當(dāng)前重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制改進(jìn)方法探討

成海江

（山西焦煤西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司屯蘭選煤廠，山西 太原 030200）

盡管重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制已經(jīng)得到全方位普及，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也暴露出一些需要完善與優(yōu)化的地方，因此要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造，確保能夠有效完成選煤生產(chǎn)。目前很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制重介質(zhì)選煤，例如，懸浮液密度自動(dòng)控制、灰分自動(dòng)控制等，對(duì)整個(gè)采煤產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極的作用。我國(guó)需要進(jìn)一步完善重介質(zhì)自動(dòng)控制技術(shù)，從而縮小與其他國(guó)家的差距。

1 重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 密度自動(dòng)控制

懸浮液密度是重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素，會(huì)直接影響選煤質(zhì)量，如果能夠進(jìn)一步穩(wěn)定懸浮液密度，選煤質(zhì)量也會(huì)隨之提高。在傳統(tǒng)選煤生產(chǎn)過(guò)程中，主要會(huì)使用水柱平衡式密度儀，不過(guò)，傳統(tǒng)的密度計(jì)結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，同時(shí)很難進(jìn)行維護(hù)管理，部分企業(yè)已經(jīng)拆除放棄使用。目前，選煤廠已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用懸浮液密度自動(dòng)控制技術(shù)，尤其是很多老廠對(duì)現(xiàn)有的密度控制技術(shù)展開(kāi)優(yōu)化改進(jìn)，并應(yīng)用了PID 算法實(shí)現(xiàn)控制。不過(guò)，在重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中，不少參數(shù)存在非線性特征，傳統(tǒng)PID 控制算法效果很難達(dá)到預(yù)期，所以近年來(lái)也出現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等較為現(xiàn)代化的控制方法，在應(yīng)用過(guò)程中展現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢(shì)。

1.2 灰分自動(dòng)測(cè)控

重介質(zhì)選煤生產(chǎn)過(guò)程中，精煤灰分的檢測(cè)效果，也會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品造成質(zhì)量影響，所以需要采用在線檢測(cè)的方式，達(dá)到灰分回控目標(biāo)。以往部分選煤廠應(yīng)用雙能量在線灰分儀，不過(guò)，該設(shè)備對(duì)鐵元素相對(duì)敏感，因此在選煤過(guò)程中會(huì)有殘留的鐵，最終導(dǎo)致灰分測(cè)量結(jié)果存在較大的偏差。不過(guò)，隨著不斷地完善和改進(jìn)，灰分儀的使用效果越來(lái)越好，逐漸完善自身的不足之處，能夠起到有效的檢測(cè)效果。例如，很多選煤廠就通過(guò)灰分檢測(cè)儀，對(duì)重介質(zhì)精煤產(chǎn)品展開(kāi)檢測(cè)工作，并把最終結(jié)果反饋給自動(dòng)控制系統(tǒng)或操作人員，從提供更加精準(zhǔn)、完善的數(shù)據(jù)信息。

1.3 重介質(zhì)選煤過(guò)程控制器選擇

在當(dāng)下的重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中，PID 與復(fù)合型控制器使用較為廣泛，為了能夠進(jìn)一步優(yōu)化控制器的使用，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)控制器展開(kāi)有效優(yōu)化，例如，模糊控制器與專家系統(tǒng)的有效結(jié)合，并研發(fā)出更加先進(jìn)的模糊專家系統(tǒng)。比如，在以往的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常使用PID 控制器，不過(guò)，液位與密度會(huì)分開(kāi)獨(dú)立控制，所以很難達(dá)到精度上的標(biāo)準(zhǔn)。因此，很多選煤廠通過(guò)模糊控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，解決生產(chǎn)過(guò)程中的各類問(wèn)題，包括選煤過(guò)程中的壓密度、液位等因素，有效降低對(duì)實(shí)際選煤造成的影響，最終提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)效益，促進(jìn)選煤企業(yè)的良好發(fā)展。

2 當(dāng)前重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制中存在的不足

2.1 重介質(zhì)選煤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不健全

作為重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)中的核心，傳感器具有非常重要的作用，也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)條件，對(duì)于重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，大多要取決于傳感器和檢測(cè)儀表的具體狀態(tài)。盡管我國(guó)的傳感器與數(shù)據(jù)采集，能夠滿足重介質(zhì)選煤自動(dòng)化控制生產(chǎn)工作要求，不過(guò)，卻存在穩(wěn)定性差、耐用性差點(diǎn)問(wèn)題，這不僅會(huì)影響重介質(zhì)選煤生產(chǎn)，同時(shí)還會(huì)降低生產(chǎn)效益。另外，很多重要的參數(shù)，在檢測(cè)結(jié)果上無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如灰分、黏度等，很多數(shù)據(jù)信息都無(wú)法利用在線檢測(cè)儀進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，最終導(dǎo)致重介質(zhì)選煤自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用效果較差。

2.2 控制軟件無(wú)法滿足智能控制需求

控制軟件也是中介質(zhì)選為自動(dòng)控制技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有多參數(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，目前我國(guó)在控制軟件方面過(guò)于單一，或能提供的控制項(xiàng)目很少，無(wú)法滿足現(xiàn)代化重介質(zhì)選煤需求。其次參與控制的軟件雖然比較多，但每個(gè)環(huán)節(jié)都具有一定獨(dú)立性，導(dǎo)致控制軟件與控制系統(tǒng)的匹配度非常低。重介質(zhì)選煤工藝屬于系統(tǒng)性工程，所以比較依賴全流程智能控制軟件，因此這也是未來(lái)的主要研究重點(diǎn)，基于控制軟件不斷優(yōu)化重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)，確保能夠發(fā)揮出相應(yīng)的作用。

2.3 系統(tǒng)投運(yùn)后無(wú)法達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)

重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)十分復(fù)雜，其中涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科，又包含其他多種不同技術(shù)，所以在應(yīng)用前必須要進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)。不過(guò)，在投入使用后卻沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，比如，生產(chǎn)中出現(xiàn)的重介質(zhì)懸浮液密度控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)異常現(xiàn)象，導(dǎo)致不能針對(duì)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)，或生產(chǎn)中介質(zhì)消耗增加，都需要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)展開(kāi)分析，找到引發(fā)異常現(xiàn)象的原因進(jìn)行完善。在重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制生產(chǎn)中，還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)浮選機(jī)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)與入料泵流量，無(wú)法進(jìn)行有效的聯(lián)鎖控制，這也導(dǎo)致礦漿液位存在不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至引發(fā)浮選系統(tǒng)停止工作，對(duì)重介質(zhì)選煤生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。

3 重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)改進(jìn)策略

3.1 根據(jù)投產(chǎn)后系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行改造

針對(duì)投產(chǎn)后出現(xiàn)的各類問(wèn)題，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況展開(kāi)改造處理，從而發(fā)揮出重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制技術(shù)的作用。首先，可以對(duì)脫泥篩進(jìn)行分析，并把其中的物溜槽進(jìn)行優(yōu)化，在原來(lái)的設(shè)計(jì)中大多會(huì)使用網(wǎng)格形態(tài)，但是，由于原煤中有很多較大的塊煤，為了避免進(jìn)入重介質(zhì)旋流器，只能依靠大量的人力展開(kāi)清理，往往會(huì)產(chǎn)生較大的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)堵塞、停機(jī)等問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該使用大孔徑形式的篩板，并加大延長(zhǎng)脫泥篩出口的位置，就能有效改善這個(gè)問(wèn)題，減少塊煤進(jìn)入旋流器的現(xiàn)象。其次，要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行優(yōu)化改造，完善原有的生產(chǎn)方案，通過(guò)只開(kāi)一段主選重介質(zhì)旋流器，停開(kāi)再選系統(tǒng)，從而直接生產(chǎn)矸石、精煤。這樣不僅可以滿足質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)，還可以適當(dāng)降低電源消耗，為選煤企業(yè)節(jié)省更多生產(chǎn)成本。

3.2 采用設(shè)備集中連鎖控制系統(tǒng)

集中聯(lián)鎖控制主要由工藝系統(tǒng)、控制設(shè)備以及生產(chǎn)設(shè)備組成，同時(shí)還可以劃分為不同系統(tǒng)，例如，在工藝設(shè)備中就包含了選洗系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)以及密控系統(tǒng)等，彼此之間存在必要的聯(lián)系。集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要采用了可編程控制器PLC，這也是該系統(tǒng)的主要設(shè)備，在應(yīng)用方面能夠節(jié)省施工所用到的電纜，具有十分顯著的傳輸優(yōu)勢(shì)，并不需要太大的成本投入，就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制目標(biāo)。另外，在該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，可以分為就地解鎖與集中連鎖兩種主要形式，能夠?qū)χ亟橘|(zhì)選煤生產(chǎn)中的電氣化設(shè)備進(jìn)行有效控制，從而提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中效率。

3.3 采用重介質(zhì)選煤工藝參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)

工藝參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)，也就是集生產(chǎn)、控制、管理以及檢驗(yàn)為一體，對(duì)重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行有效測(cè)控，尤其是會(huì)影響生產(chǎn)效果的因素。例如，在重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制生產(chǎn)中，在介質(zhì)懸浮液中就存在一定煤泥含量，如果不能有效控制，就會(huì)造成生產(chǎn)質(zhì)量低等問(wèn)題。

因此，可以利用測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)磁性物含量檢測(cè)劑，再通過(guò)計(jì)算得到煤泥含量，在含量達(dá)到上限值的情況下，可編程控制器就會(huì)發(fā)出信號(hào)，對(duì)懸浮液進(jìn)行控制，或直接停滯磁選機(jī)分流。其次，介質(zhì)懸浮液密度也是比較重要的參數(shù)，對(duì)重介質(zhì)選煤質(zhì)量會(huì)直接造成影響，也會(huì)降低選煤企業(yè)的生產(chǎn)效率，所以需要借助參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)，確保介質(zhì)懸浮液密度符合要求，在不符合標(biāo)準(zhǔn)的條件下應(yīng)該返廠重制，以此提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

智能化將成為我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向，越來(lái)越多先進(jìn)的采煤技術(shù)得到應(yīng)用，而重介質(zhì)選煤自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)不斷完善、改進(jìn)其中的不足，全面推動(dòng)我國(guó)選煤工業(yè)進(jìn)步。重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制屬于多學(xué)科、多領(lǐng)域的現(xiàn)代化技術(shù)，其中包括傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了選煤產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率與管理水平，同時(shí)引領(lǐng)我國(guó)煤炭行業(yè)朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。不過(guò)，在應(yīng)用過(guò)程中還有很多不足之處，需要對(duì)重介質(zhì)選煤自動(dòng)化控制技術(shù)展開(kāi)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)更加高效的生產(chǎn)水平，為選煤企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。