選煤廠控制自動化技術(shù)及應(yīng)用研究

殷智武

華晉焦煤有限責(zé)任公司，山西呂梁，033000

0 引言

選煤廠是生產(chǎn)煤炭的基礎(chǔ)單位，在整個煤炭產(chǎn)業(yè)內(nèi)具有基礎(chǔ)性功能，通過將自動化技術(shù)引入選煤廠，能夠針對選煤廠內(nèi)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)實施高效管理和科學(xué)操控。選煤環(huán)節(jié)需要嚴格按照相關(guān)技術(shù)指標(biāo)實施，應(yīng)用自動化技術(shù)針對選煤過程實施規(guī)范處理，優(yōu)化選煤加工質(zhì)量。選煤廠在新時期建設(shè)發(fā)展中同時面臨能源短缺、資源保護、環(huán)境綠化以及市場競爭等多方挑戰(zhàn)，為此選煤廠需要充分利用各種先進技術(shù)手段，支持選煤廠相關(guān)生產(chǎn)活動的科學(xué)控制，保障選煤廠綜合生產(chǎn)質(zhì)量，提升選煤廠整體生產(chǎn)效率。

1 自動化控制分析

自動化控制迎合新時期高效管理要求，朝著數(shù)據(jù)現(xiàn)場管理不斷轉(zhuǎn)型發(fā)展，其核心內(nèi)容主要是管理范圍，可以進一步擴大控制范圍和系統(tǒng)建設(shè)容量，針對相關(guān)控制系統(tǒng)實施合理設(shè)計，保障管理平臺操作安全性，將相關(guān)設(shè)備信息全面輸入控制系統(tǒng)當(dāng)中，健全基礎(chǔ)硬件設(shè)施，是一種底層設(shè)備，包含各種傳感裝置以及現(xiàn)場運行設(shè)備，除此之外還包含操作模塊以及系統(tǒng)服務(wù)器等設(shè)施。做好網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)，具體分為兩種形式，即管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常應(yīng)用于工作現(xiàn)場，組織開展試運行，是現(xiàn)場運行和設(shè)備之間的總線框架以及網(wǎng)絡(luò)連接，管理網(wǎng)絡(luò)則是實際運營環(huán)節(jié)和設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)框架，普遍以以太網(wǎng)模式為主[1]。

2 選煤廠控制自動化分析

選煤廠作為煤炭加工生產(chǎn)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，以控制自動化技術(shù)為基礎(chǔ)進行合理應(yīng)用能夠進一步提升選煤工作效率，保障選煤過程準(zhǔn)確性。選煤廠實施控制自動化過程中，應(yīng)該全面融合各種現(xiàn)代化控制管理工藝，選擇適合控制自動化基礎(chǔ)設(shè)備裝置實現(xiàn)選煤廠相關(guān)煤炭材料的精選和檢測工作。選煤廠于自動化管理控制中，應(yīng)該對選煤廠內(nèi)自動化系統(tǒng)實際應(yīng)用狀況進行系統(tǒng)分析和深入研究，同時進一步優(yōu)化和完善自動化控制等技術(shù)，爭取將控制自動化全面滲透到選煤廠各個流程環(huán)節(jié)當(dāng)中，強化不同生產(chǎn)工序的順暢銜接，支持多樣資源合理匹配，促進自動化控制和功能管理技術(shù)實現(xiàn)全面關(guān)聯(lián)，提升選煤廠綜合實踐工作實力。選煤廠在控制自動化中主要涵蓋自動化控制、自動化測試、自動化預(yù)警等技術(shù)，在綜合應(yīng)用各種自動化技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)建自動脫水、自動浮選、自動液位及自動配煤等系統(tǒng)，綜合利用控制自動化系統(tǒng)幫助選煤廠實現(xiàn)預(yù)期選煤目標(biāo)任務(wù)。

3 選煤廠控制自動化實施內(nèi)容分析

3.1 自動化預(yù)警

控制自動化在應(yīng)用于選煤廠的日常加工生產(chǎn)操作中，能夠幫助選煤廠順利實現(xiàn)煤炭精選目標(biāo)，在煤炭精選中應(yīng)用控制自動化技術(shù)可以發(fā)揮出自動預(yù)警功能。因為選煤廠在日常生產(chǎn)中面臨較大工作量，同時對選煤質(zhì)量提出較高要求，其中任意操作環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題都會影響整個選煤秩序，使選煤結(jié)果無法滿足相關(guān)選煤標(biāo)準(zhǔn)，達不到選煤要求。選煤廠日常生產(chǎn)中，各項工作都需要依靠專門機械設(shè)備進行實踐操作，同時需要技術(shù)人員和工作人員做好實時監(jiān)督管理。因為選煤廠平時承擔(dān)較大的工作壓力，傳統(tǒng)模式下依靠人工管理方法針對設(shè)備運行進行全面監(jiān)控，無法發(fā)揮出應(yīng)有價值作用，達不到理想生產(chǎn)效果。在應(yīng)用控制自動化相關(guān)技術(shù)后，能夠直接取代傳統(tǒng)人工管理模式，針對整個選煤生產(chǎn)過程進行持續(xù)、全面監(jiān)控，結(jié)合控制自動化等先進技術(shù)，促進各種預(yù)警設(shè)備和專用選煤機械裝置實施全面關(guān)聯(lián)。在選煤廠內(nèi)各種機械設(shè)備在實際運行操作中產(chǎn)生各種異常狀況和運行故障后，預(yù)警設(shè)備能夠利用各種自動化技術(shù)進行自動報警控制，該種監(jiān)控、報警過程可以進一步脫離人工控制，提升系統(tǒng)整體監(jiān)控管理能力，有效擴展監(jiān)控覆蓋范圍，確保選煤廠中各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠有效基于監(jiān)控預(yù)警管理機制下保持穩(wěn)定發(fā)展?？刂谱詣踊嚓P(guān)技術(shù)執(zhí)行落實主要包括下列幾種形式，分別是頻閃警報以及語音警報等方式。其中語音警報模式是在控制自動化相關(guān)技術(shù)支持下，對選煤操作中各種異常狀況進行及時檢測后，針對系統(tǒng)預(yù)警功能需要提前設(shè)置啟動參數(shù)，添加適合語音信息。選煤廠內(nèi)管理者能夠聯(lián)系語音提示快速判斷各種突發(fā)性事故，并進行快速反應(yīng)預(yù)警，提醒技術(shù)人員進行維護檢查。頻閃模式預(yù)警是綜合利用預(yù)警燈設(shè)備以及實時監(jiān)測顯示屏幕兩種模塊，借助顯示屏幕閃爍狀況判斷異常事故，提高管理者自身注意力，支持相關(guān)故障預(yù)警信息實現(xiàn)及時傳遞[2]。

3.2 自動化測試

選煤廠在日常實踐操作中，主要任務(wù)之一便是針對所采集原煤開展綜合檢測，實施合理測試，原煤試驗檢測環(huán)節(jié)合理應(yīng)用自動化控制技術(shù)，對原煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進行預(yù)先設(shè)計，使相關(guān)檢測試驗裝置能夠基于固有參數(shù)下實施自動化控制，保證整個測試的穩(wěn)定操作，改善人工檢測模式下因為測試環(huán)節(jié)把握不準(zhǔn)所形成的誤差，降低檢測結(jié)果和實際的差異。可以應(yīng)用中子活化檢測裝置針對塊精灰份實施準(zhǔn)確檢測，指導(dǎo)科學(xué)洗煤。中子活化相關(guān)檢測設(shè)備主要進一步聯(lián)系中子轟擊狀況和流強構(gòu)成核反應(yīng)，針對物質(zhì)各項組成元素實施定性、定量分析。中子活化檢測裝置憑借其非破壞性、較高準(zhǔn)確性、良好靈敏度以及多元素同步分析等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于生命醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地球化學(xué)、考古學(xué)、法醫(yī)學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域，具有非破壞、高精確性以及多元素等分析優(yōu)勢。中子活化檢測裝置在選煤廠應(yīng)用中，通過有效的取樣處理分析，能夠?qū)ζㄟ^的大宗物料進行直接檢測，即時呈現(xiàn)分析結(jié)果，能夠支持自動化控制，提升檢測效率。基于自動化控制技術(shù)支持下，應(yīng)用自動化檢測相關(guān)試驗裝置對原煤相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行準(zhǔn)確分析，生成數(shù)據(jù)結(jié)論通過試驗檢測系統(tǒng)屏幕全面顯示出來。檢測試驗人員可以參考屏幕中各種顯示信息準(zhǔn)確分辨煤炭具體物質(zhì)組成元素，順利實現(xiàn)選煤操作。選煤試驗檢測處于自動化控制條件下能夠有效降低各種人為因素對整個選煤活動的影響，保障選煤結(jié)果準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)模式下的選煤工作普遍是以工作人員自身經(jīng)驗為基礎(chǔ)實施的，因為各個技術(shù)人員各自技術(shù)實力和經(jīng)驗積累各不相同，導(dǎo)致其在工作中對于原煤組成比例調(diào)節(jié)控制也存在一定差異，為此實施選煤操作中普遍存在相同等級煤炭而質(zhì)量不同的問題，降低選煤工作質(zhì)量，影響選煤效果。為此，在選煤過程中合理應(yīng)用各種自動化檢測和試驗分析技術(shù)能夠保障各個等級單元原煤符合基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求，實施綜合試驗檢測中，借助專門檢測儀器設(shè)備貫徹落實各項自動檢測命令，促進整個質(zhì)量檢測實現(xiàn)批量測試，在保障選煤檢測質(zhì)量基礎(chǔ)上，提升試驗分析效率[3]。

3.3 自動化控制

控制自動化系統(tǒng)支持下，能夠促進相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一集中控制，協(xié)同完成各項選煤工作，借助自動化技術(shù)可以在整個系統(tǒng)中全面連接各個設(shè)備，使整個洗選煤環(huán)節(jié)成為某種閉合環(huán)路，提升整個操作過程控制便利性，同時可以提升選煤廠自主維護檢修實力，如果選煤操作中產(chǎn)生各種異常狀況，可以借助自動化控制技術(shù)支持整個系統(tǒng)全面關(guān)閉。各個環(huán)節(jié)選煤處理設(shè)備構(gòu)成獨立運行鏈路后，假如無法對各個環(huán)節(jié)系統(tǒng)裝置的啟閉運行進行統(tǒng)一集中控制，容易導(dǎo)致管道中的原煤流轉(zhuǎn)中形成堵塞問題，借助傳統(tǒng)人工控制措施，需要相關(guān)人員按順序?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)選煤系統(tǒng)裝置進行合理閉合、開啟操作，導(dǎo)致出現(xiàn)運行時間差現(xiàn)象，而這種時間差導(dǎo)致其中某一環(huán)節(jié)出煤后，另一環(huán)節(jié)的操作設(shè)備依然停留于停運狀態(tài)，無法順利實現(xiàn)預(yù)期選煤處理目標(biāo)。借助控制自動化手段，初步創(chuàng)建集中控制系統(tǒng)，能夠促進各個操作任務(wù)實現(xiàn)全面聯(lián)動，徹底消除選煤活動時間差，提升系統(tǒng)集中控制效果[4]。

4 選煤廠控制相關(guān)自動化實施系統(tǒng)

4.1 自動配煤系統(tǒng)

選煤廠中的自動配煤系統(tǒng)在具體操作中需要利用中子活化技術(shù)進行硫分檢測，隨后按照硫數(shù)量多少進行合理配煤。借助信息化配煤系統(tǒng)能夠結(jié)合所檢測的硫分參數(shù)，對系統(tǒng)相關(guān)執(zhí)行參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，自動控制系統(tǒng)配煤操作流程，及時調(diào)整、轉(zhuǎn)化各個操作過程，達到目標(biāo)配煤量，滿足基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求。選煤廠會參考原煤整體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成狀況以及硫分比例，優(yōu)化原煤綜合配比，確保其達到煤炭要求比例結(jié)構(gòu)。實施自動配煤中，選煤廠內(nèi)配備設(shè)備能夠利用自動化技術(shù)聯(lián)系現(xiàn)場生產(chǎn)要求靈活調(diào)節(jié)選煤參數(shù)，結(jié)合煤炭組成結(jié)構(gòu)差異以及不同參數(shù)變化，合理調(diào)節(jié)，優(yōu)化煤炭組分比例，達到煤炭成品質(zhì)量要求[5]。

4.2 自動液位系統(tǒng)

選煤廠在日常生產(chǎn)實踐中可以設(shè)置自動液位裝置，靈活調(diào)節(jié)煤炭水分，達到預(yù)期煤炭濕度要求，優(yōu)化煤炭密度。自動液位系統(tǒng)在整體實踐中主要利用自動控制技術(shù)準(zhǔn)確測量煤炭質(zhì)量，全面采集煤炭水量、組成等信息，通過對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進行綜合分析，強化加水控制。添水處理中需要對具體加水時機以及摻水量進行合理控制，液位系統(tǒng)能夠利用重介質(zhì)懸浮液密度實施合理控制，從而更好保障煤炭質(zhì)量。懸浮液屬于整個液位系統(tǒng)操作運行基礎(chǔ)條件，從懸浮液密度層面分析，可以設(shè)置自動調(diào)控程序，選煤操作中加強各個指標(biāo)和實踐操作的聯(lián)系，液位系統(tǒng)相關(guān)功能同時涵蓋預(yù)警參數(shù)設(shè)置。假如懸浮液位超出警戒線，則系統(tǒng)便會向技術(shù)管理人員發(fā)送自動提示信號，確保技術(shù)人員能夠針對懸浮液指標(biāo)和相關(guān)操作實際差異進行及時分析、控制。

4.3 自動浮選和脫水系統(tǒng)

自動浮選系統(tǒng)在選煤廠實際應(yīng)用中，可以針對不同類型煤炭實施科學(xué)選料，指導(dǎo)各項參數(shù)調(diào)節(jié)，借助自動浮選設(shè)備有序開展相關(guān)處理操作。自動化浮選裝置主要依靠自動操控系統(tǒng)實施各項處理，整個系統(tǒng)圍繞自動化操作技術(shù)，全面綜合不同生產(chǎn)設(shè)備功能以及操控部件，優(yōu)化調(diào)節(jié)煤炭總量、煤炭密度，發(fā)揮出多種功能，支持選煤工作的有序?qū)嵤?/p>

自動化脫水在整個選煤工作中具有重要作用。原煤內(nèi)部普遍含有大量水分，實施選煤操作中需要借助自動化脫水裝置有效壓縮煤炭含水量，支持煤炭采選操作的穩(wěn)定、有序?qū)嵤?。自動化脫水系統(tǒng)在煤炭采選中能夠順利完成各項操作，比如調(diào)節(jié)壓濾機，針對水壓力循環(huán)時間進行合理調(diào)控。優(yōu)化整體壓濾脫水性能，同時借助自動化操作控制整個處理流程，整個處理流程中，煤炭壓濾處理后所形成泥水能夠進行有效分離過濾，借助自動化控制系統(tǒng)引導(dǎo)濾水回收至目標(biāo)指定部位，煤炭經(jīng)過壓濾后進入下一選煤階段。在濾水環(huán)節(jié)中需要聯(lián)系現(xiàn)場生產(chǎn)狀況對運煤過程進行合理控制，如果脫水速度較快容易降低濾水效果，脫水速度過慢容易影響選煤速度。脫水處理普遍利用專門的脫水系統(tǒng)實施自動化處理，并采集煤炭濾水環(huán)節(jié)各種變化信息，判斷濾水處理是否需要做出改變，進行過濾壓縮，煤炭在信息采集環(huán)節(jié)始終保持較高濕度條件下，會使脫水處理速度減慢，增加濾水時間，相反條件會加速脫水處理運行，促進煤炭快速過濾并轉(zhuǎn)入下一工序環(huán)節(jié)。

5 自動化控制技術(shù)在選煤廠實踐應(yīng)用

5.1 結(jié)合選煤廠現(xiàn)實狀況選擇適合電氣設(shè)備

選煤廠在日常生產(chǎn)中，需要合理設(shè)置溜槽防堵塞檢測系統(tǒng)，具體分為門式開關(guān)以及吊裝水銀開關(guān)兩種裝置，將吊裝水銀開關(guān)設(shè)置于堆料上層，并針對物料高度實施傾斜度檢測，門式形成開關(guān)能夠利用自身閘門結(jié)構(gòu)，聯(lián)系溜槽內(nèi)活動門和物料移動檢測系統(tǒng)順利對接。但此種處理方法不適合濕煤以及原煤處理，為此需要密切聯(lián)系現(xiàn)場生產(chǎn)要求合理選擇自動控制措施，借助射頻電容液位準(zhǔn)確檢測溜槽整體堵塞狀態(tài)，保證良好檢測精度，優(yōu)化整體應(yīng)用效果。作為某種核心傳輸設(shè)備，選煤廠內(nèi)部刮板傳輸設(shè)備因為突然斷鏈影響設(shè)備整體運行，為更好保障運輸裝置整體運行效果，需細致檢查刮板機斷鏈，但整體應(yīng)用效果相對較差。為順利解決相關(guān)問題，可以在刮板輸送裝置上方20毫米左右設(shè)置自動化控制系統(tǒng)，并將開關(guān)信號傳輸至自動控制系統(tǒng)中，在自動控制系統(tǒng)內(nèi)對相關(guān)脈沖信號進行綜合比較分析，能夠快速發(fā)現(xiàn)跳鏈現(xiàn)象，保障整個系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定、安全運行，降低事故威脅隱患。

5.2 應(yīng)用視頻監(jiān)控和通信設(shè)備遠程控制選煤工作

綜合應(yīng)用調(diào)度通信設(shè)備和視頻監(jiān)控設(shè)備等實施遠程控制，選煤操作中需要通過專門操作人員控制車輛裝載和放料閘門。在實踐操作中，因為分布較多裝載點，同時裝載相對分散，操作控制人數(shù)相對較多，為進一步提升整體裝載效率，在工程現(xiàn)場設(shè)置了專門通信調(diào)度設(shè)備以及監(jiān)控攝像裝置，應(yīng)用自動化控制手段，通過控制中心針對整個選煤過程實施有效內(nèi)部控制，遠程控制材料裝卸。在對各種通信設(shè)備進行實際安裝設(shè)置中，應(yīng)該保證充足音量，設(shè)置在恰當(dāng)位置，避免影響車輛通行。為準(zhǔn)確觀察放料閘門整個操作過程，需要將各種監(jiān)控攝像頭設(shè)置于裝車倉庫當(dāng)中。材料裝卸中，操作人員通過控制中心的監(jiān)控顯示畫面發(fā)送調(diào)度信息，借助監(jiān)控畫面進行全面貫徹，通過遙控裝置開啟卸料門，按照畫面車料高度，對卸料速度進行合理控制，如此能夠進一步縮減操作人數(shù)，提升整體裝載效率。

5.3 信息管理系統(tǒng)在選煤廠內(nèi)合理構(gòu)建

選煤廠內(nèi)相關(guān)信息管理系統(tǒng)主要包括集成系統(tǒng)接口以及各種軟硬件系統(tǒng)，能夠針對整個選煤生產(chǎn)過程進行全面查詢管理。利用信息綜合控制系統(tǒng)針對選煤廠整個運行流程進行綜合調(diào)度和生產(chǎn)管理，堅持設(shè)備管理與質(zhì)量管理為基礎(chǔ)，促進調(diào)度管理體系、質(zhì)量管理體系與生產(chǎn)管理機制全面融合，為相關(guān)數(shù)據(jù)查詢操作提供基礎(chǔ)平臺支持，構(gòu)成綜合信息系統(tǒng)。比如各級管理人員可以借助綜合查詢系統(tǒng)做好信息查詢，在信息系統(tǒng)對應(yīng)子系統(tǒng)內(nèi)，監(jiān)控整個設(shè)備運行狀態(tài)，涵蓋存儲設(shè)備維護、性能以及故障等，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息存儲，如此為后期設(shè)備維護提供有效參考依據(jù)。選煤廠綜合利用自動化技術(shù)，提升了各種設(shè)備操作效率，提升選煤廠綜合效益，為選煤廠穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

綜上所述，控制自動化在選煤廠實踐應(yīng)用中具有重要價值，選煤廠中的選煤操作流程十分復(fù)雜，為此需要不同設(shè)備專業(yè)進行全面協(xié)同操作?，F(xiàn)代選煤廠在實踐操作中，需要合理利用各種先進技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)，全面優(yōu)化提升整體選煤效率，形成精確化選煤標(biāo)準(zhǔn)，控制選煤質(zhì)量，支持選煤廠實現(xiàn)綠色持續(xù)建設(shè)發(fā)展。選煤廠在實際操作運行中綜合利用各種自動化控制技術(shù)，能夠整合各個環(huán)節(jié)選煤操作，并將其歸納到相同系統(tǒng)內(nèi)，通過系統(tǒng)實施集中控制和協(xié)同作業(yè)。