煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀在常村煤礦選煤廠的應(yīng)用

劉加強(qiáng)，張 星，孫衛(wèi)東

(1.潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長(zhǎng)治046000；2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海264200)

常村煤礦選煤廠是一座與礦井配套建設(shè)的礦井型選煤廠，主要生產(chǎn)任務(wù)為地面原煤運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)及洗選加工。礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)能為4.00 Mt/a，選煤廠設(shè)計(jì)能力為2.10 Mt/a，選煤工藝為原煤跳汰機(jī)分選、尾煤濃縮壓濾回收的聯(lián)合工藝。2013年因礦井產(chǎn)能提升需要，選煤廠進(jìn)行擴(kuò)能改造，增加一套重介分選系統(tǒng)，改造后的選煤工藝為原煤由無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、粗煤泥由TBS分選、細(xì)煤泥由浮選機(jī)分選、尾煤壓濾回收的聯(lián)合工藝，此時(shí)原煤處理能力達(dá)到6.00 Mt/a。入選原煤Ad為23.2%，Mad為6.40%，St,d為0.32% ；主導(dǎo)產(chǎn)品為噴吹煤，主要用于高爐噴吹。

隨著重介系統(tǒng)的運(yùn)行和重介質(zhì)的使用，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)濃縮池耙阻過高甚至壓耙的問題。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：濃縮池底流內(nèi)磁性物含量過高，部分磁性物沉淀在池底，導(dǎo)致濃縮池耙阻過高甚至壓耙，給設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)系統(tǒng)的有序運(yùn)行帶來極大危害。為此，研制出一套煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀，用于監(jiān)測(cè)煤泥水內(nèi)的磁性物含量。

1 存在問題

該選煤廠重介系統(tǒng)工藝流程為：原煤經(jīng)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載進(jìn)入脫泥篩(篩孔尺寸為1 mm)脫泥，脫泥原煤采用WTMC1500/1100無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，旋流器一段溢流經(jīng)脫介篩脫介后，采用離心脫水機(jī)脫水，然后作為精煤產(chǎn)品銷售；旋流器二段溢流經(jīng)中煤脫介篩脫介后，采用高頻篩脫水，然后作為中煤產(chǎn)品銷售；旋流器底流(矸石)經(jīng)矸石脫介篩脫介后，采用帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載進(jìn)入矸石倉(cāng)。重介系統(tǒng)原則流程如圖1所示。

圖1 重介系統(tǒng)原則流程

現(xiàn)場(chǎng)排查發(fā)現(xiàn)，濃縮池底流內(nèi)磁性物含量過高的主要原因包括兩方面：一是脫介篩的篩板維護(hù)、更換不及時(shí)，導(dǎo)致脫介篩存在“跑介”現(xiàn)象；二是磁選機(jī)分選效果不佳，導(dǎo)致磁選尾礦內(nèi)磁性物含量較高。無論哪一種原因造成的“跑介”，都使?jié)饪s池底流內(nèi)的磁性物含量增加，導(dǎo)致耙阻持續(xù)增高，從而危害設(shè)備運(yùn)行安全和生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定[1-3]。

在煤泥水內(nèi)磁性物含量檢測(cè)方面，該選煤廠原來通過人工判斷磁性物含量，存在檢測(cè)周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率低的問題，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的“跑介”現(xiàn)象，也不能及時(shí)采取補(bǔ)救措施，直接影響選煤生產(chǎn)的正常開展。

2 煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀

2.1 結(jié)構(gòu)組成

為了解決上述問題，該選煤廠集思廣益，研制出一套煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀，其主要由供料泵、磁性物含量檢測(cè)筒、終端處理器等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖2 煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖

該儀器的主要結(jié)構(gòu)部件是磁性物含量檢測(cè)筒，其主要由物料筒(容積為1 L)和密閉活塞組成，密閉活塞內(nèi)部嵌有電磁吸附系統(tǒng)、電子稱量系統(tǒng)及電控升降裝置，三者通過電控程序和終端處理器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成煤泥水內(nèi)磁性物含量的在線監(jiān)測(cè)。

2.2 工作原理

在活塞處于物料筒底部時(shí)，PLC[4]控制供料泵將濃縮池底流給入物料筒；當(dāng)桶內(nèi)液體滿筒時(shí)，筒內(nèi)溢流經(jīng)排料口排至濃縮池，并給出一個(gè)反饋信號(hào)，PLC控制供料泵停止工作；在物料筒筒內(nèi)液位穩(wěn)定后，自動(dòng)開啟電磁吸附裝置；電磁吸附器將煤泥水內(nèi)的磁性物吸附到活塞表面，并靜置1 min，以保證磁性物吸附穩(wěn)定；在其吸附穩(wěn)定后，電控升降裝置將活塞推至物料筒頂端，物料筒內(nèi)的液體由排料口排出，磁性物仍然吸附在活塞表面；在液體全部排出后，電子稱量系統(tǒng)開啟，稱量吸附的磁性物質(zhì)量，并將有關(guān)信息反饋給終端處理器；終端處理器計(jì)算出相關(guān)數(shù)據(jù)，顯示此次磁性物稱重結(jié)果，并繪制磁性物含量變化曲線；在工作完成后，關(guān)閉電磁吸附裝置和電子稱量系統(tǒng)，開啟供料泵電源，采用煤泥水將活塞表面的磁性物沖出排料口；開啟電控升降裝置，將活塞推至物料筒底端，開始下一個(gè)檢測(cè)循環(huán)[4-8]。

該儀器通過反復(fù)執(zhí)行上述操作過程，可以連續(xù)顯示濃縮池底流內(nèi)的磁性物含量，能夠?qū)崟r(shí)反映重介系統(tǒng)的介質(zhì)損耗，可為介質(zhì)回收系統(tǒng)和耙式濃縮機(jī)運(yùn)行狀況提供可靠數(shù)據(jù)。

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

(1)該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，所需空間小，不影響車間的正常生產(chǎn)，與其配套的計(jì)算系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。

(2)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，檢測(cè)周期短，數(shù)據(jù)反饋快，可以取消人工判定濃縮池底流內(nèi)的磁性物含量的工序，能夠減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

(3)通過磁性物含量曲線實(shí)時(shí)反映濃縮池底流內(nèi)的磁性物含量變化，數(shù)據(jù)量是人工檢測(cè)的10倍以上，檢測(cè)精準(zhǔn)度更高。

(4)由于電子檢測(cè)系統(tǒng)要求精度較高，控制系統(tǒng)要求穩(wěn)定性較高，設(shè)備性能要求也高，使儀器生產(chǎn)成本提高。

3 應(yīng)用效果

在工業(yè)性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，該儀器可以完成濃縮池底流內(nèi)磁性物含量的在線監(jiān)測(cè)。在煤泥水循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，完成一個(gè)檢測(cè)周期大概需要5 min，磁性物含量檢測(cè)誤差在10%以內(nèi)，比人工檢測(cè)結(jié)果的精確性大大提高，更具參考性和指導(dǎo)性。該儀器自投入使用以來，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，極大地減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度[9-10]。

4 結(jié)語(yǔ)

煤泥水磁性物含量在線監(jiān)測(cè)儀是針對(duì)常村煤礦選煤廠的實(shí)際問題提出的，經(jīng)多次研討確定可以投入使用。該儀器適用于選煤廠磁選尾礦、濃縮池底流、循環(huán)水等的磁性物含量在線監(jiān)測(cè)，在重介選煤廠具有一定推廣價(jià)值。另外，涉及磁性物含量檢測(cè)、監(jiān)測(cè)的非煤行業(yè)也可使用。該儀器的初步設(shè)計(jì)容積為1 L，在要求精度更高時(shí)，可按比例擴(kuò)大物料筒的容積，并適當(dāng)延長(zhǎng)檢測(cè)周期，以提高檢測(cè)、監(jiān)測(cè)精度。如果被檢測(cè)流體濃度較高，可在入料前加設(shè)稀釋水，從而保證檢測(cè)、監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。