馮 帥

（西山煤電（集團(tuán)）公司鎮(zhèn)城底礦選煤廠， 山西 太原 030203）

引言

選煤工藝中，所需的浮選機(jī)在煤炭浮選工序中，對(duì)需要添加藥物的工序控制至關(guān)重要。如果在工藝中藥劑的加入數(shù)量低了，則會(huì)造成煤炭資源不能很好地完成分離，煤炭回收率就會(huì)有所下降。如果在工藝中藥劑的加入數(shù)量高了，則會(huì)造成“跑槽”，導(dǎo)致設(shè)備選擇性能降低，精煤出產(chǎn)率也隨之降低，也會(huì)造成藥劑使用的成本浪費(fèi)。除此之外，某選煤廠給浮選機(jī)進(jìn)行藥物添加時(shí)使用的是手工傳統(tǒng)方式，所用藥劑量受工作人員經(jīng)驗(yàn)影響較大，這是由于人為原因?qū)Ω∵x精度和效率造成的較大影響。如今浮選加藥的控制工序中很大一部分工作任務(wù)仍由人工完成，浮選機(jī)設(shè)備控制自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)的最終目的是要消除這些不利影響，保障設(shè)備加藥量的精準(zhǔn)穩(wěn)定，對(duì)選煤操作效率的保障和提升具有重要的意義和作用。

1 自動(dòng)化浮選機(jī)的改造升級(jí)方案與實(shí)際意義

目前，選煤廠普遍使用的浮選機(jī)加藥處理方式包括兩種：一種是在進(jìn)行浮選一次作業(yè)時(shí)，于入料泵處加入浮選應(yīng)用藥物；另一種是在預(yù)處理漿液裝置對(duì)應(yīng)的地方加入浮選的藥物。將企業(yè)實(shí)際情況與其作業(yè)選煤的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，使用第二類方法加藥更為科學(xué)合理。首先要根據(jù)浮選機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)確定具體方案，方案的設(shè)計(jì)思路：要將濃度測(cè)量裝置安裝到漿液流進(jìn)浮選機(jī)的總管處，然后應(yīng)用濃度測(cè)量裝置對(duì)流進(jìn)設(shè)備的漿液進(jìn)行濃度檢測(cè)。另外，還需要在預(yù)處理漿液的裝置所對(duì)應(yīng)的進(jìn)料管內(nèi)安裝測(cè)量漿液具體流量的設(shè)備裝置和測(cè)量水流循環(huán)情況的設(shè)備裝置。由此對(duì)預(yù)處理設(shè)備裝置內(nèi)流入總的液體量進(jìn)行檢測(cè)。要在預(yù)處理浮選機(jī)的位置安裝計(jì)量泵，以利于自動(dòng)完成預(yù)處理設(shè)備添加藥物的工藝需要[1]。

本設(shè)計(jì)提出的控制自動(dòng)系統(tǒng)可根據(jù)在各個(gè)不同階段的時(shí)間內(nèi)浮選機(jī)流進(jìn)總漿液量，獨(dú)立而自動(dòng)完成浮選的藥物添加工序，確保添加藥物的精準(zhǔn)性，也可以有效杜絕因選入浮煤存在質(zhì)量問(wèn)題所帶來(lái)的差異。因?yàn)樗幬锾砑拥奈恢门c選煤機(jī)距離較近，管理不長(zhǎng)，有利于自動(dòng)化保障浮選設(shè)備軟件系統(tǒng)能夠有效靈活地完成加藥作業(yè)，可以有效避免該設(shè)備控制自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)滯后等常見(jiàn)問(wèn)題。該控制自動(dòng)化系統(tǒng)，可以對(duì)浮選機(jī)流進(jìn)的漿液量和漿液濃度加以實(shí)時(shí)顯示，以保證在選煤工藝過(guò)程當(dāng)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，有利于技術(shù)及工作人員對(duì)選煤現(xiàn)場(chǎng)的完成狀況進(jìn)行分析和掌握。

2 浮選機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)提出的選煤設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)流進(jìn)設(shè)備內(nèi)的漿液總量及其濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，可以換算出流進(jìn)浮選機(jī)內(nèi)的干煤泥總量，通過(guò)設(shè)備中干煤泥總量和藥物浮選總量的數(shù)學(xué)換算式，應(yīng)用PLC 自動(dòng)控制應(yīng)用裝置，及時(shí)對(duì)其信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照各時(shí)間段流進(jìn)漿液的總量及濃度變化情況，對(duì)添加的藥物量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以保障浮選機(jī)實(shí)現(xiàn)控制自動(dòng)化運(yùn)行操作[2]。

2.1 控制自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

本論文設(shè)計(jì)提出的浮選機(jī)控制自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖見(jiàn)下頁(yè)圖1 所示。

在浮選設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，包括控制PLC 裝置、手觸屏裝置、濃度檢測(cè)裝置及其計(jì)量泵等設(shè)備裝置。把濃度檢測(cè)計(jì)安裝在浮選機(jī)的進(jìn)料通道內(nèi)，電磁檢測(cè)裝置設(shè)于預(yù)處理設(shè)備進(jìn)料通道及其循環(huán)水的通道內(nèi)。經(jīng)過(guò)針對(duì)流進(jìn)設(shè)備總漿液量和濃度的檢測(cè)，通過(guò)公式算出在特定的時(shí)間階段中所流進(jìn)設(shè)備內(nèi)總的干煤泥量[4]。

圖1 選煤廠自動(dòng)控制的浮選系統(tǒng)

想要避免藥物在設(shè)備罐體內(nèi)的藥液面情況變化影響到計(jì)量泵輸出的具體藥量，并防止出現(xiàn)管道虹吸現(xiàn)象，需要在管路內(nèi)安裝相應(yīng)的背壓閥。也可以通過(guò)設(shè)置管路脈沖式阻尼器加以解決，以便更加有效地保證藥液壓力及其流量精準(zhǔn)穩(wěn)定，從而防止出現(xiàn)管路振動(dòng)，以確保背壓閥能夠運(yùn)轉(zhuǎn)正常。浮選機(jī)設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)量示流程架構(gòu)見(jiàn)圖2。

2.2 控制自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

浮選機(jī)設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)的流程控制結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3 所示。

圖2 安裝計(jì)量泵的示意圖

圖3 自動(dòng)化浮選裝置工作流程

2.2.1 控制以及測(cè)量的功能

在浮選機(jī)設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，PLC 設(shè)備裝置應(yīng)用其濃度和流量的檢測(cè)設(shè)備獲得各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用以太網(wǎng)及手觸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞交換，將收集到的各種數(shù)據(jù)信息通過(guò)CPU 計(jì)算處理，再通過(guò)輸出模塊功能下達(dá)指令，計(jì)量泵在接到相應(yīng)指令時(shí)加以反應(yīng)。本文提出設(shè)計(jì)的控制自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流進(jìn)設(shè)備的總干煤量進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。能夠?qū)τ?jì)量泵添加的藥物數(shù)量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制。此外，該控制自動(dòng)化系統(tǒng)有兩種不同的操作方式，分別是手動(dòng)模式操作和自動(dòng)模式操作，工作人員可以根據(jù)煤場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的模式操作[5]。

2.2.2 顯示、操作及其記錄的功能

系統(tǒng)的顯示、操作和記錄等各項(xiàng)功能，主要是通過(guò)顯示屏來(lái)呈現(xiàn)設(shè)備各項(xiàng)操作流程及其信息數(shù)據(jù)，顯示選擇手動(dòng)和自動(dòng)模式作業(yè)按鈕，顯示操作計(jì)量泵停啟作業(yè)按鈕，顯示設(shè)備在運(yùn)行中所需信息及參數(shù)，也同時(shí)顯示設(shè)備各項(xiàng)歷史信息數(shù)據(jù)。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)功能

本論文設(shè)計(jì)提出的浮選設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)，可以應(yīng)用軟件操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶相應(yīng)權(quán)限的分配，可滿足同一時(shí)間內(nèi)不同用戶的使用，還能夠把監(jiān)測(cè)到的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給企業(yè)內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)。所有用戶都可以應(yīng)用該系統(tǒng)軟件對(duì)設(shè)備運(yùn)行的具體狀況和實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)狀況隨時(shí)查詢[6]。

3 優(yōu)化后浮選機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果

經(jīng)驗(yàn)證，浮選機(jī)設(shè)備創(chuàng)新改造后，表現(xiàn)在選煤過(guò)程作業(yè)中藥劑的使用量明顯降低，抽出率有了相應(yīng)的增加，灰分明顯縮小[7]。升級(jí)改造前后對(duì)比參數(shù)情況如下表1 所示。

表1 設(shè)計(jì)改造前后的浮選對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)運(yùn)用自主升級(jí)改造的浮選設(shè)備控制自動(dòng)化系統(tǒng)，可保障煤企在浮選作業(yè)中所需測(cè)量的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)精準(zhǔn)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)添加藥物工序的自動(dòng)化，并能實(shí)時(shí)掌控設(shè)備工作運(yùn)行狀況，確保進(jìn)一步有效提高浮選自動(dòng)化操作程度，提升煤炭的浮選質(zhì)量和效率。與此同時(shí)，控制自動(dòng)化系統(tǒng)的成功應(yīng)用，可有效降低工作人員的作業(yè)強(qiáng)度，使工作人員的各項(xiàng)操作更方便、更易于掌握，具有良好的社會(huì)效益。