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選煤廠跳汰機自動給煤新技術(shù)

　　1　概　述

在未“使用測灰儀實現(xiàn)灰分閉環(huán)控制”的條件下對非易選煤進行跳汰分選低灰精煤時，入選原煤煤質(zhì)的變化是影響精煤灰分穩(wěn)定的重要擾動源。又由于現(xiàn)場跳汰機排料及脫水提斗能力的限制，以及對精煤灰分穩(wěn)定、提高跳汰機數(shù)量效率和原煤處理量的操作要求，人們越來越認識到：“單一的自動排料控制”難以適應(yīng)上述生產(chǎn)需要。對此，本文提出“根據(jù)原煤煤質(zhì)控制自動給煤”(簡稱“煤質(zhì)給煤”)的新方法：“根據(jù)跳汰機一、二段重物料層厚度控制給煤量”，構(gòu)成給煤、排料相結(jié)合的自動控制模式。在老虎臺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

老虎臺礦選煤廠跳汰車間采用主、再、三選工藝流程，3臺主洗跳汰機、1臺再洗、1臺三洗，均為SKT93—14型跳汰機，入洗量為3.0Mt/a;入選原煤為2號氣煤，粒度范圍為60～0.5mm，矸石含量約為22%。“煤質(zhì)給煤”試驗在主洗跳汰機上進行，主洗機生產(chǎn)灰分為5.51%～6.00%的二級精煤，±0.1含量為12%～18%，跳汰機二段實際分選密度δP=1.31～1.35g/cm3;變頻器控制往復(fù)式電振給煤;采用TKX—Ⅰ型跳汰機自動控制系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。

3　“煤質(zhì)給煤”的主導(dǎo)論點

(1)從跳汰機自動控制的角度來看，“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、泥化程度等等對跳汰機二段最佳分選密度的影響。實施“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)在跳汰機內(nèi)，原煤在風(fēng)、水的合理搭配作用下按密度分層，同時，在給煤與排料的動態(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態(tài)地反映出來。因此，可以根據(jù)跳汰機的一、二段重物料層厚度對給煤量進行回控，構(gòu)成“按原煤煤質(zhì)的比例變化自動給煤”。

(4)原煤的低密度物含量及其灰分等因素對跳汰機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)原煤在跳汰機內(nèi)的運行狀態(tài)、精煤快灰等，粗調(diào)二段配重砝碼、細調(diào)工控機內(nèi)二段設(shè)定值來調(diào)整跳汰機二段浮標的分選密度來追蹤跳汰機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，由工控機根據(jù)測灰儀的灰分信號與設(shè)定灰分的偏差值自動改變工控機內(nèi)二段設(shè)定值來細調(diào)跳汰機二段浮標的分選密度以達到最佳分選密度，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”的實施方法

在工控機內(nèi)，“煤質(zhì)給煤”與“自動排料”兩個功能塊共同對一、二段重物料層的檢測厚度值(圖1)分別進行分析決策。“煤質(zhì)給煤”功能塊將對應(yīng)的決策結(jié)果轉(zhuǎn)換為一模擬信號輸出，控制自動給煤。

4.1　停車狀態(tài)

在停車狀態(tài)，工業(yè)控制機停止給煤與排料，并在程序中樹立停車狀態(tài)標識，為起車做好準備。

4.2　起車狀態(tài)

當按下起/停按鈕，工控機開始給煤，這時控制的給煤量應(yīng)接近于正常給煤工作值。起車延時——形成一、二段床層后，進入正常調(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)跳汰機的一、二段重物料層厚度，對給煤量進行大、中、小步長增/減量、定時間隔、高低位限位綜合調(diào)節(jié)。

4.3.1　一、二段的關(guān)系

對給煤量的調(diào)節(jié)，必須同時兼顧一、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作帶，給煤減量;②只有兩者都低于各自的下限動作帶，給煤增量;③兩者或兩者有一，既不高、又不低于各自的上、下限動作帶，給煤量不變。

4.3.2　定時間隔

定時間隔是指2次自動給煤調(diào)節(jié)的間隔時間。從給煤電控信號的發(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，這是決定定時間隔長、短的主要因素。在老虎臺礦選煤廠，取增、減量檢測的定時間隔為13s。

4.3.3　上、下限動作帶與調(diào)節(jié)步長

上、下限動作帶的設(shè)定與跳汰機排料控制算法有關(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”以上實施，即重物料層厚度控制在設(shè)定值以上。對一、二段分別做出多重動作帶。

在“定時間隔”點，增/減調(diào)節(jié)步長隨被測重物料層的厚度變化：①當被測重物料層厚度小于1，給煤量中增量;②當被測重物料層厚度在1～2之間，給煤量小增量;③當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當被測重物料層厚度在3～4之間，給煤量小減量;⑤當被測重物料層厚度在4～5之間，給煤量中減量;⑥當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;重物料層多重動作帶的位置相對于“設(shè)定值”之上而固定，不僅與跳汰機排料控制的“折線PID”算法有關(guān)，更重要的是同時獲得了“重物料層多重動作帶隨設(shè)定值的改變而移動”的特性，與現(xiàn)場控制調(diào)節(jié)的需求相吻合。

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

4.3.4　高、低位限位

自動給煤的高、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)為手動可調(diào)，由操作人員根據(jù)現(xiàn)場實際需求進行設(shè)定。

4.4　停車過程

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

5　“煤質(zhì)給煤”的運行效果

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

(1)使跳汰機具備了對原煤煤質(zhì)變化的適應(yīng)性。在老虎臺礦選煤廠原煤煤質(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)的其它因素對跳汰機二段最佳分選密度的影響約占30%。因此，采用“煤質(zhì)給煤”后可使跳汰機對原煤煤質(zhì)變化的適應(yīng)性達到70%左右。

(2)二段重物料層厚度穩(wěn)定在對應(yīng)“動作帶的非增/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調(diào)節(jié)，間接達到按一、二段排料提斗的最大負荷量進行自動給煤控制的目的。

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

(5)有效地解決了浮標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)場多次單機檢查證明，在老虎臺礦選煤廠目前的煤質(zhì)條件下，實現(xiàn)自動排料、自動給煤后與原來手動控制給煤、排料相比，跳汰機的數(shù)量效率可提高6%。

結(jié)束語

此份報告雖然詳細的介紹了撫順選煤廠跳汰機自動給煤新技術(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自動給煤新技術(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。