重介洗選自動調節系統在選煤廠的應用研究

任曉偉

山西汾河焦煤股份有限公司 山西 霍州 031400

1 前言

某選煤廠位于山西省霍州市，為礦井配套建設的選煤廠，設計年處理能力 400 萬 t，入選煤種配套礦井開采的3#、8#原煤，主產品為十二級肥精煤。重介洗煤系統負責分選塊煤。重介車間洗煤過程控制環節主要分布在1～3層，隨著生產崗位人員的不斷減少，重介車間 1～3層所有崗位僅由1名崗位人員值守。在重介洗煤系統運行過程中，該人員負責控制重介1樓介質泵、重介2樓介質桶內液面、重介3樓斜輪分選機、脫介篩。由于重介洗煤系統自動化環節比較落后，洗煤過程控制的操作和監控均處于人工手動的原始操作狀態，員工勞動強度大。同時井下毛煤煤質情況逐年下降，并且兩個工作面煤質情況存在較大差異，導致重介洗煤系統入洗原煤煤質變化大，洗煤過程需要頻繁調節，不但再度加大員工勞動強度，而且因人工手動監測及調節分選密度不及時，從而影響洗產品灰分穩定性和回收率。

2 重介自動調節系統的主要組成部分

選煤廠重介自動調節系統主要包括懸浮液密度的自動檢測與控制、懸浮液中煤泥含量的自動檢測與控制及介質桶液位自動檢測與報警。

2.1 懸浮液密度的自動檢測

原懸浮液密度是崗位司機用比重壺在分選槽內對懸浮液進行采樣，然后通過電子秤稱量并計算得出。此種方法操作誤差較大，操作時間較長，操作過程較為繁瑣。在洗煤生產過程中，崗位司機無法實時掌握懸浮液密度的變化情況，導致懸浮液密度波動范圍大。當需要執行懸浮液密度調控操作時，需要崗位司機從重介3樓走到重介2樓介質桶附近，手動調控介質管路閥門執行打分流作業或調控加水閥門進行補加水作業。崗位司機手動調控懸浮液密度不僅作業時間長，同時給崗位司機增加勞動強度。系統應用后，采用同位素密度計在線測量懸浮液的密度，在加水管上安裝角行程電動加水閥門，根據要求的分選密度和當前密度的測量值，通過PLC控制系統自動控制加水閥門的開度大小，達到對斜輪分選密度的自動控制。不僅取消了手動測量及調控懸浮液的密度的作業方式，減輕崗位司機勞動強度，同時崗位司機可以實時準確的掌握懸浮液密度的變化情況，大大提高了洗煤過程分選密度的穩定性，密度調節原理框圖，如圖1所示。

圖1 密度調節原理框圖

2.2 懸浮液中煤泥含量的自動檢測

原懸浮液中煤泥含量是崗位司機在分選槽內對懸浮液進行采樣，通過目測觀察懸浮液黏度估測出大概結果。此種方法操作誤差比較大，在洗煤生產過程中，崗位司機無法實時掌握懸浮液中煤泥含量的變化情況，導致懸浮液粘度變化大，不利于洗煤過程的穩定。系統應用后，在合格介桶安裝磁性物濃度計，在分流管路安裝分流執行機構，通過磁性物濃度計檢測懸浮液中的磁性物含量，從而計算出煤泥含量，當懸浮液中煤泥含量超過給定值時，系統將啟動分流執行機構，使懸浮液中煤泥含量控制在給定范圍內。該系統的應用不僅取消人工觀測懸浮液中煤泥含量的作業方式，減少崗位司機勞動強度，同時崗位司機可以實時準確的掌握懸浮液中煤泥含量的變化情況，避免了因浮液中煤泥含量過高而造成洗煤過程紊亂現象的發生。

2.3 介質桶液位自動檢測與報警

原介質桶液位情況是崗位司機到重介2樓介質桶附近通過肉眼觀測得出，在洗煤過程中，崗位司機為了解質桶液位情況需要經常往返重介2樓與重3樓崗位，給崗位司機增加勞動強度。系統應用后，在合格介質桶上方安裝了超聲波液位計，并根據重介洗煤生產過程的需要，設定好合格介質桶液位的上限值和下限值，當液位超出設定范圍時，系統將自動報警。該系統不僅取消了人工對液位的檢測，減低勞動強度。同時，避免了因崗位司機監控失誤造成液位過高導致的介質桶跑貨現象及液位過低導致分選槽堆貨現象的發生。

3 自動調節系統的應用過程

重介洗煤司機上崗后，根據上個班的洗煤過程情況，制定懸浮液介質添加數量，并組織人員添加介質。滿足開機條件后，洗煤司機聯系廠調度員啟動重介洗煤系統，設備正常運轉后，洗煤司機回到重介3 樓洗煤控制室，操控重介自動控制系統的控制屏，設置洗煤過程的懸浮液密度設定值。重介洗選自動調節系統將通過管路密度計實時測量的懸浮液密度與洗煤司機輸入的密度設定值進行比對。當密度測量值大于給定值時，控制系統將自動打開加水閥門，執行加水操作；當密度測量值小于給定值時，控制系統將自動關閉加水閥門，停止執行加水操作?？刂葡到y根據密度測量值與設定值差值絕對值的大小，自動調整加水閥門的開合程度，進而控制自動調節過程的速度。設置洗煤過程的懸浮液中煤泥含量的設定值。

重介洗選自動調節系統將通過磁性物含量計實時測量并計算出的懸浮液中煤泥含量計算值與洗煤司機輸入的煤泥含量設定值進行比對。當煤泥含量計算值大于給定值時，控制系統將自動啟動分流執行機構，執行打分流操作；當煤泥含量計算值小于給定值時，控制系統將自動關閉分流執行機構，停止執行打分流操作?？刂葡到y根據煤泥含量計算值與設定值差值絕對值的大小，自動調整分流執行機構的開合程度，進而控制自動調節過程的速度。洗煤司機通過系統控制屏隨時可以查看合格介質桶內懸浮液液位情況，當懸浮液液位超限時，系統會自動啟動報警裝置。洗煤司機聽到報警后，會及時趕到重介2樓檢查合格介質桶液位情況，并立即做出相應的處理，避免事故的發出。在洗煤過程中如果需要人工干預，洗煤司機可以將系統的自動控制過程調整為手動控制過程，這時洗煤司機可以自行調節洗煤過程的各項參數，調整完畢后可隨時切換到自動控制過程。

4 應用效果分析

重介洗選自動調節系統在選煤廠應用后，通過對重介工藝參數的在線測量、顯示和自動調節，大大降低了崗位司機的勞動強度、降低介質損耗，提高重介洗煤系統的運行穩定性，提高洗產品穩定率和回收率。

4.1 降低介質消耗

系統應用后，可以實現對懸浮液中煤泥含量的及時準確的控制，避免了由于合格介質懸浮液黏度過高，導致洗精煤及洗矸石表面大量黏帶懸浮液的現象的發生，既減少了洗煤過程中的介質消耗，又提高了洗產品的質量；與此同時也降低了稀介質懸浮液的黏度，提高了磁選機在回收介質過程中的介質回收效果。

4.2 提高洗選產品回收率

系統應用后，通過對介質桶液位的自動檢測，避免了因崗位司機監控失誤造成液位過高導致的介質桶跑貨現象及液位過低導致分選槽堆貨現象的發生，從而杜絕了因介質桶跑貨、分選槽堆貨造成中斷生產事故的發生，提高了重介洗煤系統的運行穩定性。系統應用后，通過對懸浮液密度及煤泥含量的實時檢測與自動控制，保證了重介洗煤過程在入洗原煤煤質不變的條件下，懸浮液狀態的穩定性。同時提高了重介洗煤過程在入洗原煤煤質變化較大的條件下，對懸浮液密度調控的速度。從而縮小了洗產品灰分的波動區間，降低了洗矸石帶煤量，提高了洗產品穩定率和回收率。同時提高重介分選機數量效率1%以上。按照每年重介入洗60萬t原煤，精煤理論產率35%，洗產品售價600元/t計算，精煤回收率可提高0.35%，重介洗產品量每年可增加0.2萬t，此項每年可增加經濟效益126萬元。

5 結束語

重介洗選自動調節系統在選煤廠應用后，實現懸浮液密度、煤泥含量、介質桶液位的自動檢測與控制，降低了崗位司機的勞動強度和介質消耗，提高了重介洗煤系統的洗煤穩定率和回收率，同時規避了手動操作打分流、檢測懸浮液密度、介質桶液位過程中的安全隱患，為選煤廠安全生產工作提供有力保障。