选煤厂主要工艺自动化控制技术分析

选煤厂主要工艺自动化控制技术分析

王瑞波

天津德通电气有限公司    天津市   300385

摘要：在煤矿生产中积极应用机电技术，自动化与机电技术相结合，可以有效地提高煤矿生产能力，促进生产向更安全的方向发展。目前，中国的自动化技术已在煤矿提升机、传送带、牵引机、选煤装备，物联网、安全监测等中得到应用，通过自动化的实际应用，解决了通讯、故障、监控、安全、节能等难题，为煤矿的顺利安全开采创造了优良的条件。直接从地下开采的煤称为原煤，直接使用不仅会影响经济效益，还会污染环境。为了更好地利用煤，必须在选煤厂中选择原煤，以获得洁净煤。随着中国煤炭利用技术的发展，原煤的选择比例越来越高。

关键词：选煤厂；工艺；自动化控制技术

引言

随着工业化进程的加快和社会的发展，煤炭作为一种重要的能源已经显现出举足轻重的地位。煤炭作为一种自然资源，必然含有相应的掺杂物或杂质，这对煤炭的应用价值或质量产生不利影响。为此，煤炭加工中会进行选煤，这非常有利于提升煤炭的应用价值和品质。

1.智能化建设的必要性

当前，新一轮科技革命和产业变革与中国经济发展方式加速转变形成历史交集，以人工智能、机器人等技术为代表的第四次工业革命给中国矿业带来了新的挑战和机遇。2015年以来，国家高度重视基础产业智能化改造重大问题，推动中国产业智能化改造，为提高企业盈利能力、应对激烈的国际竞争指引了明确方向。煤炭行业作为关系我国经济命脉和能源安全的重要基础产业，智能化是其发展的必由之路，采用智能化高新技术带动传统矿业的转型和升级，可从本质上提升企业的核心竞争力，从而推动我国煤炭行业向安全、高效、经济、绿色与可持续的目标发展。选煤厂作为煤炭企业的重要组成部分，具有自动化水平高、设备先进、作业流程化、作业场所固定、安全风险小等特点，易于实施智能化建设[1]。

2.智能洗选平台建设

（1）二三维集控平台

集控平台实现选煤厂生产层面的综合集成与管控，实时、准确地采集各子系统的数据，并以二三维组态画面和组态图表的形式表现出来，能够真实反映洗选工艺、设备工艺。实现远程手动及自动控制，并具备远程控制功能，累计重要设备的运行事件、启停情况及历史数据。

（2）智能洗选云平台

智能洗选云平台包含看板管理、生产管理、煤质管理、设备管理、电子工单、统计分析及智能移动办公ＡＰＰ等功能模块，能够进行生产情况分析、工艺效果评价、生产指标预测、产品结构优化、经济效益预测、设备健康评价、设备运行分析及不同管理层面的统计分析，提升选煤厂生产管控智能化程度及分析决策水平。

3.选煤自动化概述

自动化技术在选煤中的应用主要体现在选煤设备和监控系统两个方面，其主要作用是在选煤系统发生故障运行时采取适当的保护措施，避免发生严重的安全事故，保证系统在无维护状态下仍能保持正常运行，避免完全停机等现象的发生。我国煤矿企业在选煤系统中应用自动化技术主要分为以下几个方面：第一，对煤泥水的流量进行控制与调节的浮选机系统，通过对配比参数进行调整来提高自动化技术的应用范围。第二，根据实际生产要求对压滤水系统进行自动控制，提高选煤工作的精准度，进一步提升工作质量。第三，通过对设备加水量数值进行设定来灵活控制液位数值的重介质悬浮技术系统。

4.选煤工艺中常见问题分析

4.1自动化程度低

在洗煤过程中，需要进行大量的人工作业，例如在重介质选煤过程中，在对精煤进行筛选时，也需要人工对精煤进行分选。这主要是因为在煤炭分选过程中产生的一些物质难以准确量化。此外，在原煤分选之前，还需要工人对原煤中的大块煤体进行破碎，把原煤中的铁质物质和一些废弃的木材挑选出来。这主要是由煤炭洗选技术的局限性导致的[2]。

4.2控制系统不稳定

首先，悬浮液密度的波动是影响控制系统稳定性的重要因素之一。在重介选煤过程中，悬浮液密度的变化会导致选煤精度降低，影响产品质量和生产效率。由于悬架密度波动的不确定性和随机性，控制系统需要具有快速响应和自适应的能力；其次，原煤流量的变化会对控制系统的稳定性产生影响。原煤流量的波动可能导致选煤过程失衡，影响选煤效率和产品质量。原煤流量的波动可能受到多种因素影响，如原煤来源、粒度和含水率等。因此，控制系统需要具备对原煤流量变化的快速响应和调整能力，保持选煤过程的稳定性和高效性；最后，其他因素如设备性能、工艺流程等也可能对控制系统的稳定性产生影响。设备的性能和状态直接关系控制系统的稳定性和选煤效率。

5.选煤工艺常见问题的对策

5.1提高自动化程度

由于原煤分选自动化程度较低，在煤炭分选过程中，为了分离原煤中的木材和大煤，需要大量的人工操作。随着人工智能技术的发展，可以利用智能技术对原煤进行分选。利用AI图像识别算法和智能机器人，可以快速处理原煤中的异物和大块煤，实现煤炭分选的自动化。在以往的煤炭分选过程中，有一些参数具有不确定性，为了保证分选的效率，部分工艺流程还需要作业人员凭借经验进行操作。而随着智能化的发展，对于这些情况计算机也能进行准确的处理。通过对选煤工艺的部分流程进行学习，从而达到对洗选参数的准确调控，有助于实现选煤的高度自动化。

5.2控制系统优化

首先，介绍了更先进的控制算法和策略。采用了预测控制、鲁棒控制和自适应控制等先进控制算法，提高了控制系统的稳定性和精度。同时，采用神经网络控制、模糊控制等智能控制策略，实现复杂工况下的自适应控制和优化调整。其次，对控制系统的参数和性能进行优化。通过对控制系统参数的优化调整，提高了控制系统的响应速度和稳定性。同时，采用高性能的控制器和处理器，提高控制系统的计算能力和数据处理能力；最后，加强与工艺流程和控制策略的匹配和优化。根据不同工艺流程和控制需求，选择合适的控制策略和算法，实现控制系统的精细调整和优化，例如针对不同的原煤特性、工艺流程和控制要求，制定不同的控制策略和算法，提高控制系统的稳定性[3]。

6.选煤自动化技术的发展方向

6.1多样性

随着中国经济社会水平的不断提高，以及信息技术的不断发展，机电设备的多样化带来了更多的机遇，对相应的自动化技术水平提出了更高的要求。因此，煤矿机电自动化技术将向多元化方向发展，以更好地实现高精度控制，从而提高工作效率。目前我国自动化控制技术水平飞速发展，与相应的设备有着较好的适用性。

6.2节能性

随着中国煤矿总用电量的增加，企业节能降耗的任务加重，也容易导致安全事故的发生。因此，煤矿企业的管理人员应加强节能降耗技术的应用，引进节能设施，加强相关技术人员的专业技能培训，最大限度地避免不必要的电力损失。其技术措施主要包括以下两个方面：第一，通过技术优化提高电力系统运输效率，降低日常损耗，帮助企业更好的获得经济收益。第二，对电路进行优化设计，从节能环保的角度对电能设备、线路分配等进行改善。

结束语

总之，对于煤矿企业来说，为了更好地提高生产效率和经营利润，应充分利用自动化控制系统，保证各系统的正常运行，并完善各系统之间的配合，最大限度地保证煤矿企业的正常生产。选煤厂自动化建设以降本增效、稳质增效、安全高效为目标。最终目的是提高企业经济效益，保证安全生产，减轻工人劳动强度，建立智能平台洗选系统，提高产品质量，优化产品结构，全面实现选煤厂的智能化管理。

参考文献：

[1]许铁卫，原野，王纪成.重介质选煤厂介耗控制途径探讨[J].煤炭工程，2019，51（2）：66-69.

[2]赵春祥，叶桂森.重介质选煤过程控制模型及控制算法的研究[J].煤炭学报（Z1）：196-200.

[3]胡娟，王振翀，王福忠.基于模糊控制理论的重介质选煤过程控制[J].煤炭科学技术，2011，39（3）：116-119.