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選煤廠浮選機自動化控制系統優化設計改造
來源： 發布日期：2019-05-18 15:51:16 作者：
摘 要: 闡述現階段選煤廠浮選機設備存在的問題，結合選煤廠的實際情況與需求，提出浮選設備自動化改造優化方案?；诟∵x設備自動化控制優化改造的原理，提出了設計的自動化控制系統結構，闡述浮選機設備自動化控制具體功能。通過實踐應用，優化設計后的浮選設備自動化控制系統有效提升了浮選效率以及質量，降低作業人員勞動強度，值得進一步推廣應用。
引言
選煤的浮選設備在浮選過程中，藥劑添加的控制環節非常關鍵。如果加入藥劑數量偏少，會導致煤炭資源無法更好分離，煤炭資源回收效率降低。如果加入藥物數量偏高，會導致“跑槽”發生，使浮選設備的選擇性變差，影響精煤的產出率，同時也使藥劑嚴重浪費。另外，有些選煤廠用手工添加方式向浮選設備中添加藥物時，藥劑量多少是憑借操作人員自身經驗，人為因素導致浮選效率及精度受到極大影響。目前，浮選設備加藥控制工作任然需大量人工操作，浮選設備的自動化優化設計改造目標是解決各種不利因素的影響，確保能精準控制浮選設備加藥數量，對確保進一步提升選煤作業效率有重要作用和意義。
1：浮選設備自動化改造方案及意義
現階段，選煤廠應用的浮選設備加藥方法有 2類: ①在一次浮選作業的入料泵位置添加上浮選藥物; ②在漿液預處理裝置上對應的分點位置添加上浮選藥物。結合某企業具體情況以及目前選煤廠選煤作業實踐經驗，采用第二類加藥方法更加科學。針對浮選設備的自動控制系統首先要確定設計方案，設計方案思路: 在漿液流入浮選總管位置處設置濃度計裝置，通過此裝置檢測進入浮選設備漿液濃度。同時，還應在漿液預處理裝置對應的入料管中設置漿液流量計以及循環水流量計，通過此來檢測流入預處理裝置中的液體總量。在浮選設備預處理裝置位置處設置相應的計量泵，用于自動向預處理裝置中添加浮選藥物。浮選設備結構示意圖如圖1所示。
所設計的自動化控制系統能結合不同時間段內浮選設備具體流入的漿液數量，自動、獨立的加入浮選藥物，保證藥物添加的精確性，同時也能有效避免由于入選浮煤質量偏差造成的差異。由于添加藥物位置和選煤機設備較近，無需較長管道，確保浮選機設備自動化系統加藥作業更加靈活，更有效的消除浮選設備自動化控制系統控制的滯后問題。通過自動化控制系統，能夠顯示流入浮選機實時液體數量以及液體濃度，確保選煤作業過程中獲得準確數據，對于操作技術人員分析選煤作業現場情況非常有利。
2：選煤機自動化控制系統設計
此次設計選煤機自動化控制系統借助流入浮選設備漿液濃度以及數量的實時監測數據，能換算得到流入浮選設備中干煤泥數量，可以通過干煤泥數量與浮選藥物數量之間數學關系式，利用 PLC控制裝置，對相關數據信息加以及時處理，根據不同時段內入選漿液濃度及數量波動情況，實時調節藥物添加量，確保浮選設備運行時實現自動化控制操作。
2.1自動化控制原理分析
浮選機設備自動化控制屬于動態控制過程，浮選操作過程中，不同時間內添加藥物具體數量和流入浮選機設備中漿液濃度以及數量等存在直接關聯性，其數學關系式如下:Q0i =K1×m+K0i 式中: Q0i代表了特定時間段內所需加入藥物的具體數量，L /h; K1 代表了特定時間段內流入浮選設備的干煤泥所需浮選藥具體數量，L /t; m 代表了特定時間段內流入浮選設備的干煤泥對應質量，t /h; K0i代表了修正系數L/h
選煤作業因為不同浮選設備運行情況不同，不同時間段內流入浮選設備的煤泥漿液其性質存在差異,因此，向浮選設備中加入藥物數量也存在差異，借助修正系數能調節浮選藥物實際添加量，確保所加入浮選藥物量更為精準。
2.2自動化控制系統結構優化設計
此次設計的浮選設備自動控制系統具體框架構成見圖2。在浮選機設備自動化控制系統中，有 PLC控制裝置、觸摸屏裝置、計量泵裝置以及濃度計裝置等多個裝置。將濃度測量裝置設置于浮選設備入料管道中，電磁流量計設置在預處理裝置的入料管道以及循環水管道中。通過對流入浮選設備液體濃度以及數量進行檢測，利用公式得到特定時間段內流入至浮選設備中干煤泥數量。
如果要防止浮選設備中藥物罐體中藥劑液面變化對計量泵具體輸出藥劑數量的影響，同時避免管道出現虹吸問題，可在相應管路中設置背壓閥。另外，在相應管路中設置脈沖阻尼器，這便能夠保藥劑液體其壓力以及流量均更加穩定，能夠有效避免管路出現振動，為背壓閥正常運行提供可靠保障。圖3為浮選設備自動控制系統中計量泵安裝示意圖。
2.3自動化控制系統功能設計
浮選設備自動化控制系統控制流程見圖4。
2.3.1測量及控制功能
在浮選設備自動化控制系統中，PLC裝置利用所安裝的流量及濃度檢測裝置獲取相關數據信息，同時利用以太網和安裝的觸摸屏之間完成信息交換，所收集的信息利用 CPU 進行相應計算及處理后，借助輸出功能模塊輸出指令，在計量泵收到指令后便會作出動作。所設計的浮選設備自動化控制系統可更加全面監測的對流入浮選設備干煤數量，同時也能夠調節控制計量泵具體藥物添加數量。另外，浮選設備自動化控制系統具體操作模式包含有2種，自動操作模式與手動操作模式，操作人員可依照現場具體狀況采用適宜的操作模式。
2.3.2操作功能、顯示功能以及記錄功能
操作功能、顯示功能以及記錄功能，主要是在顯示屏上動態呈現浮選設備具體作業流程及各個運行參數，顯示自動操作模式與手動操作模式選擇按鈕，顯示計量泵裝置的停啟操作按鈕，顯示浮選設備實施運行各項參數信息同時也顯示歷史數據信息。
2.3.3 網絡功能
此次所設計的浮選機設備自動化控制系統，利用操作軟件，能對不同用戶分配對應操作權限，能確保不同用戶同時使用，還可將監測數據信息及時傳輸至選煤廠內部網絡系統之中，不同用戶均能利用軟件對浮選設備具體運行情況以及現場操作情況進行實時查詢。
3：應用效果
此處歸納一下創新點對浮選設備進行改造設計后，在選煤作業過程中使用藥劑數量顯著減少，而且抽出率也相應提升，灰分也在一定程度上減小。改造設計前后相應參數對比如表1所示。
4：結 語
實踐中，目前我國大多數選煤廠應用的浮選機設備其自動化程度偏低，通過應用自身設計的浮選機自動化控制系統，確保了煤炭進行浮選操作時相關參數的測量準確，藥物添加工作實現了自動化，同時能夠實時掌握浮選機設備運行情況，確保了浮選操作自動化程度進一步提升，有效的改善了煤炭浮選效率及質量，對于提升精煤產量非常有利，為選煤廠帶來極大的經濟效益。另外，通過應用浮選設備自動化控制系統，顯著的降低操作人員作業強度，確保操作人員更易完成各項操作工作，其社會效益非常顯著，值得在選煤廠浮選設備自動化控制過程中推廣應用。
引言
選煤的浮選設備在浮選過程中，藥劑添加的控制環節非常關鍵。如果加入藥劑數量偏少，會導致煤炭資源無法更好分離，煤炭資源回收效率降低。如果加入藥物數量偏高，會導致“跑槽”發生，使浮選設備的選擇性變差，影響精煤的產出率，同時也使藥劑嚴重浪費。另外，有些選煤廠用手工添加方式向浮選設備中添加藥物時，藥劑量多少是憑借操作人員自身經驗，人為因素導致浮選效率及精度受到極大影響。目前，浮選設備加藥控制工作任然需大量人工操作，浮選設備的自動化優化設計改造目標是解決各種不利因素的影響，確保能精準控制浮選設備加藥數量，對確保進一步提升選煤作業效率有重要作用和意義。
1：浮選設備自動化改造方案及意義
現階段，選煤廠應用的浮選設備加藥方法有 2類: ①在一次浮選作業的入料泵位置添加上浮選藥物; ②在漿液預處理裝置上對應的分點位置添加上浮選藥物。結合某企業具體情況以及目前選煤廠選煤作業實踐經驗，采用第二類加藥方法更加科學。針對浮選設備的自動控制系統首先要確定設計方案，設計方案思路: 在漿液流入浮選總管位置處設置濃度計裝置，通過此裝置檢測進入浮選設備漿液濃度。同時，還應在漿液預處理裝置對應的入料管中設置漿液流量計以及循環水流量計，通過此來檢測流入預處理裝置中的液體總量。在浮選設備預處理裝置位置處設置相應的計量泵，用于自動向預處理裝置中添加浮選藥物。浮選設備結構示意圖如圖1所示。
所設計的自動化控制系統能結合不同時間段內浮選設備具體流入的漿液數量，自動、獨立的加入浮選藥物，保證藥物添加的精確性，同時也能有效避免由于入選浮煤質量偏差造成的差異。由于添加藥物位置和選煤機設備較近，無需較長管道，確保浮選機設備自動化系統加藥作業更加靈活，更有效的消除浮選設備自動化控制系統控制的滯后問題。通過自動化控制系統，能夠顯示流入浮選機實時液體數量以及液體濃度，確保選煤作業過程中獲得準確數據，對于操作技術人員分析選煤作業現場情況非常有利。
此次設計選煤機自動化控制系統借助流入浮選設備漿液濃度以及數量的實時監測數據，能換算得到流入浮選設備中干煤泥數量，可以通過干煤泥數量與浮選藥物數量之間數學關系式，利用 PLC控制裝置，對相關數據信息加以及時處理，根據不同時段內入選漿液濃度及數量波動情況，實時調節藥物添加量，確保浮選設備運行時實現自動化控制操作。
2.1自動化控制原理分析
浮選機設備自動化控制屬于動態控制過程，浮選操作過程中，不同時間內添加藥物具體數量和流入浮選機設備中漿液濃度以及數量等存在直接關聯性，其數學關系式如下:Q0i =K1×m+K0i 式中: Q0i代表了特定時間段內所需加入藥物的具體數量，L /h; K1 代表了特定時間段內流入浮選設備的干煤泥所需浮選藥具體數量，L /t; m 代表了特定時間段內流入浮選設備的干煤泥對應質量，t /h; K0i代表了修正系數L/h
選煤作業因為不同浮選設備運行情況不同，不同時間段內流入浮選設備的煤泥漿液其性質存在差異,因此，向浮選設備中加入藥物數量也存在差異，借助修正系數能調節浮選藥物實際添加量，確保所加入浮選藥物量更為精準。
2.2自動化控制系統結構優化設計
此次設計的浮選設備自動控制系統具體框架構成見圖2。在浮選機設備自動化控制系統中，有 PLC控制裝置、觸摸屏裝置、計量泵裝置以及濃度計裝置等多個裝置。將濃度測量裝置設置于浮選設備入料管道中，電磁流量計設置在預處理裝置的入料管道以及循環水管道中。通過對流入浮選設備液體濃度以及數量進行檢測，利用公式得到特定時間段內流入至浮選設備中干煤泥數量。
浮選設備自動化控制系統控制流程見圖4。
在浮選設備自動化控制系統中，PLC裝置利用所安裝的流量及濃度檢測裝置獲取相關數據信息，同時利用以太網和安裝的觸摸屏之間完成信息交換，所收集的信息利用 CPU 進行相應計算及處理后，借助輸出功能模塊輸出指令，在計量泵收到指令后便會作出動作。所設計的浮選設備自動化控制系統可更加全面監測的對流入浮選設備干煤數量，同時也能夠調節控制計量泵具體藥物添加數量。另外，浮選設備自動化控制系統具體操作模式包含有2種，自動操作模式與手動操作模式，操作人員可依照現場具體狀況采用適宜的操作模式。
2.3.2操作功能、顯示功能以及記錄功能
操作功能、顯示功能以及記錄功能，主要是在顯示屏上動態呈現浮選設備具體作業流程及各個運行參數，顯示自動操作模式與手動操作模式選擇按鈕，顯示計量泵裝置的停啟操作按鈕，顯示浮選設備實施運行各項參數信息同時也顯示歷史數據信息。
2.3.3 網絡功能
此次所設計的浮選機設備自動化控制系統，利用操作軟件，能對不同用戶分配對應操作權限，能確保不同用戶同時使用，還可將監測數據信息及時傳輸至選煤廠內部網絡系統之中，不同用戶均能利用軟件對浮選設備具體運行情況以及現場操作情況進行實時查詢。
3：應用效果
此處歸納一下創新點對浮選設備進行改造設計后，在選煤作業過程中使用藥劑數量顯著減少，而且抽出率也相應提升，灰分也在一定程度上減小。改造設計前后相應參數對比如表1所示。
實踐中，目前我國大多數選煤廠應用的浮選機設備其自動化程度偏低，通過應用自身設計的浮選機自動化控制系統，確保了煤炭進行浮選操作時相關參數的測量準確，藥物添加工作實現了自動化，同時能夠實時掌握浮選機設備運行情況，確保了浮選操作自動化程度進一步提升，有效的改善了煤炭浮選效率及質量，對于提升精煤產量非常有利，為選煤廠帶來極大的經濟效益。另外，通過應用浮選設備自動化控制系統，顯著的降低操作人員作業強度，確保操作人員更易完成各項操作工作，其社會效益非常顯著，值得在選煤廠浮選設備自動化控制過程中推廣應用。
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