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藥以及粗煤泥處理中TBS分選環節等。
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,影響浮選效果的主要因素有入料煤泥性質、礦漿濃度、藥劑制度、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、降低藥劑消耗、改善精煤過濾脫水效果。浮選自動控制環節主要包括入料性質檢測、入料濃度調節、藥劑添加和監控操作。
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實現。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。
浮選藥劑添加量的控制是在檢測礦漿藥劑量、計算藥劑缺量基礎上,采用計量泵實現藥劑自動添加。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,確定藥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。藥劑調節控制過程中,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,確定浮選藥劑給定值。通過與實際測量的加藥反饋信號比較,經 PID 運算處理并輸出信號指令,控制加藥電磁閥動作。
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。
淮北選煤廠浮選工藝環節采用前饋控制和反饋控制相結合的方法,對浮選系統的運行進行調控。前饋控制在跟蹤浮選入料中干煤泥含量基礎上,調節藥劑添加量;反饋控制則在監測精煤灰分基礎上,通過優化控制算法進一步調節藥劑制度。生產結果表明:在保證精煤灰分的前提下,前饋和反饋控制相結合的浮選控制系統提高了精煤產率,降低了藥劑消耗量。