關(guān)于選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)啟停車優(yōu)化的研究

摘 要：為了提高生產(chǎn)效率，減少無必要的設(shè)備磨損及電力損耗，降低生產(chǎn)成本，通過對現(xiàn)有系統(tǒng)啟停車環(huán)節(jié)的各類指標統(tǒng)計，尋找優(yōu)化的可行性措施。對榆家梁洗煤廠各關(guān)聯(lián)設(shè)備啟停車控制、各生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相互切換、單套系統(tǒng)內(nèi)投入撤出優(yōu)化、生產(chǎn)不同煤種時單獨系統(tǒng)的優(yōu)化、現(xiàn)有設(shè)備如何提高利用率問題等方面展開研究。以此來達到生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低。

關(guān)鍵詞：選煤廠；優(yōu)化；啟停車；生產(chǎn)效率

1 洗煤廠概況

榆家梁洗煤廠原煤加工采用篩分破碎、重介洗選工藝，原煤經(jīng)過分級篩后，小于25mm的原煤直接進入混煤系統(tǒng)，大于200mm塊煤經(jīng)破碎機破碎后進入混煤系統(tǒng)裝倉外運，200mm以下的塊煤進入重介淺槽分選機進行分選后，產(chǎn)出精煤和矸石兩種產(chǎn)品。其中矸石進入矸石倉，精煤經(jīng)過雙層脫水脫介篩脫水分級，篩上物與篩下物（經(jīng)離心脫水）混合作為塊煤裝倉外運，煤泥水經(jīng)過重力漩流器分級后，粗煤泥經(jīng)高頻篩脫水分離，細煤泥經(jīng)高效煤泥濃縮機、加壓過濾機脫水處理后與篩分破碎系統(tǒng)的混煤混合裝倉外運，全廠洗水實現(xiàn)閉路循環(huán)。由于生產(chǎn)工藝流程的連續(xù)性要求，洗煤廠設(shè)備的起車、停車必須嚴格按順序進行，因此洗煤廠是采用逆煤流逐臺延時啟動，即起車時從倉上的設(shè)備開始，而停車時從原煤倉下的設(shè)備開始，兩臺設(shè)備之間啟動時間一般為3～5s，以避開前臺電動機啟動時產(chǎn)生的沖擊電，減小對電網(wǎng)的沖擊。

2 洗煤廠的啟動、停車順序

洗煤廠生產(chǎn)工藝流程的連續(xù)性要求洗煤廠設(shè)備的啟動、停車必須嚴格按要求進行。集控起車逆煤流方向從倉上設(shè)備逐臺啟動至水洗設(shè)備，兩套水系系統(tǒng)并列啟動，最后逐次啟動篩選系統(tǒng)。集控停車采用順煤流方向，從篩分系統(tǒng)到水系系統(tǒng)再到倉上設(shè)備。

啟動順序：洗煤廠是采用逆煤流逐臺延時啟動，啟動時時間一般為3～5s，以避開前臺電動機啟動時產(chǎn)生的沖擊電，減小對電網(wǎng)的沖擊。全系統(tǒng)起車除去預警時間，實際用時644s，消耗功率782.475kw·h。

停車順序：洗煤廠是采用順逆煤流逐臺延時停車。全系統(tǒng)停車耗時1316s，消耗功率1377.88kw·h。

3 集中控制過程中的優(yōu)缺點

集中控制室的設(shè)備在控制容量上保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中改造新的控制點，系統(tǒng)中還保留與其他計算機或自動化系統(tǒng)連接的接口，也盡量考慮未來科學的發(fā)展和新技術(shù)的應用。

3.1 集中控制在實際生產(chǎn)中優(yōu)點

集控系統(tǒng)設(shè)備控制需要高效率、準確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對各子系統(tǒng)運行情況進行綜合監(jiān)控，實時動態(tài)掌握監(jiān)視及報警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動強度，減少設(shè)備運行維護人員，另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運行，在最佳情況下運行，既可節(jié)能、又可大大減少設(shè)備損耗，減少設(shè)備維修費用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。

3.2 集中控制起停車過程中存在的缺點

（1）空載起車時間過長

設(shè)備起車時按照逆煤流順序起車，倉上的大功率設(shè)備先啟動，然后是水洗設(shè)備，接著篩分設(shè)備。這樣的啟動方式，由于是空載起車，不存在煤的流向造成設(shè)備壓死情況，所以啟動過程中，逐臺啟動的方式造成了設(shè)備的起車時間過長，同時，大功率設(shè)備先起的方式也會造成整個過程中耗電量過大的結(jié)果。

（2）集中控制停車順序不合理，造成矸石篩堵塞

順序停車時，主洗系統(tǒng)停車順序是矸石篩和重介泵同時停下。312S后，重介淺槽停車。由于淺槽分選的特殊性，中間部分的煤未能分選完。當重介泵停下后，淺槽內(nèi)遺留了大部分煤被刮板全部拉到了矸石篩上，然而矸石篩早已停下，造成堵塞，設(shè)備上積煤。

（3）集控起車中，重介泵短時間內(nèi)達不到分選密度及過熱

重介質(zhì)儲存在一個長方體的箱體內(nèi)，由于底部表面積大，重介質(zhì)分散在底部，所以起車后，得待重介液循環(huán)到一定時間后才能達到分選密度，短時間內(nèi)難以達到理論分選密度。同時重介桶由于底部時錐形，當停車時間過長時，就造成大量介質(zhì)沉淀在底部，時常壓死重介泵，起車時就會造成電機過熱。

4 系統(tǒng)優(yōu)化方案

4.1 空載起車優(yōu)化原則

空載情況下，倉上大功率設(shè)備最后起，小功率篩分、水洗設(shè)備同時起，水洗重介循環(huán)系統(tǒng)提前起。這樣優(yōu)化前設(shè)備起車時間是709s，優(yōu)化后208s，優(yōu)化前消耗功率782.475kw·h，優(yōu)化后消耗功率236.117kw·h。小功率設(shè)備同時起節(jié)省了起車時間，水洗系統(tǒng)提前起，縮短了重介達到理論分選密度的時間，避免了設(shè)備的長時間空轉(zhuǎn)，減小了電能損耗。

4.2 系統(tǒng)停車由集控停車方式改為手動停車，改變停車順序，節(jié)能降耗

集控全系統(tǒng)停車需要1316S，手動停車只需要497 S，設(shè)備運轉(zhuǎn)時間節(jié)省819s。由于集控停車還會造成矸石篩堵料，現(xiàn)在采用手動停車時，改變停車順序，當重介泵停后，除去淺槽，矸石篩和矸石皮帶最后停，其他設(shè)備上煤帶空就可以停，這樣既可以節(jié)省電力也防止矸石篩堵料。另外當循環(huán)水泵停下后，就沒有循環(huán)水沖洗淺槽內(nèi)被拉到矸石篩上精煤的介質(zhì)了，為了減少介質(zhì)的消耗，本廠從清掃水管道延伸了一根水管到矸石篩，當循環(huán)水停下后，開啟清掃水管，這樣就可以避免介質(zhì)被拉到矸石倉，造成消耗。

4.3 手動提前啟動重介泵，增加生產(chǎn)有效時間

重介泵起車后懸浮液密度達到理論分選密度較慢，平均需要35分鐘，這樣就造成了大量設(shè)備空置運轉(zhuǎn)和煤量加不正常，甚至一段時間內(nèi)矸石篩上出現(xiàn)跑精的現(xiàn)象，影響產(chǎn)量。針對這種現(xiàn)象，本廠采用手動提前啟動重介泵的起車方式，待重介懸浮液循環(huán)后，方可起車。這樣就縮短了懸浮液達到分選密度的時間，避免了設(shè)備空置運轉(zhuǎn)時間，使生產(chǎn)的有效時間大大增加。

4.4 啟車前鼓風攪拌，避免過熱現(xiàn)象

重介桶下面沒有鼓風機導致重介泵在一段時間沒有啟動的情況下，突然起車由于介質(zhì)的大量沉淀就會導致重介泵過熱，為了避免這種情況，現(xiàn)場師傅通過經(jīng)驗總結(jié)，每當停車時，在重介泵回流的情況下，打住出料口閘板，這樣就可以避免管道內(nèi)有大量的空氣，起車時，通過低壓風機鼓風，就會對沉淀的介質(zhì)起到攪拌的作用，避免了起車是過熱現(xiàn)象。endprint

5 起停車優(yōu)化貫徹企業(yè)精細化管理方針

為了貫徹洗選中心精細化管理方針，落實雙增雙節(jié)政策。榆家梁洗煤廠對現(xiàn)有工藝系統(tǒng)，設(shè)備運轉(zhuǎn)做全面分析后，通過嚴格控制設(shè)備起停車方案，提出一些切實可行的精細化管理辦法。

5.1 產(chǎn)品倉上刮板機靈活啟停，實現(xiàn)節(jié)能降耗

榆家梁洗煤廠有1#、2#、3#、4#4個產(chǎn)品倉，其中1#、2#為混煤倉，3#為4-3煤倉，4#為塊煤倉。上倉混煤皮帶1號刮板機直落2#倉。因此2號刮板機通過插板控制擔任分配混煤到1#倉的任務。長期以來，全系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，2號刮板機也全時間運轉(zhuǎn)。通過時間計算，榆家梁洗煤廠全系統(tǒng)平均每天生產(chǎn)16小時，2號刮板機電機功率為400kw，這樣的生產(chǎn)方式造成2號刮板機每天耗電6400度。實際生產(chǎn)得知，本廠混煤由專一線裝車外運，平均3小時/列。然而全系統(tǒng)生產(chǎn)時，生產(chǎn)一列混煤需要2小時，于是正常生產(chǎn)外運情況下，2號刮板機只需要起車后先通過插板全部將混煤分配到1#倉，當1#倉倉位上升到1列半倉位時即可停車502運轉(zhuǎn)，隨后混煤全部直落2#倉，這樣2號刮板機刮板機全天生產(chǎn)運行中只有3小時，平均耗電1200度，節(jié)約電能5200度，降低了能耗。

同樣，3號、4號為倉上刮板機，上倉皮帶3號刮板機直落4#倉。3號、4號刮板機運轉(zhuǎn)時，為系統(tǒng)生產(chǎn)4-3煤時間，煤被分配到3#倉。由于全天生產(chǎn)中，全系統(tǒng)生產(chǎn)平均16小時，4-3煤平均6小時。為了節(jié)能降耗，本廠采用4#倉裝塊煤，3#倉裝4-3煤的分配方式。可節(jié)省3號、4號刮板機運轉(zhuǎn)時間10小時，節(jié)約電能1800度。

5.2 保護閉鎖投撤控制啟停車，提升生產(chǎn)效率

全系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，為了控制入洗量大小，篩選系統(tǒng)可以存在入洗、直通兩種生產(chǎn)方式。如果全系統(tǒng)啟用兩套水洗，入洗量控制在1200t/h左右，采用一套水洗入洗量控制在700t/h左右。在保證入洗量700t/h時，2#篩選系統(tǒng)可以直通生產(chǎn)。當篩選系統(tǒng)直通生產(chǎn)時，原煤不經(jīng)過水洗設(shè)備，大粒度破碎后和小粒度混合直通通過混煤皮帶進入混煤倉。由于保護閉鎖原則為故障以上設(shè)備全部閉鎖。于是，當水洗設(shè)備出現(xiàn)故障時，篩選系統(tǒng)全部閉鎖，但是實際生產(chǎn)過程中，2#篩分直通生產(chǎn)，對水洗設(shè)備無任何影響?；谶@樣一個情況，時常造成2#篩分無必要停車，又因為高壓設(shè)備延時保護，所以每次2#篩分閉鎖后，得等3分鐘后才能啟動，導致生產(chǎn)效率大大降低。如果可以多增加一個閉鎖投撤控制方式。當采用上面這種生產(chǎn)方式的時候，就將水洗設(shè)備與其閉鎖的保護甩開。這樣水洗設(shè)備出現(xiàn)故障時，只閉鎖1#篩分，2#篩分正常生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

5.3 浮球控制啟停車，節(jié)省設(shè)備運行時間

榆家梁洗煤廠煤粒水系統(tǒng)流程為煤粒水通過旋流器后，大于0.5mm的通過刮刀離心力和高頻篩處理。1#水洗處理時，只需啟動高頻篩。當2#水洗系統(tǒng)啟用時，就需要將高頻篩和刮刀機離心機同時啟用。但是當入洗量偏小時，整個系統(tǒng)的煤粒量偏小，時常造成高頻篩空載運轉(zhuǎn)。另外高頻篩還承擔著處理篩分掃地泵，沉淀池的煤粒水處理。所以基本是全天啟動，設(shè)備運行時間太長。針對這種實際情況，本廠采用浮球控制高頻篩運轉(zhuǎn)。當煤粒水達到浮球高度時，高頻篩集控運轉(zhuǎn)，這樣就避免了設(shè)備的空轉(zhuǎn)運行，同時，減小了設(shè)備的運行時間，減輕了設(shè)備的磨損程度。

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作者簡介：

董麗景，女，漢族，1977年出生，陜西神木人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學，計算機科學與技術(shù)，本科生，助理工程師，主要從事選煤廠生產(chǎn)組織和工藝優(yōu)化方面的工作。endprint