洗煤廠煤泥界面監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)研究

趙巖濱

洗煤廠煤泥界面監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)研究

趙巖濱

山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司，山西 高平 048407

實現(xiàn)洗煤廠用水閉路循壞和復(fù)用，準確檢測濃縮池內(nèi)煤泥含量和厚度是保證濃縮機安全運行，是環(huán)境保護和節(jié)約水資源，確保洗選安全高效運行的重要措施。文章介紹了唐安煤礦第二洗煤廠濃縮池煤泥監(jiān)測監(jiān)控自動化控制系統(tǒng)的原理設(shè)計、硬件組成、軟件組成以及系統(tǒng)通信配置情況。該系統(tǒng)投用后，實現(xiàn)了對煤泥水濃度和沉降層全程監(jiān)視和各種數(shù)據(jù)參數(shù)實時顯示、遠程操控，最大限度減少和避免了設(shè)備事故，提升了炭塊質(zhì)量，取得了明顯的經(jīng)濟效益。

濃縮池；煤泥界面；監(jiān)測監(jiān)控

隨著以智能化、自動化為核心的現(xiàn)代化礦井建設(shè)進程逐步加快，煤炭行業(yè)洗選工藝也得到長足的發(fā)展和進步。近年來，唐安煤礦分公司黨政領(lǐng)導(dǎo)審時度勢，率先將建立安全實用的煤泥水綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)作為突破點，逐步改變了以往煤泥處理系統(tǒng)沒有完善的計量監(jiān)測手段，產(chǎn)品質(zhì)量相對難以穩(wěn)定的弊端，較好地適應(yīng)當(dāng)前煤炭市場形勢，為客戶及時提供了適銷對路的產(chǎn)品，確保了煤質(zhì)穩(wěn)定、效益最優(yōu)。

一、項目研發(fā)背景

唐安煤礦分公司是山西蘭花科創(chuàng)公司下屬一個生產(chǎn)礦井，年核定生產(chǎn)能力為180萬噸/年，并有與之相配套的洗煤廠。近年來，該礦礦第二洗煤廠先后對主選設(shè)備安裝了綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，而煤泥處理系統(tǒng)基本處于盲區(qū)。洗選過程中，濃縮池煤泥厚度的監(jiān)測主要是通過人工探桿來測量，造成煤泥處理效率偏低、藥劑消耗較高、產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，且這種測量方式主觀意愿強，多依靠人工和經(jīng)驗來把握，經(jīng)常出現(xiàn)誤差，有時因判斷失誤，導(dǎo)致發(fā)生煤泥壓耙事故，無法滿足生產(chǎn)需求。

二、系統(tǒng)研究概述

洗煤廠煤泥水綜合自動化系統(tǒng)是提升管理水平的重要手段，是保證洗水平衡最有效的途徑。該系統(tǒng)采用超聲波界面儀測量濃縮池的煤泥高度，在循環(huán)水管、水泵出口等關(guān)鍵位置安裝電磁流量計、壓力傳感器等監(jiān)測裝置，根據(jù)回水流量動態(tài)調(diào)整加藥量。期間煤泥整個運行狀況直觀反映在電腦監(jiān)控主界面上，確保了煤泥及時處理率和水質(zhì)正常。主要分為以下幾部分：

(一)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)

工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)是在中心控制室的控制下，在指定的場所內(nèi)拾取圖像信息并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)信號，通過傳輸系統(tǒng)送至中心控制室終端設(shè)備。主要有前端設(shè)備(攝像機)、傳輸設(shè)備、顯示和控制設(shè)備四部分組成。

1.系統(tǒng)構(gòu)成：前端設(shè)備主要由不同類型的攝像機、鏡頭及輔助設(shè)備組成。傳輸部分主要由不同類型的纜材和傳輸設(shè)備組成。顯示及控制部分是整個系統(tǒng)的心臟，由它發(fā)出各種控制及動作指令，控制攝像機云臺上下左右移動和觀察目標(biāo)畫面的大小，控制攝像機畫面在顯示設(shè)備上的顯示順序。

2.安裝位置：工業(yè)電視視頻監(jiān)視器和攝像頭主要安裝在生產(chǎn)系統(tǒng)各機頭、尾及轉(zhuǎn)載點和各工藝關(guān)鍵點，視頻系統(tǒng)安裝嵌入式數(shù)字硬盤錄像機，實現(xiàn)視頻監(jiān)視、錄像及回放、存儲、備份和網(wǎng)絡(luò)操作、視頻動態(tài)檢測及報警聯(lián)動功能、智能操作等功能。一旦發(fā)現(xiàn)問題，主控臺監(jiān)測人員可及時使用擴音電話語音呼叫系統(tǒng)，呼叫巡檢人員檢查處理。

3.運行方式：攝像儀圖像信號的傳輸采用有線電纜傳輸?shù)姆绞?，將各臺攝像儀的視頻圖像傳送到集控室，然后再通過視頻矩陣分配各路視頻在監(jiān)視器或電視上進行顯示。圖像信號通過視頻分配器接入硬盤錄像機，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)字錄像。

(二)煤泥水處理自動化系統(tǒng)

洗煤廠污泥界面控制系統(tǒng)主要有污泥界面儀、污泥濃度計、PLC組件等組成。

1.污泥界面儀器：監(jiān)視和控制沉淀池或濃縮池內(nèi)的固/液物質(zhì)的界面位置，污泥界面儀利用可靠的超聲波回波檢測原理，檢測出傳感器探頭與污泥界面距離和底面距離，實現(xiàn)0-30米污泥厚度變化實時監(jiān)測和相關(guān)工藝過程控制，污泥界面儀優(yōu)化了排泥控制和加藥控制，防止出水惡化，避免了污泥脫氮和分解，優(yōu)化了工藝控制流程。高亮度圖形液晶可同時顯示數(shù)字和圖形顯示測量結(jié)果。

2.污泥濃度計：由變送器和傳感器組成。傳感器可以方便地安裝在池內(nèi)、排水管、壓力管道或自然水體中，污泥濃度計能自動補償因污染而引起的干擾。測量原理—傳感器上發(fā)射器發(fā)送的紅外光在傳輸過程中經(jīng)過被測物的吸收、反射和散射后僅有一小部分光線能照射到檢測器上，透射光的透射率與被測污水的濃度有一定的關(guān)系，因此通過測量透射光的透射率就可以計算出污水的濃度。

3.系統(tǒng)布置：(1)儀器儀表布置：整個系統(tǒng)設(shè)計壓力傳感器、漿料電磁流量計13臺，分別布置在一、二洗回水管，一、二循環(huán)水管，介質(zhì)上介管，煤泥泵上水管，清水管及噴水管等工藝管道上。電控系統(tǒng)安置于生產(chǎn)樓二層及泵房。(2)濃縮池上儀表布置：濃縮池上布置在原系統(tǒng)耙架上，設(shè)計污泥濃度計、污泥界面儀各3臺，將儀表箱主設(shè)備放置于耙架上，儀表箱400mm×500mm，儀表探頭安裝在濃縮池液面下。電控系統(tǒng)安置于耙架上。系統(tǒng)在濃縮池里中外布置儀表，可均勻測量池中煤泥水及池底情況，以滿足工況運行情況實時效果。(3)加藥間布置：加藥系統(tǒng)根據(jù)一、二洗回水管流量改造設(shè)計，新增配電控制柜及變頻器。系統(tǒng)可根據(jù)，一、二洗回水管流量動態(tài)調(diào)整加藥量。將加藥泵流量及壓力實時采集到集控中心，完成工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

三、項目效果分析

(一)實現(xiàn)設(shè)備集中控制，提高了自動化水平

通過對洗煤廠機電設(shè)備集中控制及工況參數(shù)集中監(jiān)視，有效減少了現(xiàn)場故障分析、處理時間，能夠準確分析事故發(fā)生前設(shè)備各項指標(biāo)發(fā)生細微變化，便于找出控制事故發(fā)生的關(guān)鍵點，最大限度減少和避免設(shè)備事故，降低故障維修率，提高設(shè)備運行效率，確保生產(chǎn)系統(tǒng)暢通。

(二)實現(xiàn)環(huán)節(jié)自動調(diào)節(jié)，提升了炭塊洗選質(zhì)量

通過工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度，隨時掌握井下原煤干濕狀況，確保洗選的密度值、濃度值調(diào)整到最佳狀態(tài)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高洗煤效益，使洗煤產(chǎn)品合格率、精煤回收率穩(wěn)步提高。

四、結(jié)束語

洗煤廠煤泥界面監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)投運后，使質(zhì)量控制由經(jīng)驗性控制變?yōu)閿?shù)據(jù)性控制，可準確測量煤泥層厚度，極大減少了濃縮池跑黑水和壓耙事故發(fā)生，提升了洗煤廠設(shè)備自動化控制水平，提高了選煤廠順暢生產(chǎn)和經(jīng)營管理效能，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，對同類煤炭企業(yè)洗煤廠具有良好的借鑒和推廣作用。

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1006-0049-(2017)22-0229-01