新技術(shù)背景下智能洗煤廠工藝機(jī)制與實(shí)踐研究

馮小兵

[摘 要]近年來，我國科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，大量新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。我國煤炭產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中也相繼應(yīng)用了諸多新技術(shù)，洗煤廠在逐步應(yīng)用各種新技術(shù)后，智能化發(fā)展趨勢變得越發(fā)明顯?；诖耍疚脑谛录夹g(shù)背景下，以某集團(tuán)的下轄洗煤廠為例來探討其智能化改造，通過深入分析其工藝機(jī)理與實(shí)踐，梳理其智能化發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出智能洗煤廠的未來發(fā)展建議。

[關(guān)鍵詞]新技術(shù);智能洗煤廠;工藝機(jī)理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.08.072

[中圖分類號(hào)]F273 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2020）08-0-02

0? ? ?引 言

近年來，我國在傳感器、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)上得到了高速發(fā)展，這些新技術(shù)在很大程度上推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步。與此同時(shí)，在我國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，也逐步形成了“互聯(lián)網(wǎng)+洗煤廠”的全新模式，從而使洗煤廠的建設(shè)變得越來越智能化，智能化洗煤廠也由此成為其未來發(fā)展趨勢。通過對(duì)大數(shù)據(jù)、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)乃至物聯(lián)網(wǎng)等一系列新技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，可使員工勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，并降低人力投入，在使產(chǎn)品質(zhì)量變得更加穩(wěn)定的同時(shí)，還能節(jié)約很多成本，生產(chǎn)效率也得到進(jìn)一步提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤炭的優(yōu)質(zhì)、低耗、綠色、高效、清潔生產(chǎn)?？梢哉f，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)大數(shù)據(jù)結(jié)合，使洗煤行業(yè)以智能工廠的形式進(jìn)行頂層革新，從而使行業(yè)發(fā)展成功邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

1? ? ?新技術(shù)背景下智能洗煤廠的工藝機(jī)制分析

某煤業(yè)集團(tuán)建立的選配煤中心位于寧夏回族自治區(qū)靈武市的懷集縣，其下轄10家洗煤廠，這些洗煤廠主要負(fù)責(zé)對(duì)礦井中開采出來的原煤進(jìn)行洗選加工，年均總設(shè)計(jì)能力約7 940萬噸，歷經(jīng)長時(shí)間的發(fā)展，這些洗煤廠在生產(chǎn)工藝上已經(jīng)趨于完備。這些洗煤廠的工藝機(jī)制如下：在羊場灣一區(qū)與二分區(qū)、石槽村3個(gè)洗煤廠中，原煤利用4臺(tái)弛張篩來實(shí)現(xiàn)分級(jí)，該弛張篩中包含有3層篩板，超過200 mm的原煤需單獨(dú)進(jìn)行篩大塊，而對(duì)于25～200 mm的煤塊，則需通過6 mm進(jìn)行脫泥，然后利用重介淺槽來進(jìn)行分選，25 mm以內(nèi)的原煤則不入洗。對(duì)于粗煤泥來說，通過弧形篩和離心機(jī)的結(jié)合運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)脫水回收;對(duì)于細(xì)煤泥來說，則通過板塊壓濾機(jī)和濃縮機(jī)結(jié)合使用進(jìn)行脫水回收，洗水則通過閉路系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。而在棗泉、梅花井這兩個(gè)洗煤廠中，原煤利用4臺(tái)弛張機(jī)實(shí)現(xiàn)分級(jí)，該弛張機(jī)包含雙層弛張篩，對(duì)于25～200 mm的塊煤，不需要進(jìn)行脫泥處理，而是直接通過重介淺槽進(jìn)行分選，25 mm以內(nèi)的塊煤則不入洗。對(duì)于粗煤泥來說，需要將離心機(jī)和弧形篩結(jié)合使用來回收;對(duì)于細(xì)煤泥來說，則需將板塊壓濾機(jī)和濃縮機(jī)結(jié)合使用進(jìn)行脫水回收，洗水則通過閉路系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。在紅柳洗煤廠中，對(duì)0～200 mm的煤塊進(jìn)行全級(jí)入洗，原煤需利用2臺(tái)雙層弛張篩與4臺(tái)博后篩進(jìn)行分選，對(duì)于25～200 mm的塊煤，則需通過6 mm進(jìn)行脫泥，然后采用重介淺槽分選機(jī)進(jìn)行洗選，對(duì)于25 mm以內(nèi)的末煤，則需通過1.5 mm進(jìn)行脫泥，然后采用有壓兩產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行主、再洗分選。對(duì)于0.5～1.5 mm的粗煤泥而言，需通過螺旋分選機(jī)進(jìn)行洗選;對(duì)于尾礦以及螺旋精礦，則需通過高頻篩和弧形篩結(jié)合運(yùn)用進(jìn)行脫水;對(duì)于細(xì)煤泥，則需通過3段濃縮，也就是凈化濃縮、兩段串聯(lián)濃縮以及板框壓濾機(jī)進(jìn)行回收生產(chǎn)。在雙馬和金風(fēng)兩個(gè)洗煤廠中，對(duì)于0～200 mm的原煤則需進(jìn)行全級(jí)入洗，原煤通過4臺(tái)分級(jí)篩來進(jìn)行分級(jí);對(duì)于25～200 mm的塊煤，則需通過6 mm進(jìn)行脫泥，然后利用重介淺槽進(jìn)行分選;對(duì)于25 mm以內(nèi)的末煤，則需通過無壓三產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行分選;對(duì)于25 mm以內(nèi)的末煤，利用弛張篩進(jìn)行6 mm分級(jí)。通過1.5 mm脫泥，然后采用重介旋流器進(jìn)行洗選，粗細(xì)煤泥需要單獨(dú)回收，通過煤泥離心機(jī)和弧形篩結(jié)合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)脫水回收。對(duì)于細(xì)煤泥而言，則需將凈化濃縮、兩段串聯(lián)濃縮、快開壓濾機(jī)以及臥式沉降離心脫水機(jī)進(jìn)行回收生產(chǎn)。在靈新洗煤廠，原煤需通過兩臺(tái)分級(jí)篩來進(jìn)行分級(jí)，對(duì)于40～120 mm的塊煤，需通過智能干選系統(tǒng)進(jìn)行分選。在清水營洗煤廠，原煤需采用4臺(tái)香蕉篩進(jìn)行分級(jí);對(duì)于25～200 mm的塊煤需進(jìn)行6 mm脫泥，然后通過重介淺槽進(jìn)行分選;25 mm以內(nèi)的塊煤則不入洗。對(duì)于粗煤泥的回收，則需將離心機(jī)和弧形篩結(jié)合應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)，而細(xì)煤泥的脫水回收則需通過板塊壓濾機(jī)和濃縮機(jī)的結(jié)合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，洗水通過閉路系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。

2? ? ?新技術(shù)背景下智能洗煤廠的工藝實(shí)踐現(xiàn)狀

2.1? ?智能洗煤廠的工藝實(shí)踐現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，該煤業(yè)集團(tuán)的下轄洗煤廠在局域網(wǎng)以及生產(chǎn)集控系統(tǒng)上都已得到了較為完備的建立，使這些洗煤廠有較高的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，不過，由于各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間較長，部分系統(tǒng)甚至已經(jīng)經(jīng)過了近10年的運(yùn)行，導(dǎo)致洗煤廠中部分設(shè)備的性能已無法滿足其生產(chǎn)要求，難以與智能洗煤廠的發(fā)展要求相適應(yīng)。還有一些具有輔性的現(xiàn)場設(shè)備，依舊采用手動(dòng)操作方式，因此對(duì)于這些洗煤廠而言，對(duì)其進(jìn)行智能化改造是迫在眉睫的，以下便分析這些洗煤廠在智能化工藝實(shí)踐中存在的問題：其一，對(duì)于壓濾機(jī)、深縮機(jī)、空壓機(jī)以及加藥機(jī)等設(shè)備，都僅能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，而無法采取遠(yuǎn)程集中控制;其二，配倉閘板、給煤機(jī)閘板以及配篩仍舊需要進(jìn)行就地操作，并不具備遠(yuǎn)程控制功能;其三，除了位于羊場灣一區(qū)及二分區(qū)的洗煤廠以外，其他洗煤場均沒有建立在線點(diǎn)檢系統(tǒng);其四，除了紅柳、金鳳、雙馬與石槽村4個(gè)洗煤廠能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)密度與桶位的自動(dòng)化控制，其他洗煤廠在這方面還不具備較為完善的自動(dòng)控制功能;其五，在工藝實(shí)踐中，選配煤中心管理信息系統(tǒng)的底層生產(chǎn)和上層應(yīng)用這兩個(gè)系統(tǒng)的融合深度不足，無法對(duì)信息進(jìn)行高效集成，更難以實(shí)時(shí)快速獲取生產(chǎn)信息，需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行融合優(yōu)化，確保其能夠發(fā)揮管理與調(diào)度作用。

2.2? ?智能洗煤廠的建設(shè)情況

目前，隨著選配煤中心的建立，諸多技術(shù)人員開展了大量的研究與試驗(yàn)，從而使互聯(lián)網(wǎng)與洗煤廠相結(jié)合的智能化洗煤廠生產(chǎn)模式得到了逐步探索和實(shí)踐。首先，機(jī)電管理部門對(duì)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行了自主研發(fā)，從而使其在機(jī)電設(shè)備管理中具備了臺(tái)賬管理、設(shè)備檢修管理、潤滑管理、上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)、制度管理、動(dòng)靜態(tài)點(diǎn)檢管理、技術(shù)資料管理和自查自檢管理等諸多智能化功能。其次，各個(gè)洗煤廠均已著手建立智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是雙馬洗煤廠，更是具備了控制屏循環(huán)顯示與動(dòng)態(tài)智能跟蹤報(bào)警等功能，同時(shí)還增加了監(jiān)控點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品倉、原煤倉等關(guān)鍵位置的智能化監(jiān)控。再次，考慮到上位機(jī)訪問終端的配置數(shù)量上限為4臺(tái)，而進(jìn)一步增加容易導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，因此需升級(jí)上位機(jī)控制系統(tǒng)，使原有的AB SE5.0單版機(jī)上位機(jī)通過改造升級(jí)后，成為網(wǎng)絡(luò)終端與服務(wù)器相結(jié)合的AB SE6.0版，并搭建硬件平臺(tái)，以便于通過移動(dòng)終端進(jìn)行訪問。最后，在煤業(yè)集團(tuán)所轄的10個(gè)洗煤廠中，已有兩個(gè)建立了在線點(diǎn)檢系統(tǒng)，剩余洗煤廠也正逐步開展在線點(diǎn)檢系統(tǒng)建設(shè)。

3? ? ?新技術(shù)背景下智能洗煤廠的發(fā)展建議

選配煤中心在建立智能洗煤廠的過程中，需要明確其實(shí)用、可靠與好用的要求，并在建設(shè)過程中對(duì)投資成本進(jìn)行嚴(yán)格控制，分3個(gè)階段逐步實(shí)施，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)智能洗煤廠的建設(shè)。其一，智能洗煤廠在發(fā)展過程中，必須具備全系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制功能，所有需要人工參與操作的設(shè)備，均要進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制，例如液壓閘板、各類閥門等都需要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以此減少人力投入，達(dá)到減人提效的目的，在此過程中，對(duì)于加藥機(jī)、濃縮機(jī)、壓風(fēng)機(jī)及壓濾機(jī)等，可借助于以太網(wǎng)或端口進(jìn)行通信，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程控制功能。其二，自動(dòng)智能控制需具備數(shù)據(jù)分析功能，通過了解洗煤廠工藝水平及設(shè)計(jì)能力等實(shí)際情況，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定與實(shí)時(shí)現(xiàn)場采集，通過對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，使洗煤廠在工藝實(shí)踐中能夠得到安全化、智能化管理。其三，對(duì)智能洗煤廠中的各個(gè)單機(jī)設(shè)備，如板框壓濾機(jī)、臥式沉降離心機(jī)等，這些單機(jī)設(shè)備需能夠?qū)に嚁?shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，以此實(shí)現(xiàn)自身的全自動(dòng)化運(yùn)行。其四，智能密度控制系統(tǒng)在未來發(fā)展中需要能夠?qū)γ嘿|(zhì)灰分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確采集和分析。其五，在各個(gè)洗煤廠中推廣和使用在線點(diǎn)檢系統(tǒng)，使其能夠進(jìn)行報(bào)警提示、智以分析，以便于移動(dòng)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。其六，各個(gè)洗煤廠需建立智通用配電室，在高壓柜中安裝測溫系統(tǒng)與遠(yuǎn)程電控?cái)嗦菲?，使該系統(tǒng)能夠通過人臉識(shí)別進(jìn)行停送電管理。其七，各個(gè)洗煤廠需對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行推廣建設(shè)，同時(shí)對(duì)移動(dòng)智能終端進(jìn)行建設(shè)，對(duì)MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）決策管理平臺(tái)進(jìn)行搭建，以此整合信息化功能，同時(shí)還要對(duì)計(jì)算機(jī)視覺控制系統(tǒng)以機(jī)械手進(jìn)行推進(jìn)建設(shè)，通過MES決策管理平臺(tái)的搭建確保現(xiàn)場控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)相互連接，從而使工藝實(shí)踐情況及工藝指標(biāo)能夠得到真實(shí)反映。

4? ? ?結(jié) 語

在洗煤廠未來發(fā)展中，智能化洗煤廠已成為其現(xiàn)代化標(biāo)志，在新技術(shù)背景下，將大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深度融合，以此搭建MES智能信息管理平臺(tái)，使洗煤廠工藝實(shí)踐中的人、環(huán)境、設(shè)備及管理能夠無縫銜接，有效減少人力、物力投入，大幅提高生產(chǎn)效率。

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