渦北選煤廠智能化選煤系統(tǒng)探索與實(shí)踐

劉大虎 朱干彬 陳偉

背景簡介

渦北選煤廠是淮北礦業(yè)集團(tuán)所屬的中心型選煤廠，是安徽省“861”重點(diǎn)項(xiàng)目之一，設(shè)計(jì)規(guī)模為年入選原煤量1200萬噸。渦北選煤廠重介選煤系統(tǒng)的智能化探索，為行業(yè)提供了智能化發(fā)展的新道路，向各大選煤廠展示了一種可行、可靠、高效、便捷的智能化實(shí)施方案，具有較強(qiáng)的推廣借鑒意義。

改造原因

渦北選煤廠生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)原煤蓬倉現(xiàn)象，導(dǎo)致原煤下料不暢，原煤煤流穩(wěn)定性難以保證;傳統(tǒng)操作模式依靠人工化驗(yàn)精煤灰分值作為檢驗(yàn)和調(diào)節(jié)的依據(jù)，滯后生產(chǎn)約1.5小時(shí)以上，實(shí)時(shí)性差，指導(dǎo)生產(chǎn)的及時(shí)性嚴(yán)重不足;精煤倉定點(diǎn)配倉使倉內(nèi)精煤呈現(xiàn)錐形分布，易造成虛假倉位，無法最大限度利用倉存能力。

智能化改造

原煤空氣炮智能化改造

在每個(gè)下料口增加兩個(gè)9.5m的炮口，增強(qiáng)低層空氣炮工作效果，解決生產(chǎn)過程中，原煤倉下容易蓬倉的問題。同時(shí)，增加智能放炮功能，根據(jù)設(shè)置的煤量上下限動態(tài)控制空氣炮開關(guān)，當(dāng)皮帶秤讀數(shù)低于預(yù)設(shè)煤量時(shí)，空氣炮智能分層動作，改變原煤下料量，煤量超過上限時(shí)，空氣炮停止作業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)所有空氣炮開啟后依然達(dá)不到預(yù)設(shè)煤量時(shí)，發(fā)出“煤量異?！鳖A(yù)警，通知操作人員安排維修處理，問題解決后，繼續(xù)執(zhí)行智能空氣炮程序。

引入重介閉環(huán)控制系統(tǒng)

重介閉環(huán)控制系統(tǒng)將重介精煤在線測灰儀裝置加入到控制系統(tǒng)中作為外環(huán);將原有的密度控制系統(tǒng)作為灰分閉環(huán)控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán);形成了以灰分在線檢測為依據(jù)，以重介精煤灰分控制為目標(biāo)，以密度調(diào)節(jié)作為手段的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)對ZZ-890在線測灰儀系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，若出現(xiàn)皮帶秤未啟動、煤層厚度太薄、灰分太低的數(shù)據(jù)，則將這些數(shù)據(jù)丟棄;若數(shù)據(jù)滿足要求，則上位機(jī)RS232接收1分鐘平均灰分?jǐn)?shù)據(jù)，將其分解為轉(zhuǎn)載皮帶上灰分，之后將灰分?jǐn)?shù)據(jù)寫入PLC，從而控制灰分閉環(huán)控制系統(tǒng)。

精煤倉上智能配倉系統(tǒng)

渦北選煤廠精煤倉上智能配倉系統(tǒng)采用液壓站配高低雙速馬達(dá)代替原移動皮帶的行走電機(jī)，可在控制室內(nèi)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)移動皮帶快速度換倉作業(yè)，和生產(chǎn)中移動皮帶低速度智能往復(fù)配倉作業(yè)。在每個(gè)精煤倉上安裝多個(gè)料位計(jì)，并通過程序設(shè)置能夠?qū)崟r(shí)檢測倉位，并顯示3D倉位，在倉滿時(shí)自動報(bào)警。

改造效果

智能空氣炮系統(tǒng)改造效果

通過空氣炮的智能化改造保證了原煤連續(xù)下料，使得原煤處理量穩(wěn)定在750±20t/h左右，提高了旋流器的分選精度，提高了混精煤合格率。同時(shí)降低了職工勞動強(qiáng)度，原煤蓬倉現(xiàn)象得到改善，基本不需要人工捅倉，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

重介閉環(huán)控制系統(tǒng)改造效果

重介閉環(huán)控制系統(tǒng)的使用，革命性地提高了重介洗選過程穩(wěn)定性，減少精煤流失，提高精煤產(chǎn)率，顯著提高煤炭利用效率，提高煤炭質(zhì)量，減少燃煤污染物排放，節(jié)約能源。

精煤倉上智能配倉系統(tǒng)改造效果

通過增設(shè)設(shè)備和程序設(shè)置，改造后的精煤倉上智能配倉系統(tǒng)可以在控制室內(nèi)遠(yuǎn)程完成智能定位換倉和智能往復(fù)配倉作業(yè)。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，投資少，效果佳，真正實(shí)現(xiàn)減員分流，崗位司機(jī)巡崗作業(yè)。

經(jīng)濟(jì)效益

通過改造，混精煤產(chǎn)率約提升0.7%。以渦北選煤廠年入洗原煤量330萬噸，焦肥煤精煤綜合價(jià)格1000元/噸，同時(shí)考慮剔除煤泥和中煤減少帶來的利潤降低以及洗選成本增加，中煤約0.06%產(chǎn)率，中煤價(jià)格約250元/噸，煤泥約0.14%產(chǎn)率核算，煤泥價(jià)格約100元/噸計(jì)算，則每年約增加效益：330萬噸*（1000元/噸*0.2%-250元/噸*0.06%-100元/噸*0.14%）≈1970萬元

結(jié)論

渦北選煤廠重介系統(tǒng)經(jīng)過不斷的優(yōu)化改造，解決了許多選煤廠在智能化建設(shè)道路上遇到的“難題”，完善了生產(chǎn)工藝，保障原煤供應(yīng)穩(wěn)定性，提升重介洗選效果，解決精煤布倉不均的問題，降低了操作難度，增加了經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量和產(chǎn)量的雙贏。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.

[2]吳式瑜，岳勝云.選煤基礎(chǔ)知識[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1996.

[3]戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[4]吳大為.浮游選煤技術(shù)（第1版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004：1.

[5]匡亞莉.選煤工藝設(shè)計(jì)與管理[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009：45-46.

[6]石煥，程宏志，劉萬超.我國選煤技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44（06）：169-174.

[7]戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)的思路和方法[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[8]鄭均笛，李振.選煤廠設(shè)計(jì)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016：45-66.

[9]葉大武.中國選煤現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國煤炭，2000（01）：20-22.

[10]匡亞莉.智能化選煤廠建設(shè)的內(nèi)涵與框架[J].選煤技術(shù)，2018（01）：85-91.

[11]符東旭，張紹強(qiáng).從世界選煤大會談中國選煤應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題[J].煤炭加工與綜合利用，2016（07）：1-4.

第一作者：劉大虎（1965—），安徽利辛人，車間主任，助理工程師，現(xiàn)就職于淮北礦業(yè)集團(tuán)渦北選煤廠。