洗煤廠煤泥界面監測監控系統技術研究

趙巖濱

洗煤廠煤泥界面監測監控系統技術研究

趙巖濱

山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司，山西 高平 048407

實現洗煤廠用水閉路循壞和復用，準確檢測濃縮池內煤泥含量和厚度是保證濃縮機安全運行，是環境保護和節約水資源，確保洗選安全高效運行的重要措施。文章介紹了唐安煤礦第二洗煤廠濃縮池煤泥監測監控自動化控制系統的原理設計、硬件組成、軟件組成以及系統通信配置情況。該系統投用后，實現了對煤泥水濃度和沉降層全程監視和各種數據參數實時顯示、遠程操控，最大限度減少和避免了設備事故，提升了炭塊質量，取得了明顯的經濟效益。

濃縮池；煤泥界面；監測監控

隨著以智能化、自動化為核心的現代化礦井建設進程逐步加快，煤炭行業洗選工藝也得到長足的發展和進步。近年來，唐安煤礦分公司黨政領導審時度勢，率先將建立安全實用的煤泥水綜合自動化監測監控系統作為突破點，逐步改變了以往煤泥處理系統沒有完善的計量監測手段，產品質量相對難以穩定的弊端，較好地適應當前煤炭市場形勢，為客戶及時提供了適銷對路的產品，確保了煤質穩定、效益最優。

一、項目研發背景

唐安煤礦分公司是山西蘭花科創公司下屬一個生產礦井，年核定生產能力為180萬噸/年，并有與之相配套的洗煤廠。近年來，該礦礦第二洗煤廠先后對主選設備安裝了綜合自動化監控系統，而煤泥處理系統基本處于盲區。洗選過程中，濃縮池煤泥厚度的監測主要是通過人工探桿來測量，造成煤泥處理效率偏低、藥劑消耗較高、產品質量難以控制，且這種測量方式主觀意愿強，多依靠人工和經驗來把握，經常出現誤差，有時因判斷失誤，導致發生煤泥壓耙事故，無法滿足生產需求。

二、系統研究概述

洗煤廠煤泥水綜合自動化系統是提升管理水平的重要手段，是保證洗水平衡最有效的途徑。該系統采用超聲波界面儀測量濃縮池的煤泥高度，在循環水管、水泵出口等關鍵位置安裝電磁流量計、壓力傳感器等監測裝置，根據回水流量動態調整加藥量。期間煤泥整個運行狀況直觀反映在電腦監控主界面上，確保了煤泥及時處理率和水質正常。主要分為以下幾部分：

(一)工業電視監控系統

工業電視監控系統是在中心控制室的控制下，在指定的場所內拾取圖像信息并轉換為相應信號，通過傳輸系統送至中心控制室終端設備。主要有前端設備(攝像機)、傳輸設備、顯示和控制設備四部分組成。

1.系統構成：前端設備主要由不同類型的攝像機、鏡頭及輔助設備組成。傳輸部分主要由不同類型的纜材和傳輸設備組成。顯示及控制部分是整個系統的心臟，由它發出各種控制及動作指令，控制攝像機云臺上下左右移動和觀察目標畫面的大小，控制攝像機畫面在顯示設備上的顯示順序。

2.安裝位置：工業電視視頻監視器和攝像頭主要安裝在生產系統各機頭、尾及轉載點和各工藝關鍵點，視頻系統安裝嵌入式數字硬盤錄像機，實現視頻監視、錄像及回放、存儲、備份和網絡操作、視頻動態檢測及報警聯動功能、智能操作等功能。一旦發現問題，主控臺監測人員可及時使用擴音電話語音呼叫系統，呼叫巡檢人員檢查處理。

3.運行方式：攝像儀圖像信號的傳輸采用有線電纜傳輸的方式，將各臺攝像儀的視頻圖像傳送到集控室，然后再通過視頻矩陣分配各路視頻在監視器或電視上進行顯示。圖像信號通過視頻分配器接入硬盤錄像機，實現網絡傳輸和數字錄像。

(二)煤泥水處理自動化系統

洗煤廠污泥界面控制系統主要有污泥界面儀、污泥濃度計、PLC組件等組成。

1.污泥界面儀器：監視和控制沉淀池或濃縮池內的固/液物質的界面位置，污泥界面儀利用可靠的超聲波回波檢測原理，檢測出傳感器探頭與污泥界面距離和底面距離，實現0-30米污泥厚度變化實時監測和相關工藝過程控制，污泥界面儀優化了排泥控制和加藥控制，防止出水惡化，避免了污泥脫氮和分解，優化了工藝控制流程。高亮度圖形液晶可同時顯示數字和圖形顯示測量結果。

2.污泥濃度計：由變送器和傳感器組成。傳感器可以方便地安裝在池內、排水管、壓力管道或自然水體中，污泥濃度計能自動補償因污染而引起的干擾。測量原理—傳感器上發射器發送的紅外光在傳輸過程中經過被測物的吸收、反射和散射后僅有一小部分光線能照射到檢測器上，透射光的透射率與被測污水的濃度有一定的關系，因此通過測量透射光的透射率就可以計算出污水的濃度。

3.系統布置：(1)儀器儀表布置：整個系統設計壓力傳感器、漿料電磁流量計13臺，分別布置在一、二洗回水管，一、二循環水管，介質上介管，煤泥泵上水管，清水管及噴水管等工藝管道上。電控系統安置于生產樓二層及泵房。(2)濃縮池上儀表布置：濃縮池上布置在原系統耙架上，設計污泥濃度計、污泥界面儀各3臺，將儀表箱主設備放置于耙架上，儀表箱400mm×500mm，儀表探頭安裝在濃縮池液面下。電控系統安置于耙架上。系統在濃縮池里中外布置儀表，可均勻測量池中煤泥水及池底情況，以滿足工況運行情況實時效果。(3)加藥間布置：加藥系統根據一、二洗回水管流量改造設計，新增配電控制柜及變頻器。系統可根據，一、二洗回水管流量動態調整加藥量。將加藥泵流量及壓力實時采集到集控中心，完成工藝生產數據。

三、項目效果分析

(一)實現設備集中控制，提高了自動化水平

通過對洗煤廠機電設備集中控制及工況參數集中監視，有效減少了現場故障分析、處理時間，能夠準確分析事故發生前設備各項指標發生細微變化，便于找出控制事故發生的關鍵點，最大限度減少和避免設備事故，降低故障維修率，提高設備運行效率，確保生產系統暢通。

(二)實現環節自動調節，提升了炭塊洗選質量

通過工藝參數可調節測量系統的穩定性和靈敏度，隨時掌握井下原煤干濕狀況，確保洗選的密度值、濃度值調整到最佳狀態，保證了產品質量，提高洗煤效益，使洗煤產品合格率、精煤回收率穩步提高。

四、結束語

洗煤廠煤泥界面監測監控系統投運后，使質量控制由經驗性控制變為數據性控制，可準確測量煤泥層厚度，極大減少了濃縮池跑黑水和壓耙事故發生，提升了洗煤廠設備自動化控制水平，提高了選煤廠順暢生產和經營管理效能，產生了良好的經濟效益和社會效益，對同類煤炭企業洗煤廠具有良好的借鑒和推廣作用。

TP

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