范各庄矿选煤厂浮选系统技术改造的探讨_陈国存

浮选,改造,选煤厂,技术,方案

第3期　　　　选　煤　技　术　　　　　　　　　　　　　　　　No.3

1999年6月COALPREPARATIONTECHNOLOGY　　　　　　　　　　Jun.1999

范各庄矿选煤厂浮选系统技术改造的探讨

陈国存　刘建春　王　宝(开滦矿务局　河北省　063000)

摘要　简述了范各庄矿选煤厂浮选系统的现状,论述了对浮选工艺及自动化的改造设想及预期达到的效果。

关键词　浮选系统　自动化　效果

开滦矿务局范各庄矿选煤厂(以下简称范厂)是80年代初由德国引进的年产量400万t的大型选煤厂。主要洗选炼焦煤,工艺设计为重介、跳汰、浮选联合工艺流程,当时以处理能力大,自动化程度高而著称。其主要特征是采用了10台SimaticS5-150a型可编程序控制器对全厂600多台设备进行程序控制,根据生产过程顺序启、停车。另外,还对一些工艺参数如流量、速度、密度、液位、浓度、浊度等进行监测。

但随着时间的推移,近年范厂的一些设备老化,仪器仪表大部分已无法使用,且一些备件已无法购到,致使选煤厂的生产受到严重影响。为此,局、矿各级领导极为重视,在资金十分紧张的情况下,决定投资对范厂分步进行技术改造,1999年拟首先对浮选系统进行技术改造。本文主要对浮选系统技术改造进行探讨。1　浮选系统现状

范厂浮选系统为半直接浮选工艺流程,原矿浆、滤液和稀释水分别送到集料池,经混合后,由4组底流泵经4根 400mm管道送到7层浮选车间的跌落箱内,经过一次加捕收剂和起泡剂后,分别进入6组6室16m3浮选机进行一次选,另有4组4室16m3浮选机做为二次精选(早已停止使用,无法恢复)。

浮选药剂的添加及测量装置也是80年

代初从德国引进的,为柱塞泵加药方式。随着科学技术的发展,该种加药方式已经落后:一是该种加药方式为间接测量方式,柱塞泵的动做次数和实际标定的添加量存在较大误差,致使测量精度下降,添加不准;二是该种加药方式结构复杂,维修使用不方便。目前,浮选机各分室的加药点已全部瘫痪,只有跌落箱上的几点能用,且大部分的浮选自动化仪表如流量计、密度计等已基本上达到使用年限。

在浮选生产过程中,由于浮选入料原矿浆、滤液、稀释水在集料池混合后送到跌落箱,而不是在矿浆预处理器内进行混合,矿化时间短,再加上浮选机不能分点加药,而是集中在跌落箱上一点加药,浮选司机无法知道入料流量、浓度、干煤泥量等生产工艺参数,只能凭经验眼看手调,不仅不能随着入料的变化调节加药量和加药比,也不能准确地添加药剂量及配比。这直接影响了浮选的效果,致使尾矿跑粗严重,精煤质量不稳定,精煤产率低,经济效益差。

为此,对范厂进行浮选系统的技术改造是十分必要的。2　浮选系统的改造设想

范厂与煤科总院唐山分院经过近1年多的磋商、论证,达成技改协议。技术改造分为两部分:

浮选,改造,选煤厂,技术,方案

第3期　　　　　　　　　　　　选　煤　技　术　　　　　　　　　　　　1999年6月25日

一是浮选工艺设备的改造,二是配备FC—Ⅲ型浮选工艺参数自动测控系统。2.1　浮选工艺设备的改造

根据煤科总院唐山分院为范厂做的煤泥小浮选试验及范厂浮选机实际情况,决定将目前使用的跌落箱改为该院研制的 3.5m的大型矿浆预处理器。此矿浆预处理器特别适合难选煤质,由于浮选入料和药剂能充分

混合,矿化时间长,浮选效果比跌落箱好得多。将跌落箱改为矿浆预处理器,变为底部入料,根据计算,将集料池直通到跌落箱上入料口的4根 400mm管道改为2根即可满足生产要求。这样底流泵可减少两组,浮选车间也宽敞明亮了。

工艺流程及电器设备配置见图1。2.2

　配置浮选自动化

图1　工艺流程及电器设备配置图

FC—Ⅲ型浮选工艺参数自动测控系统是由煤科总院唐山分院开发研制的,1995年底通过了煤炭部组织的成果鉴定,专家委员会鉴定该成果属国内领先水平。

此系统通过近几年的推广应用,在技术水平和可靠性方面进一步提高,目前已是一项相当成熟的技术。

这次范厂浮选系统改造,矿局领导非常重视自动化方面,要求起点要高,经多次外出调研、论证,最终决定上FC—Ⅲ型浮选自动化测控系统。

2.2.1　浮选生产主要工艺参数的检测

入浮矿浆流量:在集料池出口到矿浆预处理器的2根管道上设置2台 400mm的电磁流量计,二者之和即为矿浆入料量。

入浮矿浆浓度:在2根原矿入料管道上设置2台双膜盒浓度计,用于检测入浮浓度。

入浮干煤泥量:通过入浮流量及入浮浓度,由计算机自动计算得到入浮的干煤泥量。

药剂添加量:浮选药剂包括捕收剂、起泡剂,为了达到药剂添加自动跟踪入浮干煤泥量,利用煤科总院唐山分院的专利技术,在两种药剂的管路上安装能够测量脉动微小流量的测量装置,来分别测量两种浮选药剂的实际添加量。

2.2.2　药剂添加自动调节系统

药剂的自动添加是浮选自控系统的核心。根据入浮量和入浮浓度,自动给出药剂添加量的设定值是自控系统的关键。在同一入浮浓度时,药剂的添加量和实际入浮干煤泥量成正比,药剂添加量随入浮干煤泥量的变化而变化,达到动态跟踪。控制原理见图2。

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药剂自动添加系统实际上是一个随动系统,即给定值是变化的。它由入浮流量和浓度及加药强度来决定。

此处PID工作在反作用状态下,即当测量值大于给定值时,经PID运算,控制输出信号减小,使加药量减小,反之PID输出信号增大,使加药量增大,直到测量值追上并等于给定加药量,PID输入偏差消失,输出信号稳定在一个值上,电磁阀加药频率稳定,使加

药量控制在最佳量。

的控制方案来编写的控制软件,要求编程标准化、模块化,人机界面全部汉化,操作简单、方便,易于扩展和维护。

控制程序要完成以下功能:(1)数据采集及数字滤波;

(2)控制模型运算、输出;(3)“看门狗”功能;

(4)召唤、定时打印3班生产报表;(5)实时显示系统时间;

(6)在线显示、修改、存贮、打印各系统参数;

(7)实时显示浮选生产的主要工艺参数。另外要求编制一幅各路PID动态调节棒图,为维护人员查找故障点提供方便。设置一幅浮选车间工艺设备流程图,显示浮选车间各主要设备的启、停状态,司机可通过画面,及时了解设备的运行状况,对于生产、操作具有一定的指导意义。3　预期达到的目标

从范厂多年的生产实践中可以得出,搞好煤泥水管理,对选煤生产具有重要作用,也是提高选煤厂经济效益的重要环节。根据煤科总院唐山分院多次为选煤厂搞浮选系统技术改造的经验及其他选煤厂的效益证明,搞好浮选系统的技术改造后,浮选精煤产率比技改前平均可提高1%～2%,比技改前节约药剂20%～30%。根据范厂的生产能力,按保守值计算,即精煤产率提高1%,药剂节约20%,浮选系统技术改造后4～6个月即可收回全部投资,经济效益十分显著,可谓投资少、见效快。

浮选系统技改项目投入运转后,不仅可以提高精煤产率,降低油耗,而且还可以降低工人的劳动强度,改善工作环境,一改以前凭经验操作和人工取样的方法,提高了自动化水平,便于生产管理,具有明显的经济和社会效益。

(收稿日期:1999-04-06　责任编辑:赵宏馨)

图2　药剂自动添加控制原理图

智能加药器是FC—Ⅲ型浮选自控系统的主要部件。它以独特的脉冲调频、调宽方式,用电磁阀作为执行机构,解决了微小流量的调量与管路阻塞的矛盾,可控制8点的药剂添加。

智能加药器以脉冲调频控制加药的总量,以脉冲调宽控制每个加药点的百分比,从而使每个点的加药量都得到了严格的控制。同时以单片机的运算所得到的加药占空间隔更有利于滤波和测量。参数设定方便自如,具有手动和自动操作功能。根据范厂特殊情况,加药点设置为一个智能加药器在矿浆预处理器上和在浮选机的第2、3和5室各设一加药点,各点加药量的多少,可根据实际情况随时调整。

2.2.3　计算机系统

FC—Ⅲ型系统配置当今最为流行的IPC抗恶劣环境的工控机,各种A/D卡、D/A卡、DI/O卡全部采用光电隔离型的,使现场信号与计算机系统彻底分开,可大大提高整个系统的可靠性和抗干扰能力。

根据范各庄矿选煤厂的浮选工艺和确定

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