關于選煤廠生產系統啟停車優化的研究

摘 要：為了提高生產效率，減少無必要的設備磨損及電力損耗，降低生產成本，通過對現有系統啟停車環節的各類指標統計，尋找優化的可行性措施。對榆家梁洗煤廠各關聯設備啟停車控制、各生產系統之間的相互切換、單套系統內投入撤出優化、生產不同煤種時單獨系統的優化、現有設備如何提高利用率問題等方面展開研究。以此來達到生產效率的提高和生產成本的降低。

關鍵詞：選煤廠；優化；啟停車；生產效率

1 洗煤廠概況

榆家梁洗煤廠原煤加工采用篩分破碎、重介洗選工藝，原煤經過分級篩后，小于25mm的原煤直接進入混煤系統，大于200mm塊煤經破碎機破碎后進入混煤系統裝倉外運，200mm以下的塊煤進入重介淺槽分選機進行分選后，產出精煤和矸石兩種產品。其中矸石進入矸石倉，精煤經過雙層脫水脫介篩脫水分級，篩上物與篩下物（經離心脫水）混合作為塊煤裝倉外運，煤泥水經過重力漩流器分級后，粗煤泥經高頻篩脫水分離，細煤泥經高效煤泥濃縮機、加壓過濾機脫水處理后與篩分破碎系統的混煤混合裝倉外運，全廠洗水實現閉路循環。由于生產工藝流程的連續性要求，洗煤廠設備的起車、停車必須嚴格按順序進行，因此洗煤廠是采用逆煤流逐臺延時啟動，即起車時從倉上的設備開始，而停車時從原煤倉下的設備開始，兩臺設備之間啟動時間一般為3～5s，以避開前臺電動機啟動時產生的沖擊電，減小對電網的沖擊。

2 洗煤廠的啟動、停車順序

洗煤廠生產工藝流程的連續性要求洗煤廠設備的啟動、停車必須嚴格按要求進行。集控起車逆煤流方向從倉上設備逐臺啟動至水洗設備，兩套水系系統并列啟動，最后逐次啟動篩選系統。集控停車采用順煤流方向，從篩分系統到水系系統再到倉上設備。

啟動順序：洗煤廠是采用逆煤流逐臺延時啟動，啟動時時間一般為3～5s，以避開前臺電動機啟動時產生的沖擊電，減小對電網的沖擊。全系統起車除去預警時間，實際用時644s，消耗功率782.475kw·h。

停車順序：洗煤廠是采用順逆煤流逐臺延時停車。全系統停車耗時1316s，消耗功率1377.88kw·h。

3 集中控制過程中的優缺點

集中控制室的設備在控制容量上保留一定的余地，以便在系統中改造新的控制點，系統中還保留與其他計算機或自動化系統連接的接口，也盡量考慮未來科學的發展和新技術的應用。

3.1 集中控制在實際生產中優點

集控系統設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合監控，實時動態掌握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員，另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能、又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。

3.2 集中控制起停車過程中存在的缺點

（1）空載起車時間過長

設備起車時按照逆煤流順序起車，倉上的大功率設備先啟動，然后是水洗設備，接著篩分設備。這樣的啟動方式，由于是空載起車，不存在煤的流向造成設備壓死情況，所以啟動過程中，逐臺啟動的方式造成了設備的起車時間過長，同時，大功率設備先起的方式也會造成整個過程中耗電量過大的結果。

（2）集中控制停車順序不合理，造成矸石篩堵塞

順序停車時，主洗系統停車順序是矸石篩和重介泵同時停下。312S后，重介淺槽停車。由于淺槽分選的特殊性，中間部分的煤未能分選完。當重介泵停下后，淺槽內遺留了大部分煤被刮板全部拉到了矸石篩上，然而矸石篩早已停下，造成堵塞，設備上積煤。

（3）集控起車中，重介泵短時間內達不到分選密度及過熱

重介質儲存在一個長方體的箱體內，由于底部表面積大，重介質分散在底部，所以起車后，得待重介液循環到一定時間后才能達到分選密度，短時間內難以達到理論分選密度。同時重介桶由于底部時錐形，當停車時間過長時，就造成大量介質沉淀在底部，時常壓死重介泵，起車時就會造成電機過熱。

4 系統優化方案

4.1 空載起車優化原則

空載情況下，倉上大功率設備最后起，小功率篩分、水洗設備同時起，水洗重介循環系統提前起。這樣優化前設備起車時間是709s，優化后208s，優化前消耗功率782.475kw·h，優化后消耗功率236.117kw·h。小功率設備同時起節省了起車時間，水洗系統提前起，縮短了重介達到理論分選密度的時間，避免了設備的長時間空轉，減小了電能損耗。

4.2 系統停車由集控停車方式改為手動停車，改變停車順序，節能降耗

集控全系統停車需要1316S，手動停車只需要497 S，設備運轉時間節省819s。由于集控停車還會造成矸石篩堵料，現在采用手動停車時，改變停車順序，當重介泵停后，除去淺槽，矸石篩和矸石皮帶最后停，其他設備上煤帶空就可以停，這樣既可以節省電力也防止矸石篩堵料。另外當循環水泵停下后，就沒有循環水沖洗淺槽內被拉到矸石篩上精煤的介質了，為了減少介質的消耗，本廠從清掃水管道延伸了一根水管到矸石篩，當循環水停下后，開啟清掃水管，這樣就可以避免介質被拉到矸石倉，造成消耗。

4.3 手動提前啟動重介泵，增加生產有效時間

重介泵起車后懸浮液密度達到理論分選密度較慢，平均需要35分鐘，這樣就造成了大量設備空置運轉和煤量加不正常，甚至一段時間內矸石篩上出現跑精的現象，影響產量。針對這種現象，本廠采用手動提前啟動重介泵的起車方式，待重介懸浮液循環后，方可起車。這樣就縮短了懸浮液達到分選密度的時間，避免了設備空置運轉時間，使生產的有效時間大大增加。

4.4 啟車前鼓風攪拌，避免過熱現象

重介桶下面沒有鼓風機導致重介泵在一段時間沒有啟動的情況下，突然起車由于介質的大量沉淀就會導致重介泵過熱，為了避免這種情況，現場師傅通過經驗總結，每當停車時，在重介泵回流的情況下，打住出料口閘板，這樣就可以避免管道內有大量的空氣，起車時，通過低壓風機鼓風，就會對沉淀的介質起到攪拌的作用，避免了起車是過熱現象。endprint

5 起停車優化貫徹企業精細化管理方針

為了貫徹洗選中心精細化管理方針，落實雙增雙節政策。榆家梁洗煤廠對現有工藝系統，設備運轉做全面分析后，通過嚴格控制設備起停車方案，提出一些切實可行的精細化管理辦法。

5.1 產品倉上刮板機靈活啟停，實現節能降耗

榆家梁洗煤廠有1#、2#、3#、4#4個產品倉，其中1#、2#為混煤倉，3#為4-3煤倉，4#為塊煤倉。上倉混煤皮帶1號刮板機直落2#倉。因此2號刮板機通過插板控制擔任分配混煤到1#倉的任務。長期以來，全系統運轉時，2號刮板機也全時間運轉。通過時間計算，榆家梁洗煤廠全系統平均每天生產16小時，2號刮板機電機功率為400kw，這樣的生產方式造成2號刮板機每天耗電6400度。實際生產得知，本廠混煤由專一線裝車外運，平均3小時/列。然而全系統生產時，生產一列混煤需要2小時，于是正常生產外運情況下，2號刮板機只需要起車后先通過插板全部將混煤分配到1#倉，當1#倉倉位上升到1列半倉位時即可停車502運轉，隨后混煤全部直落2#倉，這樣2號刮板機刮板機全天生產運行中只有3小時，平均耗電1200度，節約電能5200度，降低了能耗。

同樣，3號、4號為倉上刮板機，上倉皮帶3號刮板機直落4#倉。3號、4號刮板機運轉時，為系統生產4-3煤時間，煤被分配到3#倉。由于全天生產中，全系統生產平均16小時，4-3煤平均6小時。為了節能降耗，本廠采用4#倉裝塊煤，3#倉裝4-3煤的分配方式。可節省3號、4號刮板機運轉時間10小時，節約電能1800度。

5.2 保護閉鎖投撤控制啟停車，提升生產效率

全系統運轉時，為了控制入洗量大小，篩選系統可以存在入洗、直通兩種生產方式。如果全系統啟用兩套水洗，入洗量控制在1200t/h左右，采用一套水洗入洗量控制在700t/h左右。在保證入洗量700t/h時，2#篩選系統可以直通生產。當篩選系統直通生產時，原煤不經過水洗設備，大粒度破碎后和小粒度混合直通通過混煤皮帶進入混煤倉。由于保護閉鎖原則為故障以上設備全部閉鎖。于是，當水洗設備出現故障時，篩選系統全部閉鎖，但是實際生產過程中，2#篩分直通生產，對水洗設備無任何影響。基于這樣一個情況，時常造成2#篩分無必要停車，又因為高壓設備延時保護，所以每次2#篩分閉鎖后，得等3分鐘后才能啟動，導致生產效率大大降低。如果可以多增加一個閉鎖投撤控制方式。當采用上面這種生產方式的時候，就將水洗設備與其閉鎖的保護甩開。這樣水洗設備出現故障時，只閉鎖1#篩分，2#篩分正常生產，提高生產效率。

5.3 浮球控制啟停車，節省設備運行時間

榆家梁洗煤廠煤粒水系統流程為煤粒水通過旋流器后，大于0.5mm的通過刮刀離心力和高頻篩處理。1#水洗處理時，只需啟動高頻篩。當2#水洗系統啟用時，就需要將高頻篩和刮刀機離心機同時啟用。但是當入洗量偏小時，整個系統的煤粒量偏小，時常造成高頻篩空載運轉。另外高頻篩還承擔著處理篩分掃地泵，沉淀池的煤粒水處理。所以基本是全天啟動，設備運行時間太長。針對這種實際情況，本廠采用浮球控制高頻篩運轉。當煤粒水達到浮球高度時，高頻篩集控運轉，這樣就避免了設備的空轉運行，同時，減小了設備的運行時間，減輕了設備的磨損程度。

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作者簡介：

董麗景，女，漢族，1977年出生，陜西神木人，畢業于內蒙古工業大學，計算機科學與技術，本科生，助理工程師，主要從事選煤廠生產組織和工藝優化方面的工作。endprint