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選煤廠跳汰機(jī)自動(dòng)給煤新技術(shù)

　　1　概　述

在未“使用測灰儀實(shí)現(xiàn)灰分閉環(huán)控制”的條件下對(duì)非易選煤進(jìn)行跳汰分選低灰精煤時(shí)，入選原煤煤質(zhì)的變化是影響精煤灰分穩(wěn)定的重要擾動(dòng)源。又由于現(xiàn)場跳汰機(jī)排料及脫水提斗能力的限制，以及對(duì)精煤灰分穩(wěn)定、提高跳汰機(jī)數(shù)量效率和原煤處理量的操作要求，人們越來越認(rèn)識(shí)到：“單一的自動(dòng)排料控制”難以適應(yīng)上述生產(chǎn)需要。對(duì)此，本文提出“根據(jù)原煤煤質(zhì)控制自動(dòng)給煤”(簡稱“煤質(zhì)給煤”)的新方法：“根據(jù)跳汰機(jī)一、二段重物料層厚度控制給煤量”，構(gòu)成給煤、排料相結(jié)合的自動(dòng)控制模式。在老虎臺(tái)礦選煤廠兩年來的現(xiàn)場連續(xù)應(yīng)用證明，該新技術(shù)是切實(shí)可行的，使上述問題得到了緩解或解決。

2　現(xiàn)場條件

老虎臺(tái)礦選煤廠跳汰車間采用主、再、三選工藝流程，3臺(tái)主洗跳汰機(jī)、1臺(tái)再洗、1臺(tái)三洗，均為SKT93—14型跳汰機(jī)，入洗量為3.0Mt/a;入選原煤為2號(hào)氣煤，粒度范圍為60～0.5mm，矸石含量約為22%。“煤質(zhì)給煤”試驗(yàn)在主洗跳汰機(jī)上進(jìn)行，主洗機(jī)生產(chǎn)灰分為5.51%～6.00%的二級(jí)精煤，±0.1含量為12%～18%，跳汰機(jī)二段實(shí)際分選密度δP=1.31～1.35g/cm3;變頻器控制往復(fù)式電振給煤;采用TKX—Ⅰ型跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。

3　“煤質(zhì)給煤”的主導(dǎo)論點(diǎn)

(1)從跳汰機(jī)自動(dòng)控制的角度來看，“原煤煤質(zhì)變化”由兩部分構(gòu)成：一是原煤的“精、中、矸”比例變化及原煤的粘滯程度(細(xì)粒煤中含水量不同引起)變化;二是原煤的其它因素，如原煤的低密度物含量及灰分、粒度組成、泥化程度等等對(duì)跳汰機(jī)二段最佳分選密度的影響。實(shí)施“煤質(zhì)給煤”后，可以從給煤的角度來減少原煤的比例變化及粘滯程度變化對(duì)一、二段重物料層厚度穩(wěn)定的影響。

(2)精煤灰分的穩(wěn)定與二段重物料層的厚度及穩(wěn)定程度有關(guān)。由于排料能力及脫水提斗能力的限制，要保持二段重物料層厚度穩(wěn)定，必須使給煤與排料相匹配。

(3)在跳汰機(jī)內(nèi)，原煤在風(fēng)、水的合理搭配作用下按密度分層，同時(shí)，在給煤與排料的動(dòng)態(tài)平衡作用下，原煤中的矸石、中煤比例變化以及原煤的粘滯程度變化通過一、二段重物料層的厚度動(dòng)態(tài)地反映出來。因此，可以根據(jù)跳汰機(jī)的一、二段重物料層厚度對(duì)給煤量進(jìn)行回控，構(gòu)成“按原煤煤質(zhì)的比例變化自動(dòng)給煤”。

(4)原煤的低密度物含量及其灰分等因素對(duì)跳汰機(jī)二段最佳分選密度的影響：①在不具備灰分閉環(huán)控制的條件下，可由操作人員根據(jù)原煤在跳汰機(jī)內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)、精煤快灰等，粗調(diào)二段配重砝碼、細(xì)調(diào)工控機(jī)內(nèi)二段設(shè)定值來調(diào)整跳汰機(jī)二段浮標(biāo)的分選密度來追蹤跳汰機(jī)二段的最佳分選密度，形成給煤、排料、操作配合的三重調(diào)節(jié)，最終使精煤灰分得到穩(wěn)定。②在具備灰分閉環(huán)控制的條件下，操作人員調(diào)整好二段配重砝碼后，由工控機(jī)根據(jù)測灰儀的灰分信號(hào)與設(shè)定灰分的偏差值自動(dòng)改變工控機(jī)內(nèi)二段設(shè)定值來細(xì)調(diào)跳汰機(jī)二段浮標(biāo)的分選密度以達(dá)到最佳分選密度，構(gòu)成灰分閉環(huán)控制，形成給煤、排料、灰分三重閉環(huán)調(diào)節(jié)，最終使精煤灰分得到穩(wěn)定。

4　“煤質(zhì)給煤”的實(shí)施方法

在工控機(jī)內(nèi)，“煤質(zhì)給煤”與“自動(dòng)排料”兩個(gè)功能塊共同對(duì)一、二段重物料層的檢測厚度值(圖1)分別進(jìn)行分析決策。“煤質(zhì)給煤”功能塊將對(duì)應(yīng)的決策結(jié)果轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)輸出，控制自動(dòng)給煤。

4.1　停車狀態(tài)

在停車狀態(tài)，工業(yè)控制機(jī)停止給煤與排料，并在程序中樹立停車狀態(tài)標(biāo)識(shí)，為起車做好準(zhǔn)備。

4.2　起車狀態(tài)

當(dāng)按下起/停按鈕，工控機(jī)開始給煤，這時(shí)控制的給煤量應(yīng)接近于正常給煤工作值。起車延時(shí)——形成一、二段床層后，進(jìn)入正常調(diào)節(jié)狀態(tài)。

4.3　工作調(diào)節(jié)狀態(tài)

在工作調(diào)節(jié)狀態(tài)，根據(jù)跳汰機(jī)的一、二段重物料層厚度，對(duì)給煤量進(jìn)行大、中、小步長增/減量、定時(shí)間隔、高低位限位綜合調(diào)節(jié)。

4.3.1　一、二段的關(guān)系

對(duì)給煤量的調(diào)節(jié)，必須同時(shí)兼顧一、二段的重物料層厚度。其基本原則是：①只要兩者有一超過各自的上限動(dòng)作帶，給煤減量;②只有兩者都低于各自的下限動(dòng)作帶，給煤增量;③兩者或兩者有一，既不高、又不低于各自的上、下限動(dòng)作帶，給煤量不變。

4.3.2　定時(shí)間隔

定時(shí)間隔是指2次自動(dòng)給煤調(diào)節(jié)的間隔時(shí)間。從給煤電控信號(hào)的發(fā)出到形成一、二段床層分布并檢測出重物料層的厚度，存在著很大的滯后，這是決定定時(shí)間隔長、短的主要因素。在老虎臺(tái)礦選煤廠，取增、減量檢測的定時(shí)間隔為13s。

4.3.3　上、下限動(dòng)作帶與調(diào)節(jié)步長

上、下限動(dòng)作帶的設(shè)定與跳汰機(jī)排料控制算法有關(guān)。這里采用的是類似于斜線控制的“折線PID”算法，排料控制功能在“設(shè)定值”以上實(shí)施，即重物料層厚度控制在設(shè)定值以上。對(duì)一、二段分別做出多重動(dòng)作帶。

在“定時(shí)間隔”點(diǎn)，增/減調(diào)節(jié)步長隨被測重物料層的厚度變化：①當(dāng)被測重物料層厚度小于1，給煤量中增量;②當(dāng)被測重物料層厚度在1～2之間，給煤量小增量;③當(dāng)被測重物料層厚度在非增/減量工作區(qū)2～3之間，給煤量不變;④當(dāng)被測重物料層厚度在3～4之間，給煤量小減量;⑤當(dāng)被測重物料層厚度在4～5之間，給煤量中減量;⑥當(dāng)被測重物料層厚度大于5，給煤量大減量。

圖2中，非增/減量工作區(qū)的寬度，比其它控制區(qū)設(shè)置的要寬，這對(duì)于給煤調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定、防止振蕩，起著重要的作用;重物料層多重動(dòng)作帶的位置相對(duì)于“設(shè)定值”之上而固定，不僅與跳汰機(jī)排料控制的“折線PID”算法有關(guān)，更重要的是同時(shí)獲得了“重物料層多重動(dòng)作帶隨設(shè)定值的改變而移動(dòng)”的特性，與現(xiàn)場控制調(diào)節(jié)的需求相吻合。

應(yīng)用時(shí)，動(dòng)作帶、調(diào)節(jié)步長與一、二段的關(guān)系要進(jìn)行綜合決策后實(shí)施控制。

4.3.4　高、低位限位

自動(dòng)給煤的高、低位限位，限定了給煤控制的范圍。由于現(xiàn)場工況多變，給煤的高、低位限位設(shè)為手動(dòng)可調(diào)，由操作人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。

4.4　停車過程

設(shè)置了2種停車方式：手動(dòng)停車和自動(dòng)停車。在非停車狀態(tài)按下起/停按鈕，即為手動(dòng)停車，工業(yè)控制機(jī)停止給煤和排料。在運(yùn)行過程中，一旦跳汰機(jī)的一、二段重物料層厚度都低于各自的設(shè)定值后，工業(yè)控制機(jī)進(jìn)入自動(dòng)停車過程：這種狀態(tài)如能保持28s，就自動(dòng)停車;若在此時(shí)間內(nèi)自動(dòng)停車過程的條件被破壞，則工控機(jī)自動(dòng)返回到工作調(diào)節(jié)狀態(tài)。

5　“煤質(zhì)給煤”的運(yùn)行效果

兩年來的現(xiàn)場連續(xù)運(yùn)行是在未實(shí)現(xiàn)灰分閉環(huán)控制的條件下進(jìn)行的，“煤質(zhì)給煤”的應(yīng)用率接近100%，并且體現(xiàn)出了5個(gè)顯著的效果：

(1)使跳汰機(jī)具備了對(duì)原煤煤質(zhì)變化的適應(yīng)性。在老虎臺(tái)礦選煤廠原煤煤質(zhì)的比例及粘滯程度變化約占原煤煤質(zhì)變化的70%，原煤煤質(zhì)的其它因素對(duì)跳汰機(jī)二段最佳分選密度的影響約占30%。因此，采用“煤質(zhì)給煤”后可使跳汰機(jī)對(duì)原煤煤質(zhì)變化的適應(yīng)性達(dá)到70%左右。

(2)二段重物料層厚度穩(wěn)定在對(duì)應(yīng)“動(dòng)作帶的非增/減量工作區(qū)”，為精煤灰分的穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。

(3)與自動(dòng)排料相配合，有效地緩解了在非易選煤條件下分選低灰精煤遇到的“保持精煤灰分穩(wěn)定與增加原煤處理量”的矛盾，使處理量根據(jù)原煤煤質(zhì)比例變化合理地自動(dòng)調(diào)節(jié)，間接達(dá)到按一、二段排料提斗的最大負(fù)荷量進(jìn)行自動(dòng)給煤控制的目的。

(4)跳汰機(jī)自動(dòng)化程度的提高，使工人的操作簡化，跳汰機(jī)的工作狀態(tài)改善，數(shù)量效率提高。

(5)有效地解決了浮標(biāo)被重物料層壓住的問題，提高了檢測系統(tǒng)工作的可靠性。

6　技術(shù)檢查結(jié)果

通過現(xiàn)場多次單機(jī)檢查證明，在老虎臺(tái)礦選煤廠目前的煤質(zhì)條件下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排料、自動(dòng)給煤后與原來手動(dòng)控制給煤、排料相比，跳汰機(jī)的數(shù)量效率可提高6%。

結(jié)束語

此份報(bào)告雖然詳細(xì)的介紹了撫順選煤廠跳汰機(jī)自動(dòng)給煤新技術(shù)的前前后后，此技術(shù)大大提高撫順洗煤廠的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)量產(chǎn)出。本人希望廣大洗煤廠充分利用撫順洗煤廠跳汰機(jī)自動(dòng)給煤新技術(shù)，來幫助各地的洗煤廠拜托現(xiàn)在洗煤行業(yè)的困境和局面。