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选煤厂分选工艺的四大环节

随着煤炭产业的升级与发展,现代化选煤厂逐渐趋于大型化、自动化,选煤厂的日常生产逐步由人工操作发展为自动控制。自动控制具有反应灵活、精确度高和反馈及时的特点,提高各工艺环节设备对煤质波动的适应性,在提高各设备工作效率的基础上,保证产品质量和经济效益。随着国家对煤炭生产环节的要求逐步提高,现代化自动控制技术在选煤厂生产过程中的应用日益广泛,自动化控制技术应逐步渗透到选煤厂的各个生产和工艺环节。目前选煤厂自动控制环节主要包括重力分选环节(尤其是重介质分选工艺)、浮选环节、尾煤泥水沉降浓缩自动加 以及粗煤泥处理中TBS分选环节等。下面小编将讨论选煤厂各生产环节自动化控制的使用现状及研究进展。

煤炭

一、重选环节

在选煤厂的各种分选工艺中,重力分选所占比重 。重力分选环节控制 的优劣将会直接影响产品质量及后续浮选、煤泥水处理等环节。在诸多重选常用选矿设备的分选工艺中,重介旋流器分选工艺的自动控制最为先进和成熟。其自动控制主要针对合格介质桶悬浮液的密度、液位和旋流器入料压力。通常采用经典的PID控制策略,采取对悬浮液密度精确控制,入料压力稳定控制,介质桶液位适当控制的原则。

悬浮液密度的稳定性将影响后续重介旋流器的分选密度,进而影响精煤产品的质量。其控制过程为:密度低时,补加介质或增加分流量;密度高时,在合格介质泵入料口安装加水阀,根据密度反馈信号控制水阀开度, 对合介桶内密度的控制。但生产实践表明:补加清水与悬浮液介质间缺乏扰动且同向流动的特点,不利于清水和悬浮液间的充分混合,导致所测数据低于实际混合后悬浮液密度,对调节造成一定的干扰。为避免测量误差对密度控制的干扰,曾采用在合格介质桶上方补加清水的方法。补加后的清水与脱介筛下合格介质充分混合后进入合介桶。虽然此方法可有效避免密度测量偏差,但滞后效应明显。因此,目前 种方法应用更为广泛。

介质桶液位控制通常采用调节分流箱阀门的开度及补加介质量的方法,旋流器入料压力通过主选泵配置的变频器转速调节达到稳定控制。

在重介工艺参数控制过程中,补加清水、介质量或者改变分流量等操作均会同时影响介质密度和液位,甚至影响入料压力。因此悬浮液密度、合介桶液位的控制过程存在较强的耦合作用。由于选煤基础理论相对薄弱,各参数调节输入输出间很难建立精确系统的数学模型,给系统的自动控制带来很大困难。近年来,模糊逻辑控制以其不要求精确的数学模型,而且 于被控对象,适合多变量、解耦控制的特性而受到广泛研究和推广。模糊逻辑控制以PID为控制器,依据经验制定模糊规则,将输入变量模糊化,通过解耦补偿器对各变量进行解耦,并将模糊输出数据转化后反馈给被控对象。模糊逻辑控制使重介选煤控制系统更加稳定,比传统单变量控制方法取得更好的控制 。

二、浮选环节

浮选作为金属矿及非金属矿选矿的主要分选方法,同样被广泛应用于细粒煤分选。煤泥浮选是一个复杂的物理化学过程,影响浮选机分选 的主要因素有入料煤泥性质、矿浆浓度、 剂制度、充气量、液位及浮选工艺等。稳定可靠的浮选控制系统可提高浮选精煤产率、稳定控制精煤的灰分水平、降低 剂消耗、改善精煤过滤脱水 。浮选自动控制环节主要包括入料性质检测、入料浓度调节、 剂添加和监控操作。

浮选机

入料性质检测主要包括入料浓度及流量检测。入料浓度可由同位素浓度计或双膜盒浓度计测量。同位素浓度计要求防护严格,但适用范围大,非接触式,安装方便,测量精度高;双膜盒浓度计不存在防护问题,对浓缩浮选更适合,测量误差小;但对浓度偏低的直接浮选工艺而言,浓度测量误差较大。浮选入料流量检测多使用电磁流量计,超声波流量计的使用相对较少。

入料浓度控制通过补加稀释水来 。浓度调节过程如下:分别利用电磁流量计和浓度计测量原煤浆和滤液的流量和浓度信号,通过乘法运算获得入浮原煤干煤泥量和循环干煤泥量,两者加和即为浮选环节总干煤泥量。在此基础上,根据浮选环节所要求的入浮浓度,计算该条件下入浮煤泥水流量。通过减去入浮原煤浆和滤液量,即可获得所需添加稀释水的流量。上述过程中的流量和浓度信号经仪表采集、PID运算处理分析后,经输出模块将控制指令传递给电控液动执行器,并带动阀门动作。

浮选 剂添加量的控制是在检测矿浆 剂量、计算 剂缺量基础上,采用计量泵 剂自动添加。其自动控制过程如下:选煤厂在分析入浮煤泥性质基础上,通过浮选试验,在满足精煤产品质量的前提下,确定 剂量与入浮煤浆浓度及干煤泥量的关系,并建立相应的数学模型。 剂调节控制过程中,在测量煤浆浓度及入浮原煤泥量基础上,经数学模型函数变换获得在满足精煤产品质量前提下,确定浮选 剂给定值。通过与实际测量的加 反馈信号比较,经PID运算处理并输出信号指令,控制加 电磁阀动作。

另外,浮选机液位与充气量的控制也有一定的应用,但因液位计、充气量在实际操作中调节不频繁,对产品数质量影响不太敏感,所以大部分选煤厂仍采用人工调节。

三、TBS分选

近年来,在选煤厂的干扰床分选机(简称TBS)被广泛应用于粗煤泥的分选回收。其工作原理是将一定压力的上升水流经由压力箱分布板均匀分散到槽体底部,入料煤泥在上升水流的紊流作用下进行干扰沉降,依照不同密度颗粒干扰沉降末速的差异 分选。颗粒在下降过程中相互干扰,重的悬浮颗粒在槽体下部形成自生介质层,使槽体中形成密度梯度,限制物料通过底流。物料由入料井沿切线方向进入TBS后,粗或重物料集中于槽体底部,细物料和全部轻物料进入溢流,通过溢流堰进入溢流水槽,粗或重的物料通过底部锥形阀门间断排出。锥形阀门的开合由PLC控制器自动控制,探测器浸入槽体内自生介质层中,持续监测此处密度。探测器所测压力信号转换成密度信号后,将于预先设定密度进行比对。当床层密度低于或超过预先给定值,控制器即发出一个4~20mA的信号到执行器。通过执行器开启或关闭锥形阀门,直至床层密度接近或达到给定值。执行器可在0~100mm范围内自由、平稳地运动,锥形阀门可任意定位。

四、尾煤煤泥水沉降浓缩自动加

浮选尾煤煤泥水沉降浓缩 好坏,将直接影响循环水浓度及各分选环节 。循环水浓度过大将导致高灰细泥积聚,增加煤泥水处理负担。传统的煤泥水沉降所需凝聚剂和絮凝剂,一般靠人工凭经验添加,主观性强。 的煤泥水净化系统以监测煤泥沉降速度与澄清水浊度调控为基础,确定絮凝剂与凝聚剂添加量。

煤泥水净化系统包括 剂制备、 剂添加和监测监控。 剂制备环节由搅拌器、溶 箱、储 箱以及加水阀组成。 剂自动添加由加 计量泵和加 阀等装置组合完成。煤泥水净化系统的核心为监测部分,主要仪器有位置探测器、浓度传感器、浊度传感器和计时电路等。煤泥水监测部分的工作过程是利用真空原理吸取添加过絮凝剂的煤泥水样液至特定取样筒;取样筒满则取样过程终止;PLC控制器内部计时器自煤泥水开始沉降时计时;浓度传感器实时检测取样筒底部浓度,当浓度达到设定值时,计时器停止工作,记录沉降时间;通过对比测定与给定沉降时间,调节絮凝剂计量泵转速。待取样筒中煤泥全部沉降,浊度传感器检测取样筒上部澄清液的浊度,通过与给定值比较,调节凝聚剂给料泵泵速。

,小编全面介绍了当前选煤厂主要工艺环节自动化控制的原理及研究进展。采用现代化控制技术对选煤厂主要工艺环节进行自动控制,在避免人工操作的主观性和随意性的同时,还有助于灵活机动的根据入料性质及生产指标的变化调节各工艺操作参数,使各操作因素水平始终处于 状态。自动化控制技术在选煤厂的应用将节约生产成本,解放劳动力,确保生产稳定,提高经济效益等。因此,选煤厂自动控制的投入潜力巨大。

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