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選煤廠分選工藝的四大環節

隨著煤炭產業的升級與發展,現代化選煤廠逐漸趨于大型化、自動化,選煤廠的日常生產逐步由人工操作發展為自動控制。自動控制具有反應靈活、精確度高和反饋及時的特點,提高各工藝環節設備對煤質波動的適應性,在提高各設備工作效率的基礎上,保證產品質量和經濟效益。隨著國家對煤炭生產環節的要求逐步提高,現代化自動控制技術在選煤廠生產過程中的應用日益廣泛,自動化控制技術應逐步滲透到選煤廠的各個生產和工藝環節。目前選煤廠自動控制環節主要包括重力分選環節(尤其是重介質分選工藝)、浮選環節、尾煤泥水沉降濃縮自動加 以及粗煤泥處理中TBS分選環節等。下面小編將討論選煤廠各生產環節自動化控制的使用現狀及研究進展。

煤炭

一、重選環節

在選煤廠的各種分選工藝中,重力分選所占比重 。重力分選環節控制 的優劣將會直接影響產品質量及后續浮選、煤泥水處理等環節。在諸多重選常用選礦設備的分選工藝中,重介旋流器分選工藝的自動控制最為先進和成熟。其自動控制主要針對合格介質桶懸浮液的密度、液位和旋流器入料壓力。通常采用經典的PID控制策略,采取對懸浮液密度精確控制,入料壓力穩定控制,介質桶液位適當控制的原則。

懸浮液密度的穩定性將影響后續重介旋流器的分選密度,進而影響精煤產品的質量。其控制過程為:密度低時,補加介質或增加分流量;密度高時,在合格介質泵入料口安裝加水閥,根據密度反饋信號控制水閥開度, 對合介桶內密度的控制。但生產實踐表明:補加清水與懸浮液介質間缺乏擾動且同向流動的特點,不利于清水和懸浮液間的充分混合,導致所測數據低于實際混合后懸浮液密度,對調節造成一定的干擾。為避免測量誤差對密度控制的干擾,曾采用在合格介質桶上方補加清水的方法。補加后的清水與脫介篩下合格介質充分混合后進入合介桶。雖然此方法可有效避免密度測量偏差,但滯后效應明顯。因此,目前 種方法應用更為廣泛。

介質桶液位控制通常采用調節分流箱閥門的開度及補加介質量的方法,旋流器入料壓力通過主選泵配置的變頻器轉速調節達到穩定控制。

在重介工藝參數控制過程中,補加清水、介質量或者改變分流量等操作均會同時影響介質密度和液位,甚至影響入料壓力。因此懸浮液密度、合介桶液位的控制過程存在較強的耦合作用。由于選煤基礎理論相對薄弱,各參數調節輸入輸出間很難建立精確系統的數學模型,給系統的自動控制帶來很大困難。近年來,模糊邏輯控制以其不要求精確的數學模型,而且 于被控對象,適合多變量、解耦控制的特性而受到廣泛研究和推廣。模糊邏輯控制以PID為控制器,依據經驗制定模糊規則,將輸入變量模糊化,通過解耦補償器對各變量進行解耦,并將模糊輸出數據轉化后反饋給被控對象。模糊邏輯控制使重介選煤控制系統更加穩定,比傳統單變量控制方法取得更好的控制 。

二、浮選環節

浮選作為金屬礦及非金屬礦選礦的主要分選方法,同樣被廣泛應用于細粒煤分選。煤泥浮選是一個復雜的物理化學過程,影響浮選機分選 的主要因素有入料煤泥性質、礦漿濃度、 劑制度、充氣量、液位及浮選工藝等。穩定可靠的浮選控制系統可提高浮選精煤產率、穩定控制精煤的灰分水平、降低 劑消耗、改善精煤過濾脫水 。浮選自動控制環節主要包括入料性質檢測、入料濃度調節、 劑添加和監控操作。

浮選機

入料性質檢測主要包括入料濃度及流量檢測。入料濃度可由同位素濃度計或雙膜盒濃度計測量。同位素濃度計要求防護嚴格,但適用范圍大,非接觸式,安裝方便,測量精度高;雙膜盒濃度計不存在防護問題,對濃縮浮選更適合,測量誤差小;但對濃度偏低的直接浮選工藝而言,濃度測量誤差較大。浮選入料流量檢測多使用電磁流量計,超聲波流量計的使用相對較少。

入料濃度控制通過補加稀釋水來 。濃度調節過程如下:分別利用電磁流量計和濃度計測量原煤漿和濾液的流量和濃度信號,通過乘法運算獲得入浮原煤干煤泥量和循環干煤泥量,兩者加和即為浮選環節總干煤泥量。在此基礎上,根據浮選環節所要求的入浮濃度,計算該條件下入浮煤泥水流量。通過減去入浮原煤漿和濾液量,即可獲得所需添加稀釋水的流量。上述過程中的流量和濃度信號經儀表采集、PID運算處理分析后,經輸出模塊將控制指令傳遞給電控液動執行器,并帶動閥門動作。

浮選 劑添加量的控制是在檢測礦漿 劑量、計算 劑缺量基礎上,采用計量泵 劑自動添加。其自動控制過程如下:選煤廠在分析入浮煤泥性質基礎上,通過浮選試驗,在滿足精煤產品質量的前提下,確定 劑量與入浮煤漿濃度及干煤泥量的關系,并建立相應的數學模型。 劑調節控制過程中,在測量煤漿濃度及入浮原煤泥量基礎上,經數學模型函數變換獲得在滿足精煤產品質量前提下,確定浮選 劑給定值。通過與實際測量的加 反饋信號比較,經PID運算處理并輸出信號指令,控制加 電磁閥動作。

另外,浮選機液位與充氣量的控制也有一定的應用,但因液位計、充氣量在實際操作中調節不頻繁,對產品數質量影響不太敏感,所以大部分選煤廠仍采用人工調節。

三、TBS分選

近年來,在選煤廠的干擾床分選機(簡稱TBS)被廣泛應用于粗煤泥的分選回收。其工作原理是將一定壓力的上升水流經由壓力箱分布板均勻分散到槽體底部,入料煤泥在上升水流的紊流作用下進行干擾沉降,依照不同密度顆粒干擾沉降末速的差異 分選。顆粒在下降過程中相互干擾,重的懸浮顆粒在槽體下部形成自生介質層,使槽體中形成密度梯度,限制物料通過底流。物料由入料井沿切線方向進入TBS后,粗或重物料集中于槽體底部,細物料和全部輕物料進入溢流,通過溢流堰進入溢流水槽,粗或重的物料通過底部錐形閥門間斷排出。錐形閥門的開合由PLC控制器自動控制,探測器浸入槽體內自生介質層中,持續監測此處密度。探測器所測壓力信號轉換成密度信號后,將于預先設定密度進行比對。當床層密度低于或超過預先給定值,控制器即發出一個4~20mA的信號到執行器。通過執行器開啟或關閉錐形閥門,直至床層密度接近或達到給定值。執行器可在0~100mm范圍內自由、平穩地運動,錐形閥門可任意定位。

四、尾煤煤泥水沉降濃縮自動加

浮選尾煤煤泥水沉降濃縮 好壞,將直接影響循環水濃度及各分選環節 。循環水濃度過大將導致高灰細泥積聚,增加煤泥水處理負擔。傳統的煤泥水沉降所需凝聚劑和絮凝劑,一般靠人工憑經驗添加,主觀性強。 的煤泥水凈化系統以監測煤泥沉降速度與澄清水濁度調控為基礎,確定絮凝劑與凝聚劑添加量。

煤泥水凈化系統包括 劑制備、 劑添加和監測監控。 劑制備環節由攪拌器、溶 箱、儲 箱以及加水閥組成。 劑自動添加由加 計量泵和加 閥等裝置組合完成。煤泥水凈化系統的核心為監測部分,主要儀器有位置探測器、濃度傳感器、濁度傳感器和計時電路等。煤泥水監測部分的工作過程是利用真空原理吸取添加過絮凝劑的煤泥水樣液至特定取樣筒;取樣筒滿則取樣過程終止;PLC控制器內部計時器自煤泥水開始沉降時計時;濃度傳感器實時檢測取樣筒底部濃度,當濃度達到設定值時,計時器停止工作,記錄沉降時間;通過對比測定與給定沉降時間,調節絮凝劑計量泵轉速。待取樣筒中煤泥全部沉降,濁度傳感器檢測取樣筒上部澄清液的濁度,通過與給定值比較,調節凝聚劑給料泵泵速。

,小編全面介紹了當前選煤廠主要工藝環節自動化控制的原理及研究進展。采用現代化控制技術對選煤廠主要工藝環節進行自動控制,在避免人工操作的主觀性和隨意性的同時,還有助于靈活機動的根據入料性質及生產指標的變化調節各工藝操作參數,使各操作因素水平始終處于 狀態。自動化控制技術在選煤廠的應用將節約生產成本,解放勞動力,確保生產穩定,提高經濟效益等。因此,選煤廠自動控制的投入潛力巨大。

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