重介质洗煤自动控制系统设计研究

重介质洗煤自动控制系统设计研究

李清利

神木县隆德矿业有限责任公司   719000

摘要：重介质洗煤技术具有精度高、适应力强、粒度分选范围广以及可低密度分选等特点，是一种比较易于自动化控制的高效科学的洗煤方法。影响重介质洗煤效果优劣的指标较多，包括重介质悬浮液流量、密度、煤泥质量、磁性物含量、悬浮液入料压力以及合格介质桶液位等。众多的重介质洗煤参数以及工艺设备参数控制的滞后性，使得该洗煤方法仅靠人工完成操作较为困难。基于此，本文章对重介质洗煤自动控制系统设计研究进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：重介质洗煤；自动控制系统；设计研究

引言

重介质选煤的分选效果及效率主要由工艺流程及控制系统自动化水平所决定。目前我国多数煤矿所采用的重介质选煤集控系统仍采用传统控制算法，在实际生产中难以实现众多工艺参数的精确控制，分选精度及效率较差。

一、重介质洗煤技术的实质

转介洗煤技术是指需要环境控制的悬浮分离洁净煤和中国煤的技术，对环境的选择和生产要求很高，环境的生产在以后的回收过程中也可能产生一定的影响。在制造介质的过程中，必须首先确定介质密度，准备相应的解决方案，然后将解决方案以均匀的速度与电源一起发送到选定的设备中，以便通过有效利用低密度来区分产品的严重性。在介质分离过程中，水被喷入泰米尔，然后使用磁强计分离和回收介质。利用洗煤技术，用磁强计将矿石从浓缩物和残留物中分离出来。在机器的合理帮助下，它能够控制重介质的稳定性，人为的干扰和调节也能保持介质数量平衡，为以后的工作做好准备。

二、重介洗煤技术的原理

杂质和混合物，如硅，通过洗煤厂的洗煤工艺与原煤分离，从而获得优质煤炭资源。在含有中间介质的重水环境中装入原煤，可以使用阿基米德原理有效地将不同密度的产品分离出来。密度低于重介质的材料浮在底部，密度高于重介质的产品浮在底部。利用分选槽排除底和浮子，为今后的原煤分离工作做好准备。在均匀环境中应用阿基米德原理，将水和磁粉混合形成重介质悬浮液，检查重介质粒度与材料粒度的关系，确定悬浮液是否可用作均匀介质，并进行后续工作。在作者的实际工作中，他发现当重介质粒度小于6毫米时，尤其是对于小于1毫米的材料，洗煤效果不够明显，不可能得到高精度的选择。这主要是因为粒子大小决定了粒子的沉积速度，对于大直径粒子来说，沉积速度通常较高，而对于小直径粒子来说，沉积速度相对较低。目前重型多媒体变换器是通过重型多媒体变换器提高选煤厂整体洗煤效率和有效利用各种材料的最有效筛选设备。

三、重介质洗煤自动控制系统设计

（一）PLC控制系统设计选型

PLC可编程控制器主要包括储存器、I/O、中央处理CPU、电源等部件。CPU分为三部分，分别为运算器、控制电路以及寄存器。控制电路的作用为对指令进行读取、解释以及执行；运算器主要是对数字与逻辑进行相应计算，寄存器是运算中间结果储存的位置。存储器的作用为存储系统和用户程序以及相关数据等。I/O接口主要是数据输入输出的接口，是CPU与外界信号交换的枢纽，以驱动执行元件。系统运行主要以采集电源信号、故障信号、运行信号以及控制选择信号的数字信号以及采集液位高度、密度等数据的模拟信号为基础，通过CPU对重介质悬浮液与介质桶状态进行判断控制。

（二）重介质悬浮液密度控制模块设计

重介质悬浮液的密度需根据入料不同进行动态调节。其基本原理为：重介质悬浮液密度大于设定值时，通过控制模块调节水阀进行补水操作，从而稀释悬浮液使其密度下降至设定值；当悬浮液密度小于设定值时，则注入一定量的重介质增加悬浮液密度至设定值。传统的悬浮液密度控制器采用PLC控制算法，对于工艺参数复杂繁多的煤炭选洗流程而言不易建立精确的数学模型，导致系统响应时间及超调量较大，控制效果较差。模糊控制是一种不依赖对象模型的非线性控制方式，针对重介质选煤控制系统将模糊控制与传统PLC算法相结合可有效降低系统稳态误差，提高系统动态性能及控制精度。

（三）悬浮液中煤泥含量的自动检测与控制

原悬浮液中煤泥含量是岗位司机在分选槽内对悬浮液进行采样，通过目测观察悬浮液黏度估测出大概结果。此种方法操作误差比较大，在洗煤生产过程中，岗位司机无法实时掌握悬浮液中煤泥含量的变化情况，导致悬浮液黏度变化大，不利于洗煤过程的稳定。系统应用后，在合格介桶安装磁性物浓度计，在分流管路安装分流执行机构，通过磁性物浓度计检测悬浮液中的磁性物含量，从而计算出煤泥含量，当悬浮液中煤泥含量超过给定值时，系统将启动分流执行机构，使悬浮液中煤泥含量控制在给定范围内。该系统的应用不仅取消了人工观测悬浮液中煤泥含量的作业方式，减轻岗位司机劳动强度，同时岗位司机可以实时准确地掌握悬浮液中煤泥含量的变化情况，避免了因浮液中煤泥含量过高而造成洗煤过程紊乱现象的发生。

（四）控制仪表的应用

在自动化过程控制系统中，检测仪表将被控变量转变为测量信号，之后将信号传送到显示仪表进行反馈和记录，同时传输到控制仪表，将被控变量调整到预先设定的数值区间。在自动化过程控制的洗煤工艺中，技术人员只需要设计一个程序和数值区域，就能让系统实现自动化控制。曾有洗煤厂运用控制仪表开展温度调节实验，先设定好温度变化的控制范围，之后让设备启动正常运行，之后发现温度被控制在预设的范围区间，当冷却系统故障或其他因素使温度高于预设标准数值时，控制仪表便会发出预警提醒管理人员进行维修或调节。在工作人员掌握这些自动化设备的应用方法后，洗煤工艺的整体效率与质量都能得到提高，各项工艺操作也更加稳定。

（五）采用设备集中连锁控制系统

集中联锁控制主要由工艺系统、控制设备和生产设备组成，也可分为不同的系统。例如，技术设备包含选择性洗涤系统、压力过滤系统和秘密控制系统，两者之间存在必要的联系。集中联锁控制系统主要采用PLC，也是该系统的主要设备，实现了施工用电缆的节约，具有很大的传输优势，不需要太大的成本投资。此外，在该系统的实际应用中，可分为两种主要形式:就地解锁和集中链，这两种形式可有效控制重选煤生产中的电气设备，从而提高重选煤生产效率。

（六）密控系统自动调节

洗煤设施不仅要去除原煤表面杂质，还要过滤和控制煤的数量和密度，因此洗煤厂的密度控制系统是选煤和选芯保证精煤质量的重要环节。实现洗煤厂智能化建设，需要对密度控制系统进行自动调整，让密度控制系统通过煤炭实际情况自动调整密度变化范围，保证产品质量。过去，密度控制系统是人工控制的，密度控制也是工作人员根据工作经验和视觉观察调整的密度范围，由于人为延误和其他无法控制的因素，清洗产品的质量不稳定。

结束语

煤炭是我国最为重要的能源之一，对促进社会经济发展起到至关重要的作用。在洗煤厂生产作业中，洗煤设备扮演着重要角色，洗煤技术对煤炭质量的形成具有一定影响，相关人员应深层次分析洗煤技术常见问题，并做出进一步的优化，然后加以处理。这样一来，就可以在最大程度上提高煤炭质量，加强利用率，实现这一行业可持续发展的目标。

参考文献

[1]成海江.当前重介质选煤自动控制改进方法探讨[J].中国设备工程，2021（17）：250-251.

[2]张文志.重介质悬浮液密度自动控制现状分析[J].煤炭加工与综合利用，2021（5）：43-46.

[3]张梦瑶.重介质选煤自动化控制系统的设计[J].机械管理开发，2020，35（12）：246-247；255.

[4]陆文捷，代伟，柴宛彤，等.重介质选煤过程控制的Unity3D虚拟仿真平台[J].中国科技论文，2020，15（11）：1241-1246；1276.

[5]张凌智，代伟，马小平.重介质选煤过程先进控制：研究进展及展望[J].工矿自动化，2020，46（8）：21-27；69.