選煤廠浮選智能化技術(shù)研究及應(yīng)用

金明國，張秀峰

(天津美騰科技股份有限公司，天津 300385)

隨著采煤機(jī)械化程度的提高，選煤廠原煤中粉煤含量越來越高，一般約占原煤總量的10%～25%[1]。浮選是細(xì)粒、極細(xì)粒煤分選應(yīng)用最廣泛、效果較好的一種方法[2-4]，該法利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異(特別是表面濕潤性)，在固-液-氣三相界面，有選擇性地富集一種或幾種目的物料，從而達(dá)到與廢棄物料分離[5-7]。近年來，為了實(shí)現(xiàn)精煤產(chǎn)率的最大化，最大限度回收資源，提升選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，浮選作業(yè)在選煤生產(chǎn)中的作用變得越來越重要[8-10]。同時(shí)，浮選作業(yè)也是選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤泥水閉路循環(huán)和保護(hù)環(huán)境具有重要作用[11-12]。

目前，我國選煤廠浮選系統(tǒng)自動(dòng)化水平普遍不高，智能化基礎(chǔ)薄弱，浮選生產(chǎn)基本停留在依賴人工經(jīng)驗(yàn)操控的水平，需要根據(jù)浮選司機(jī)眼看、耳聽、手摸等感官結(jié)果進(jìn)行定性操作，沒有精確定量的概念，既不準(zhǔn)確，也不及時(shí)[13]，浮選效果及控制精度取決于人為因素[14]。此外，浮選操作的位置非常分散，生產(chǎn)時(shí)浮選司機(jī)需要頻繁 “爬”到預(yù)處理器或浮選設(shè)備上調(diào)節(jié)加藥量，或“跑”到浮選機(jī)尾部調(diào)節(jié)閘板和觀察尾礦情況，加之車間內(nèi)充滿浮選藥劑的刺激性氣味，導(dǎo)致浮選生產(chǎn)崗位環(huán)境非常不友好，不僅作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，且健康保障差[15]。因此，浮選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行。

1 浮選智能化的目標(biāo)

煤泥浮選過程復(fù)雜，影響浮選過程的因素(圖1)很多，各個(gè)影響因素之間又存在一定的耦合作用，從而使得浮選控制過程的輸入和輸出之間表現(xiàn)為非線性關(guān)系。另外，浮選過程具有滯后性，再加上生產(chǎn)環(huán)境惡劣、控制裝置及檢測(cè)儀表的局限性，給浮選智能化控制帶來了很大的困難[16-17]。

圖1 煤泥浮選過程的影響因素

大量的調(diào)查和研究表明，要想實(shí)現(xiàn)浮選智能化，關(guān)鍵在于以下三個(gè)方面：

(1)浮選設(shè)備的控制裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于浮選機(jī)、浮選柱、浮選床等浮選設(shè)備，可通過配套控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)操作參數(shù)(藥劑制度、充氣量、液位高度等)、設(shè)備參數(shù)(攪拌強(qiáng)度、刮泡速度等)的自動(dòng)控制，提高浮選設(shè)備的自動(dòng)化程度，使與浮選系統(tǒng)相關(guān)的影響因素可調(diào)。

(2)高精度的變量檢測(cè)傳感器。高精度的傳感器可實(shí)現(xiàn)入料性質(zhì)(入浮濃度、入浮流量、入浮灰分等)、產(chǎn)品指標(biāo)(浮精灰分、浮尾灰分、浮精產(chǎn)量、浮尾產(chǎn)量等)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此需要提高傳感器的精度和穩(wěn)定性，使與浮選系統(tǒng)相關(guān)的變量可測(cè)。

(3)具有機(jī)器學(xué)習(xí)功能的浮選智能化系統(tǒng)算法。按照浮選智能化系統(tǒng)算法，以浮選效果和目標(biāo)設(shè)定值為基準(zhǔn)，進(jìn)行浮選系統(tǒng)生產(chǎn)過程控制，根據(jù)每個(gè)選煤廠的煤質(zhì)特點(diǎn)和浮選系統(tǒng)調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過高精度的變量檢測(cè)傳感器，將現(xiàn)場(chǎng)浮選系統(tǒng)的狀態(tài)和調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析、擬合，形成調(diào)節(jié)算法，再通過機(jī)器學(xué)習(xí)功能，不斷自主優(yōu)化調(diào)節(jié)算法，即形成浮選智能化系統(tǒng)算法。

綜上所述，浮選系統(tǒng)智能化是以高精度的變量檢測(cè)傳感器代替人的眼看、耳聽、手摸，以浮選設(shè)備的控制裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替人的手動(dòng)控制，再通過浮選智能化系統(tǒng)算法代替人的邏輯判斷。當(dāng)選煤廠浮選系統(tǒng)異?；蛎嘿|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，智能化系統(tǒng)能夠快速監(jiān)測(cè)并感知到異常，進(jìn)而及時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整以適應(yīng)這種變化，從而保障浮選系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)滿足產(chǎn)品指標(biāo)要求。

2 浮選智能化的研究進(jìn)展

選煤生產(chǎn)中浮選系統(tǒng)的控制方式主要有三類：人工操作、自動(dòng)控制、智能控制。人工操作是完全依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作控制；自動(dòng)控制主要是根據(jù)入浮干煤泥量的多少，自動(dòng)完成藥劑量的精準(zhǔn)添加，但當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)和煤質(zhì)等發(fā)生變化時(shí)，需依賴人工修改相應(yīng)參數(shù)，是僅具有前饋的控制；智能控制是在自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)的反饋傳感器，快速識(shí)別系統(tǒng)狀態(tài)和煤質(zhì)等變化，及時(shí)有效地自主修改相應(yīng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有前饋和反饋的閉環(huán)控制，從而滿足正常生產(chǎn)的需要。

目前絕大多數(shù)選煤廠的浮選生產(chǎn)仍處于人工操作的階段。部分現(xiàn)代化選煤廠應(yīng)用了浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)，但大部分應(yīng)用效果一般，原因主要是儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制設(shè)備性能欠佳，難以對(duì)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)際加藥仍然依靠人工，生產(chǎn)指標(biāo)的量化管理無從實(shí)施[18]。

2.1 控制裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2.1.1 自動(dòng)加藥裝置

煤泥浮選過程加藥執(zhí)行機(jī)構(gòu)是控制系統(tǒng)輸出的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，是影響浮選狀態(tài)的重要因素。目前選煤廠浮選藥劑的添加裝置常用的有電磁閥、蠕動(dòng)泵和隔膜計(jì)量泵。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況，浮選藥劑多為化工副產(chǎn)品中的油類和醇類，且含有一定雜質(zhì)，電磁閥啟閉時(shí)會(huì)因雜質(zhì)堵塞而影響藥劑的正常添加，蠕動(dòng)泵也受雜質(zhì)影響較大。目前，工業(yè)應(yīng)用中以隔膜計(jì)量泵為主的自動(dòng)加藥裝置(圖2)居多，在此基礎(chǔ)上通過增設(shè)乳化裝置，可提高藥劑的使用效率。

圖2 自動(dòng)加藥裝置

2.1.2 液位控制裝置

浮選設(shè)備的液位控制常通過手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閘板的高度來實(shí)現(xiàn)。目前很多選煤廠安裝了配套電動(dòng)執(zhí)行器的閘板提升裝置(圖3)，使用按鈕點(diǎn)動(dòng)即可抬高或降低閘板高度，從而調(diào)節(jié)液位高度，但這種液位高度基本都是相對(duì)距離。由于目前缺少絕對(duì)高度測(cè)量的反饋傳感器，因此導(dǎo)致智能化控制缺乏數(shù)據(jù)支持。不過，此類問題解決相對(duì)簡(jiǎn)單，可考慮采用增補(bǔ)激光測(cè)距傳感器或磁力伸縮傳感器進(jìn)行閘板絕對(duì)高度檢測(cè)。

圖3 閘板提升裝置

2.1.3 入料濃度調(diào)節(jié)裝置

入料濃度是影響浮選效果的重要因素之一，入料濃度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致浮選效果不佳。很多選煤廠都設(shè)置了浮選入料礦漿的稀釋水管路，并在稀釋水管道上設(shè)有手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，以確保入料濃度可調(diào)。

2.1.4 其他調(diào)節(jié)裝置

要想真正實(shí)現(xiàn)浮選系統(tǒng)智能化，除了上述自動(dòng)加藥裝置、閘板提升裝置、入料濃度調(diào)節(jié)裝置等關(guān)鍵因素的可調(diào)節(jié)，煤泥浮選過程的其他影響因素也可通過設(shè)置控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，如通過變頻器控制攪拌電機(jī)的攪拌速度來調(diào)節(jié)礦漿的攪拌強(qiáng)度和吸氣量；通過變頻器控制刮泡電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)刮泡速度；通過變頻器控制浮選入料泵來調(diào)節(jié)浮選入料量等。

2.2 高精度的變量檢測(cè)傳感器

2.2.1 浮選入料濃度計(jì)和流量計(jì)

濃度計(jì)的類型主要有射線濃度計(jì)、超聲波濃度計(jì)、光電式濃度計(jì)、差壓式濃度計(jì)等。其中：射線濃度計(jì)測(cè)量精度高，量程大，但是由于放射源存在環(huán)境和安全隱患，在選煤廠很少應(yīng)用；差壓式濃度計(jì)只有在介質(zhì)和溶劑密度差較大時(shí)才適用，且壓力測(cè)量容易受流體流動(dòng)等沖擊的影響，不適用于浮選入料濃度的檢測(cè)。因此，選煤廠浮選入料濃度計(jì)以超聲波濃度計(jì)和光電式濃度計(jì)為主。

流量計(jì)的類型主要有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)、楔形流量計(jì)等?？紤]到測(cè)量對(duì)象是浮選入料煤泥水以及使用工況，選煤廠一般采用電磁流量計(jì)作為浮選入料流量的檢測(cè)。

圖4所示為安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管道上的濃度計(jì)和流量計(jì)。

圖4 安裝在管道上的流量計(jì)和濃度計(jì)

2.2.2 礦漿灰分儀

由于缺乏適用于參數(shù)檢測(cè)的傳感器，煤泥浮選過程自動(dòng)控制水平至今仍然沒有顯著提高，其中煤漿灰分在線檢測(cè)分析儀器的發(fā)展已成為制約煤泥浮選自動(dòng)化進(jìn)程的首要因素[19]。國內(nèi)采用的浮選控制策略主要是基于噸干煤泥量的前饋控制[20]，因無法實(shí)時(shí)檢測(cè)精煤產(chǎn)品灰分指標(biāo)，因此無法保證精煤質(zhì)量。就精度控制而言，只有實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，才可能有效實(shí)現(xiàn)加藥自動(dòng)控制。雖然國外已有用于煤漿的測(cè)灰儀，但價(jià)格昂貴，安全、維護(hù)成本高，推廣困難[21]。隨著測(cè)試儀表、測(cè)試技術(shù)等檢測(cè)手段的進(jìn)步，國內(nèi)也研制成功了用于礦漿灰分檢測(cè)的傳感器，根據(jù)檢測(cè)原理主要分為X熒光法和圖像法兩類。

(1)X熒光法。該法檢測(cè)的基本原理是：X射線管產(chǎn)生的一次X射線照射到樣品上，將原子內(nèi)層電子激發(fā)出軌道而產(chǎn)生空穴，外層電子躍遷至內(nèi)層，空穴所釋放的能量以輻射的形式放出，便產(chǎn)生了X射線熒光。由于能量差完全由該元素原子的殼層電子能級(jí)決定，故稱之為該元素的特征X射線熒光。如圖5所示[22]：當(dāng)空穴產(chǎn)生在K層，不同外層(L、M、N…層)的電子向空穴躍遷時(shí)放出的能量各不相同，產(chǎn)生的一系列輻射統(tǒng)稱為K系輻射(Kα、Kβ)；同樣，當(dāng)空穴產(chǎn)生在L層，所產(chǎn)生一系列輻射則統(tǒng)稱為L系輻射(Lα、Lβ)。圖6所示的礦漿灰分儀即是一種采用X熒光技術(shù)、可通過檢測(cè)礦漿樣品在線獲得礦漿中煤泥灰分的在線檢測(cè)設(shè)備。

圖5 X射線熒光基本原理

圖6 礦漿灰分儀

(2)圖像法。隨著機(jī)器視覺與圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，其在浮選過程中也得到很多的應(yīng)用。機(jī)器視覺能夠準(zhǔn)確快速地提取泡沫物理和動(dòng)態(tài)特征[23-24]，通常將泡沫圖像特征值與精煤灰分作相關(guān)性分析，尾礦圖像與尾礦灰分作相關(guān)分析[25-26]。該方法利用工業(yè)視覺傳感器在線捕獲煤泥浮選尾礦的原始圖像，通過線性加權(quán)平均濾波器降低原始圖像中的噪點(diǎn)，然后利用線性灰度空間映射去除反光的影響，再經(jīng)過色彩空間轉(zhuǎn)換和分組特征匹配算法估算采集到的尾礦灰度相對(duì)應(yīng)的閾值。圖7所示是通過長時(shí)間的灰度與灰分?jǐn)?shù)據(jù)比對(duì)得到的一組尾礦灰分與圖像灰度的數(shù)學(xué)關(guān)系[27-28]。但圖像識(shí)別傳感器目前尚處于研發(fā)試用階段，少有工業(yè)應(yīng)用的案例。

圖7 不同灰分圖像數(shù)據(jù)

2.2.3 其他傳感器

要想真正實(shí)現(xiàn)浮選智能化，除了上述濃度計(jì)、流量計(jì)、礦漿灰分儀外，煤泥浮選過程影響因素中的入料性質(zhì)和產(chǎn)品指標(biāo)也均需要由相應(yīng)的傳感器來檢測(cè)，如：采用粒度分析儀對(duì)浮選入料的粒度分布進(jìn)行檢測(cè)；采用皮帶秤計(jì)量浮精產(chǎn)量、浮尾產(chǎn)量；采用液位計(jì)檢測(cè)浮精桶液位，以預(yù)防浮精桶冒桶等。

3 浮選智能化研發(fā)及應(yīng)用進(jìn)展

近年來，天津美騰科技股份有限公司一直致力于研發(fā)智能浮選系統(tǒng)，擬通過采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制手段，實(shí)現(xiàn)浮選生產(chǎn)過程趨于“浮精灰分合格且穩(wěn)定、回收率高”的穩(wěn)定、理想的運(yùn)行狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，公司自主研發(fā)了能直接用于礦漿灰分檢測(cè)的礦漿灰分儀、可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加藥的智能加藥站、采用智能浮選系統(tǒng)控制算法的智能浮選控制平臺(tái)，填補(bǔ)了行業(yè)缺少礦漿測(cè)灰的反饋傳感器和加藥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空白，為實(shí)現(xiàn)浮選智能化提供了可能。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

智能浮選系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)(圖8)分為四層：第一層為數(shù)據(jù)采集層，主要有濃度計(jì)、流量計(jì)、礦漿灰分儀等重要傳感器，用于采集浮選系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第二層為數(shù)據(jù)層，將第一層采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、清洗和分析，同時(shí)存儲(chǔ)的還有基礎(chǔ)、設(shè)備、操作、故障、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，計(jì)算用于系統(tǒng)執(zhí)行的參數(shù)；第三層為控制邏輯層，按照第二層的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行控制、加藥控制、故障診斷、數(shù)據(jù)分析，保障系統(tǒng)按照控制算法執(zhí)行；第四層為用戶感知層，能夠完成生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備控制、報(bào)警管理、設(shè)備維護(hù)、報(bào)表管理等操作和交互。

圖8 智能浮選系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)算法

智能浮選系統(tǒng)算法簡(jiǎn)化流程如圖9所示。該系統(tǒng)主要的計(jì)算和控制有：

圖9 智能浮選系統(tǒng)算法簡(jiǎn)化流程

(1)通過高精度濃度計(jì)和流量計(jì)，分別對(duì)浮選入料濃度和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并計(jì)算實(shí)時(shí)干煤泥量，將該數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的前饋數(shù)據(jù)。

(2)通過礦漿灰分儀對(duì)浮精礦漿灰分進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并預(yù)測(cè)灰分波動(dòng)和趨勢(shì)，將該數(shù)據(jù)作為該系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)。

(3)通過智能浮選控制平臺(tái)，將前饋和反饋數(shù)據(jù)利用“前饋+反饋大數(shù)據(jù)分析算法”，計(jì)算得出浮選系統(tǒng)所需加藥量，下發(fā)至智能加藥站執(zhí)行。浮選智能化算法是前饋+反饋大數(shù)據(jù)分析算法，其本質(zhì)是一種采用機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)與類PID結(jié)合的算法。該平臺(tái)以數(shù)據(jù)積累為支撐的智能化手段，根據(jù)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)關(guān)系模型和閉路控制邏輯為支撐，采用浮選智能化算法，首先采集大量數(shù)據(jù)，將大量的傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)定的產(chǎn)品指標(biāo)目標(biāo)值及參數(shù)設(shè)置和調(diào)整值等數(shù)據(jù)輸入至算法系統(tǒng)，建立浮選過程影響因素和產(chǎn)品指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系模型；系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，根據(jù)傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)及要求的產(chǎn)品指標(biāo)，通過預(yù)測(cè)模型計(jì)算出所需的浮選參數(shù)，快速識(shí)別到系統(tǒng)狀態(tài)和煤質(zhì)等方面的變化，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，以滿足浮選產(chǎn)品指標(biāo)要求。

(4)通過智能加藥站，完成浮選藥劑的乳化和定量添加。

3.3 系統(tǒng)組成

智能浮選系統(tǒng)(圖10)主要包括：浮選智能加藥站、礦漿灰分儀、智能浮選系統(tǒng)平臺(tái)、流量計(jì)、濃度計(jì)等。該智能浮選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于入浮量的前饋控制，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)浮精礦漿灰分進(jìn)行反饋控制，來實(shí)現(xiàn)浮選系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

圖10 智能浮選系統(tǒng)組成

(1)浮選入料濃度計(jì)和流量計(jì)。浮選入料濃度計(jì)使用固體懸浮物濃度計(jì)，采用90°角散射光原理，安裝在浮選入料管路上，對(duì)浮選入料濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。浮選入料流量計(jì)使用電磁流量計(jì)，采用電磁感應(yīng)原理，安裝在浮選入料管路上，對(duì)浮選入料流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

(2)智能加藥站。智能加藥站的型號(hào)為TFRS100，采用射流乳化原理和計(jì)量泵定量加藥技術(shù)，藥劑來源為廠房的浮選藥劑桶，經(jīng)乳化和定量后的藥劑按要求輸送至礦漿預(yù)處理器和浮選機(jī)各分室。

(3)礦漿灰分儀。型號(hào)為DSA100，采用X熒光檢測(cè)技術(shù)，可對(duì)浮精礦漿產(chǎn)品灰分進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)?；曳謨x取樣來自浮精礦漿管道，檢測(cè)后的廢樣返回浮精桶。

(4)智能浮選控制平臺(tái)。智能浮選控制平臺(tái)運(yùn)行在高性能服務(wù)器上，軟件系統(tǒng)使用B/S架構(gòu)，支持多點(diǎn)訪問，并通過以太網(wǎng)通信協(xié)議，為集控中心任何局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)提供操作界面(圖11)，遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)。

圖11 智能浮選控制平臺(tái)操作界面

3.4 智能浮選系統(tǒng)應(yīng)用效果

2020年8月，智能浮選系統(tǒng)在兗州煤業(yè)股份有限公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦選煤廠順利投入運(yùn)行，目前已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行半年左右。

為了評(píng)價(jià)智能浮選系統(tǒng)的應(yīng)用效果，收集了該選煤廠6、7兩個(gè)月份的生產(chǎn)檢查報(bào)表作為人工操作時(shí)的浮選數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)了9、10兩個(gè)月份的生產(chǎn)檢查報(bào)表作為智能浮選系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。浮精灰分分布對(duì)比如圖12所示，浮選效果對(duì)比見表1。

圖12 浮精灰分分布對(duì)比

表1 智能浮選和人工操作浮選效果對(duì)比

由圖12可以看出，智能浮選(9、10月)浮精灰分控制比人工操作浮選(6、7月)更為精準(zhǔn)，說明智能浮選的浮精灰分比人工操作浮選更低，灰分控制更為精準(zhǔn)。

由表1數(shù)據(jù)可以看出：人工操作浮選的浮精灰分平均值為11.76%，浮精灰分范圍(1σ)主要集中在9.17%～14.35%之間，極差為5.18%，浮精灰分在8.5%～10.5%的占比為29.55%；智能浮選浮精灰分平均值為10.12%，浮精灰分范圍(1σ)主要集中在8.69%～11.56%之間，極差為2.87%，浮精灰分在8.5%～10.5%的占比為63.64%。與人工操作浮選相比，智能浮選浮精平均灰分降低了1.64個(gè)百分點(diǎn)，極差降低了2.31個(gè)百分點(diǎn)，浮精灰分在8.5%～10.5%的占比提高了34.09個(gè)百分點(diǎn)?？梢?，智能浮選有助于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，浮選效果較人工操作浮選優(yōu)勢(shì)顯著。

3.5 智能浮選發(fā)展規(guī)劃

在現(xiàn)階段，要想真正實(shí)現(xiàn)選煤廠浮選系統(tǒng)的智能化還有很多工作要做。為此，規(guī)劃了智能浮選系統(tǒng)的工藝流程全景圖，如圖13所示。智能浮選系統(tǒng)通過將控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等結(jié)合，協(xié)調(diào)運(yùn)作，從而使浮選生產(chǎn)達(dá)到最優(yōu)效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)選煤企業(yè)利益最大化?？梢灶A(yù)見，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能浮選將很快再上一個(gè)臺(tái)階。

圖13 浮選系統(tǒng)智能化工藝流程全景圖

4 結(jié)論

(1)目前選煤廠浮選系統(tǒng)智能化水平普遍比較低，實(shí)現(xiàn)浮選系統(tǒng)智能化勢(shì)在必行。浮選設(shè)備控制裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、高精度的變量檢測(cè)傳感器、機(jī)器學(xué)習(xí)功能的系統(tǒng)算法的技術(shù)發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)浮選系統(tǒng)智能化的前提和基礎(chǔ)。

(2)浮選智能化應(yīng)用實(shí)踐表明：智能浮選的浮精灰分比傳統(tǒng)浮選更低(降低了1.64個(gè)百分點(diǎn))，灰分區(qū)間(1σ)更窄(降低了2.31個(gè)百分點(diǎn))，浮精灰分在8.5%～10.5%的占比提高了34.09個(gè)百分點(diǎn)。此外，智能浮選系統(tǒng)可大大改善浮選崗位的工作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，浮選系統(tǒng)智能化具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(3)在現(xiàn)階段，要想真正實(shí)現(xiàn)浮選智能化尚有很多工作要做，但是隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，浮選智能化將得到快速發(fā)展，再上新的臺(tái)階。