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選煤廠主要工藝環(huán)節(jié)自動化控制現(xiàn)狀之重選環(huán)節(jié)

　　隨著國家對煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求逐步提高，現(xiàn)代化自動控制技術(shù)在選煤廠生產(chǎn)過程中的應(yīng)用日益廣泛，自動化控制技術(shù)應(yīng)逐步滲透到選煤廠的各個生產(chǎn)和工藝環(huán)節(jié)。目前選煤廠自動控制環(huán)節(jié)主要包括重力分選環(huán)節(jié) (尤其是重介質(zhì)分選工藝)、浮選環(huán)節(jié)、尾煤泥水沉降濃縮自動加藥以及粗煤泥處理中TBS分選環(huán)節(jié)等。下面筆者將討論選煤廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化控制的使用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展。

　　重選環(huán)節(jié)

　　在選煤廠的各種分選工藝中，重力分選所占比重最大。重力分選環(huán)節(jié)控制效果的優(yōu)劣將會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及后續(xù)浮選、煤泥水處理等環(huán)節(jié)。在諸多重選分選工藝中，重介旋流器分選工藝的自動控制最為先進(jìn)和成熟。其自動控制主要針對合格介質(zhì)桶懸浮液的密度、液位和旋流器入料壓力。通常采用經(jīng)典的PID 控制策略，采取對懸浮液密度精確控制，入料壓力穩(wěn)定控制，介質(zhì)桶液位適當(dāng)控制的原則。

　　懸浮液密度的穩(wěn)定性將影響后續(xù)重介旋流器的分選密度，進(jìn)而影響精煤產(chǎn)品的質(zhì)量。其控制過程為：密度低時，補(bǔ)加介質(zhì)或增加分流量；密度高時，在合格介質(zhì)泵入料口安裝加水閥，根據(jù)密度反饋信號控制水閥開度，實(shí)現(xiàn)對合介桶內(nèi)密度的控制。但生產(chǎn)實(shí)踐表明：補(bǔ)加清水與懸浮液介質(zhì)間缺乏擾動且同向流動的特點(diǎn)，不利于清水和懸浮液間的充分混合，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)低于實(shí)際混合后懸浮液密度，對調(diào)節(jié)造成一定的干擾。為避免測量誤差對密度控制的干擾，曾采用在合格介質(zhì)桶上方補(bǔ)加清水的方法。補(bǔ)加后的清水與脫介篩下合格介質(zhì)充分混合后進(jìn)入合介桶。雖然此方法可有效避免密度測量偏差，但滯后效應(yīng)明顯。因此，目前第一種方法應(yīng)用更為廣泛。

　　介質(zhì)桶液位控制通常采用調(diào)節(jié)分流箱閥門的開度及補(bǔ)加介質(zhì)量的方法，旋流器入料壓力通過主選泵配置的變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)定控制。

　　西山煤電集團(tuán)屯蘭選煤廠在重介工藝控制環(huán)節(jié)，選用 GE90-70I/O 模塊，通過采集、分析重介旋流器生產(chǎn)環(huán)節(jié)的壓力、密度、分流執(zhí)行器開度、電動閥門開度、磁性物含量信號以及各桶液位等信號，控制現(xiàn)場各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到自動控制的目的。該廠重介工藝自動化控制有效提高懸浮液穩(wěn)定性，降低密度波動，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，精煤回收率提高 0.1%，原煤介質(zhì)消耗降低 0.2kg/t。

　　在重介工藝參數(shù)控制過程中，補(bǔ)加清水、介質(zhì)量或者改變分流量等操作均會同時影響介質(zhì)密度和液位，甚至影響入料壓力。因此懸浮液密度、合介桶液位的控制過程存在較強(qiáng)的耦合作用。由于選煤基礎(chǔ)理論相對薄弱，各參數(shù)調(diào)節(jié)輸入輸出間很難建立精確系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，給系統(tǒng)的自動控制帶來很大困難。近年來，模糊邏輯控制以其不要求精確的數(shù)學(xué)模型，而且不依賴于被控對象，適合多變量、解耦控制的特 性而受到廣泛研究和推廣。模糊邏輯控制以PID為控制器，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定模糊規(guī)則，將輸入變量模糊化，通過解耦補(bǔ)償器對各變量進(jìn)行解耦，并將模糊輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后反饋給被控對象。模糊邏輯控制使重介選煤控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，比傳統(tǒng)單變量控制方法取 得更好的控制效果。