雙柳選煤廠煤泥重介密度控制系統(tǒng)升級(jí)改造

馬 強(qiáng)

(山西焦煤 汾西礦業(yè)雙柳礦選煤廠, 山西 柳林 033300)

煤泥重介分選工藝是實(shí)現(xiàn)煤泥在重懸浮液離心力場(chǎng)中完成對(duì)不同密度物料的分離,是目前不脫泥重介分選的必備粗煤泥分選工藝[1-2]. 根據(jù)雙柳礦選煤廠煤質(zhì)特性,煤泥重介工藝能夠?qū)崿F(xiàn)粗煤泥的有效分選,在最大限度回收精煤的同時(shí)減少了尾煤產(chǎn)量[1]. 但目前煤泥重介密度控制系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)煤質(zhì)變化,且采用的控制技術(shù)及控制方式陳舊,急需進(jìn)行技術(shù)改造。

1 煤泥重介工藝

雙柳礦選煤廠主要入洗雙柳煤礦上組(3+4)號(hào)和下組(8+9)號(hào)原煤,采用不脫泥、不分級(jí)混合無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮選聯(lián)合工藝。選煤廠煤泥重介分選采用較為典型的工藝:無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器溢流產(chǎn)品通過弧形篩脫介,弧形篩篩下合格介質(zhì)懸浮液通過分流,一部分進(jìn)入精煤合介桶,一部分進(jìn)入煤泥合格介質(zhì)桶,經(jīng)泵打入煤泥重介質(zhì)旋流器,煤泥重介質(zhì)旋流器的溢流進(jìn)入精煤稀介桶后經(jīng)磁選機(jī)脫磁,由精煤泥弧形篩截粗脫水后成精煤泥產(chǎn)品,流程見圖1.

圖1 煤泥重介分選工藝流程圖

2 煤泥重介存在的問題

2.1 入料量控制問題

三產(chǎn)品重介旋流器一段溢流(精煤)通過弧形篩預(yù)先脫介,弧形篩篩下物料一部分作為合格介質(zhì)進(jìn)入合介桶,另一部分通過分流閥分流作為煤泥重介質(zhì)旋流器的入料。其主要目的是去除系統(tǒng)中過量的煤泥,保證懸浮液的穩(wěn)定,同時(shí)對(duì)其煤泥進(jìn)行有效分選。實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于分流量的大小基本靠人工把握,做不到精準(zhǔn),以致煤泥重介入料桶桶位很難保持穩(wěn)定[3-4].

2.2 密度控制問題

該廠煤泥重介入料來自主洗重介三產(chǎn)品旋流器溢流,介質(zhì)密度較低,若需用較高密度分選時(shí),應(yīng)向煤泥重介質(zhì)系統(tǒng)補(bǔ)充介質(zhì)。現(xiàn)階段是通過磁選機(jī)合介分流一部分進(jìn)入煤泥重介入料桶內(nèi),分流箱通過人工調(diào)節(jié),無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)該密度的靈活調(diào)整。

2.3 介質(zhì)添加問題

選煤廠入洗原煤煤質(zhì)差異明顯,分選密度變化較大,尤其上、下組煤切換生產(chǎn)時(shí)的分選密度變化更大,僅依靠旋流器合介分流,無(wú)法快速適應(yīng)煤質(zhì)變化,現(xiàn)有的煤泥重介系統(tǒng)中,缺少濃介質(zhì)補(bǔ)加的環(huán)節(jié)。

2.4 系統(tǒng)老舊問題

現(xiàn)密度控制系統(tǒng)較為老舊,控制的重心主要在塊煤重介方面;而煤泥重介密度調(diào)整主要通過操作合介分流、入料壓力、補(bǔ)水閥門等,已無(wú)法滿足精確控制的目的,導(dǎo)致精煤泥灰分波動(dòng),影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。

3 煤泥重介密度控制系統(tǒng)升級(jí)改造

3.1 增加磁性物含量?jī)x

在煤泥重介旋流器入料管上,安裝一套高精度的磁性物含量?jī)x。磁性物含量?jī)x的測(cè)量范圍是0～100 mg/L. 采用旁路方式進(jìn)行安裝。信號(hào)以4～20 mA的方式接入密控系統(tǒng)中,用于表征實(shí)時(shí)介質(zhì)中的煤泥占比。當(dāng)磁性物含量值低于設(shè)定值時(shí),將信號(hào)反饋到密度自動(dòng)控制系統(tǒng)中,自動(dòng)進(jìn)行分流和補(bǔ)介作業(yè),保證介質(zhì)中的煤泥含量在正常范圍。

3.2 泵前補(bǔ)水閥改造

原煤泥重介系統(tǒng)的泵前補(bǔ)水閥門,采用的是開關(guān)量控制的方式,閥門帶有4～20 mA的閥位反饋信號(hào)。該閥門存在動(dòng)作速度慢、控制精度差,不適應(yīng)對(duì)密度的快速跟蹤調(diào)節(jié)的要求等一系列問題。更換后的閥門采用進(jìn)口的VTON耐磨蝶閥,帶有4～20 mA的控制閥門開度信號(hào),以及4～20 mA的閥位反饋信號(hào)。將原系統(tǒng)中的開關(guān)量替換為模擬量控制開度進(jìn)行閥門調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)煤泥重介快速精準(zhǔn)補(bǔ)水,以適應(yīng)煤泥煤質(zhì)變化時(shí)的密度快速調(diào)整需要。

3.3 煤泥重介加介改造

提高煤泥重介密度通常的做法是在濃介桶與煤泥合介桶之間加設(shè)支管,來實(shí)現(xiàn)介質(zhì)添加的控制:在濃介去原煤合介桶及去煤泥合介桶的支管上,分別增加一個(gè)閘板閥,用于控制濃介的加介去向及流量。該次改造是在磁選機(jī)精礦匯總管道上加設(shè)閘板閥及支管通往煤泥合介桶。閘板閥采用開關(guān)控制方式,可精準(zhǔn)控制閘板閥的開度,實(shí)現(xiàn)煤泥重介快速、精確加介,從而快速適應(yīng)煤泥煤質(zhì)變化時(shí)密度的調(diào)整。

3.4 煤泥重介密度自動(dòng)控制

煤泥重介控制改造使用常見的PID算法,在自動(dòng)控制方式下,主要采用泵前補(bǔ)水閥門對(duì)煤泥的密度值進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)密度大于設(shè)定密度時(shí),開大泵前補(bǔ)水閥門;當(dāng)系統(tǒng)密度小于設(shè)定密度時(shí),關(guān)小泵前補(bǔ)水閥門。當(dāng)泵前補(bǔ)水閥門關(guān)閉至一個(gè)設(shè)定的最小閾值后,密度仍在下降,則開大分流閥,增加桶內(nèi)的介質(zhì)量。若在密度實(shí)際調(diào)節(jié)過程中,設(shè)定密度值高于實(shí)際密度測(cè)量值到達(dá)一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值后,則需要采用加磁選精礦的方法,快速提高介質(zhì)密度。原理見圖2.

圖2 PID算法原理圖

4 應(yīng)用效果

雙柳礦選煤廠通過對(duì)煤泥重介密度控制系統(tǒng)改造升級(jí),實(shí)現(xiàn)了煤泥重介分選的自動(dòng)控制和工藝參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié),使煤泥重介旋流器在最佳工況下運(yùn)行,充分釋放重介旋流器的工藝性能,保證精煤泥質(zhì)量的穩(wěn)定。設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率均大幅提升,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過精確設(shè)置合格介質(zhì)的分流,確保了煤泥重介生產(chǎn)系統(tǒng)的來料穩(wěn)定,同時(shí)對(duì)加介工作進(jìn)行了升級(jí)改造,密度調(diào)整能夠快速適應(yīng)煤質(zhì)變化,編制了一套基于PID控制的煤泥重介密度控制系統(tǒng),提高了煤泥重介控制精度,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠,密度控制更加易于操作,最終實(shí)現(xiàn)提高分選效果、減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高精煤產(chǎn)率的目的。