀配套使用,可以根據(jù)測(cè)灰儀的灰分信號(hào)實(shí)現(xiàn)重介斜輪分選系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量在線控制。

自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)在線測(cè)灰儀得到的灰分值,可以自動(dòng)調(diào)整重介分選系統(tǒng)的分選密度,以保證產(chǎn)品灰分的穩(wěn)定。當(dāng)在線灰分信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí),可以根據(jù)人工化驗(yàn)或離線式測(cè)灰儀數(shù)據(jù)手動(dòng)修改給定的分選密度,可以靈活轉(zhuǎn)換。

4.實(shí)現(xiàn)合格介質(zhì)桶、稀介質(zhì)桶液位的測(cè)量、顯示以及上下限報(bào)警。

用超聲波液位計(jì)對(duì)液位進(jìn)行在線測(cè)量,合介桶液位上、下限值根據(jù)工藝情況設(shè)定,生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)保持一定的液位以確保系統(tǒng)中合格介質(zhì)循環(huán)量。同時(shí),有利于穩(wěn)定分選機(jī)的液位。

5.高介質(zhì)制備系統(tǒng)的自動(dòng)控制和磁鐵礦粉的承重計(jì)量。

高介桶液位采用超聲波液位計(jì)在線測(cè)量,加水量的控制通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器,同時(shí)將高介質(zhì)泵入口閘門更換電控液動(dòng)頭,吹風(fēng)的自動(dòng)開(kāi)啟采用電磁控制閥,在電抓斗上加裝稱重傳感器,用一套獨(dú)立的小型控制控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)高介質(zhì)制備系統(tǒng)的自動(dòng)控制,不僅保證了高介質(zhì)制備的及時(shí)準(zhǔn)確,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、介質(zhì)粉添加計(jì)量等功能。做到該崗位的無(wú)人值守,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人力。

6.系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程手動(dòng)、計(jì)算機(jī)手動(dòng)和自動(dòng)三種控制模式,以保證系統(tǒng)在任何情況下均可滿足生產(chǎn)使用。

控制操作臺(tái)設(shè)在重介車間值班室,系統(tǒng)的顯示、操作由崗位工人進(jìn)行,顯示操作設(shè)觸摸操作屏。

7.系統(tǒng)設(shè)崗位操作人機(jī)界面和上位機(jī)雙操作界面,在方便崗位司機(jī)操作的同時(shí),又可以使系統(tǒng)信息方便地上傳和共享。

上位機(jī)引入選煤廠集中控制室,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)/收集由上位機(jī)完成。

8.與重介系統(tǒng)密切相關(guān)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備的開(kāi)、停狀態(tài)監(jiān)視。

如合格介質(zhì)泵2214/2215、稀介泵2218/2219、高介質(zhì)泵2804/2805、入洗皮帶2201等,該功能可使崗位操作人員及時(shí)觀察主要設(shè)備的運(yùn)行狀況,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及時(shí)處理,以最大限度減少損失。

9.上位工控機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)版工控軟件,將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)曲線、歷史記錄上傳至局域網(wǎng),生產(chǎn)管理部門可實(shí)時(shí)監(jiān)視生產(chǎn)狀況。

10.預(yù)留與集中控制系統(tǒng)的接口。

四、對(duì)比改造前后的分選效果

改造前后的單機(jī)檢查試驗(yàn)資料顯示,該斜輪機(jī)的數(shù)量效率由改造前的95.4%提高到改造后的98.04%,提高了2.64%,改造后矸中含煤指標(biāo)較改造前降低了1.87%。如表1所示。

五、經(jīng)濟(jì)效益分析

以2007年11-12月實(shí)際情況為例來(lái)計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益

1.矸中帶煤:2007年11-12月份實(shí)際洗矸石產(chǎn)量為14萬(wàn)噸,矸中帶煤由改造前3%降低到改造后1.5%,,洗產(chǎn)品平均售價(jià)為379.5元/噸,由此增加的經(jīng)濟(jì)效益為:14×1.5%×379.5=79.70(萬(wàn)元),則年增加的經(jīng)濟(jì)效益為:79.70/2×12=478.2(萬(wàn)元/年)。

2.改造后洗產(chǎn)品穩(wěn)定率達(dá)到90%以上,11-12月份減少煤質(zhì)罰款2萬(wàn)元,全年減少罰款12萬(wàn)元。

3.改造后噸煤介耗平均降低0.2kg,11-12月份入洗量27萬(wàn)噸,介質(zhì)粉平均售價(jià)按650元計(jì)算,此項(xiàng)節(jié)約:0.2×27×650/1 000=3.5萬(wàn)元,則全年節(jié)約3.5/2×12=21(萬(wàn)元/年),總計(jì)全年增加經(jīng)濟(jì)效益為:478.2+12+21=511.2(萬(wàn)元/年)。

六、結(jié)束語(yǔ)

大隆礦選煤廠重介選煤工藝參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造,于2007年10月末竣工,經(jīng)過(guò)這17個(gè)月的正式生產(chǎn)和實(shí)際運(yùn)行情況良好,實(shí)現(xiàn)了重介洗煤工藝參數(shù)的自動(dòng)控制,同時(shí)有效地解決了重介洗煤的老大難問(wèn)題,即合理控制懸浮液中煤泥含量的問(wèn)題,在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視和參數(shù)設(shè)定,并且構(gòu)建了“局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)”,既方便工人操作又便于管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)視洗煤動(dòng)態(tài)。使我廠洗煤不但提高了分選效果,保證了洗產(chǎn)品質(zhì)量,而且減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,與此同時(shí),今年可為礦增加511萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,不但為塊煤重介老廠設(shè)備改造提供先進(jìn)思路和成熟技術(shù),而且在國(guó)內(nèi)重介洗煤領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)了密度和灰分閉環(huán)控制?！?/p>

(編輯/穆楊)