當前重介質(zhì)選煤自動控制改進方法探討

成海江

（山西焦煤西山煤電（集團）有限責任公司屯蘭選煤廠，山西 太原 030200）

盡管重介質(zhì)選煤自動控制已經(jīng)得到全方位普及，但在實際應用過程中，也暴露出一些需要完善與優(yōu)化的地方，因此要根據(jù)實際情況進行改造，確保能夠有效完成選煤生產(chǎn)。目前很多發(fā)達國家已經(jīng)實現(xiàn)了全自動控制重介質(zhì)選煤，例如，懸浮液密度自動控制、灰分自動控制等，對整個采煤產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極的作用。我國需要進一步完善重介質(zhì)自動控制技術(shù)，從而縮小與其他國家的差距。

1 重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)應用現(xiàn)狀

1.1 密度自動控制

懸浮液密度是重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素，會直接影響選煤質(zhì)量，如果能夠進一步穩(wěn)定懸浮液密度，選煤質(zhì)量也會隨之提高。在傳統(tǒng)選煤生產(chǎn)過程中，主要會使用水柱平衡式密度儀，不過，傳統(tǒng)的密度計結(jié)構(gòu)過于簡單，同時很難進行維護管理，部分企業(yè)已經(jīng)拆除放棄使用。目前，選煤廠已經(jīng)開始應用懸浮液密度自動控制技術(shù)，尤其是很多老廠對現(xiàn)有的密度控制技術(shù)展開優(yōu)化改進，并應用了PID 算法實現(xiàn)控制。不過，在重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中，不少參數(shù)存在非線性特征，傳統(tǒng)PID 控制算法效果很難達到預期，所以近年來也出現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等較為現(xiàn)代化的控制方法，在應用過程中展現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢。

1.2 灰分自動測控

重介質(zhì)選煤生產(chǎn)過程中，精煤灰分的檢測效果，也會對最終產(chǎn)品造成質(zhì)量影響，所以需要采用在線檢測的方式，達到灰分回控目標。以往部分選煤廠應用雙能量在線灰分儀，不過，該設(shè)備對鐵元素相對敏感，因此在選煤過程中會有殘留的鐵，最終導致灰分測量結(jié)果存在較大的偏差。不過，隨著不斷地完善和改進，灰分儀的使用效果越來越好，逐漸完善自身的不足之處，能夠起到有效的檢測效果。例如，很多選煤廠就通過灰分檢測儀，對重介質(zhì)精煤產(chǎn)品展開檢測工作，并把最終結(jié)果反饋給自動控制系統(tǒng)或操作人員，從提供更加精準、完善的數(shù)據(jù)信息。

1.3 重介質(zhì)選煤過程控制器選擇

在當下的重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中，PID 與復合型控制器使用較為廣泛，為了能夠進一步優(yōu)化控制器的使用，相關(guān)技術(shù)人員對控制器展開有效優(yōu)化，例如，模糊控制器與專家系統(tǒng)的有效結(jié)合，并研發(fā)出更加先進的模糊專家系統(tǒng)。比如，在以往的生產(chǎn)過程中，會經(jīng)常使用PID 控制器，不過，液位與密度會分開獨立控制，所以很難達到精度上的標準。因此，很多選煤廠通過模糊控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，解決生產(chǎn)過程中的各類問題，包括選煤過程中的壓密度、液位等因素，有效降低對實際選煤造成的影響，最終提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)效益，促進選煤企業(yè)的良好發(fā)展。

2 當前重介質(zhì)選煤自動控制中存在的不足

2.1 重介質(zhì)選煤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不健全

作為重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)中的核心，傳感器具有非常重要的作用，也是實現(xiàn)自動化控制的基礎(chǔ)條件，對于重介質(zhì)選煤自動控制系統(tǒng)的運行，大多要取決于傳感器和檢測儀表的具體狀態(tài)。盡管我國的傳感器與數(shù)據(jù)采集，能夠滿足重介質(zhì)選煤自動化控制生產(chǎn)工作要求，不過，卻存在穩(wěn)定性差、耐用性差點問題，這不僅會影響重介質(zhì)選煤生產(chǎn)，同時還會降低生產(chǎn)效益。另外，很多重要的參數(shù)，在檢測結(jié)果上無法達到標準，如灰分、黏度等，很多數(shù)據(jù)信息都無法利用在線檢測儀進行實時控制，最終導致重介質(zhì)選煤自動化控制技術(shù)的應用效果較差。

2.2 控制軟件無法滿足智能控制需求

控制軟件也是中介質(zhì)選為自動控制技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有多參數(shù)的技術(shù)特點，目前我國在控制軟件方面過于單一，或能提供的控制項目很少，無法滿足現(xiàn)代化重介質(zhì)選煤需求。其次參與控制的軟件雖然比較多，但每個環(huán)節(jié)都具有一定獨立性，導致控制軟件與控制系統(tǒng)的匹配度非常低。重介質(zhì)選煤工藝屬于系統(tǒng)性工程，所以比較依賴全流程智能控制軟件，因此這也是未來的主要研究重點，基于控制軟件不斷優(yōu)化重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)，確保能夠發(fā)揮出相應的作用。

2.3 系統(tǒng)投運后無法達到預期的目標

重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)十分復雜，其中涉及多領(lǐng)域、多學科，又包含其他多種不同技術(shù)，所以在應用前必須要進行全方位的設(shè)計。不過，在投入使用后卻沒有達到預期的設(shè)計目標，比如，生產(chǎn)中出現(xiàn)的重介質(zhì)懸浮液密度控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)異常現(xiàn)象，導致不能針對進行自動跟蹤調(diào)節(jié)，或生產(chǎn)中介質(zhì)消耗增加，都需要對自動控制系統(tǒng)展開分析，找到引發(fā)異常現(xiàn)象的原因進行完善。在重介質(zhì)選煤自動控制生產(chǎn)中，還會經(jīng)常出現(xiàn)浮選機液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)與入料泵流量，無法進行有效的聯(lián)鎖控制，這也導致礦漿液位存在不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至引發(fā)浮選系統(tǒng)停止工作，對重介質(zhì)選煤生產(chǎn)造成嚴重影響。

3 重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)改進策略

3.1 根據(jù)投產(chǎn)后系統(tǒng)實際情況進行改造

針對投產(chǎn)后出現(xiàn)的各類問題，應該根據(jù)實際情況展開改造處理，從而發(fā)揮出重介質(zhì)選煤自動控制技術(shù)的作用。首先，可以對脫泥篩進行分析，并把其中的物溜槽進行優(yōu)化，在原來的設(shè)計中大多會使用網(wǎng)格形態(tài)，但是，由于原煤中有很多較大的塊煤，為了避免進入重介質(zhì)旋流器，只能依靠大量的人力展開清理，往往會產(chǎn)生較大的勞動強度，同時，還會出現(xiàn)堵塞、停機等問題。針對這個問題，應該使用大孔徑形式的篩板，并加大延長脫泥篩出口的位置，就能有效改善這個問題，減少塊煤進入旋流器的現(xiàn)象。其次，要根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行優(yōu)化改造，完善原有的生產(chǎn)方案，通過只開一段主選重介質(zhì)旋流器，停開再選系統(tǒng)，從而直接生產(chǎn)矸石、精煤。這樣不僅可以滿足質(zhì)量方面的標準，還可以適當降低電源消耗，為選煤企業(yè)節(jié)省更多生產(chǎn)成本。

3.2 采用設(shè)備集中連鎖控制系統(tǒng)

集中聯(lián)鎖控制主要由工藝系統(tǒng)、控制設(shè)備以及生產(chǎn)設(shè)備組成，同時還可以劃分為不同系統(tǒng)，例如，在工藝設(shè)備中就包含了選洗系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)以及密控系統(tǒng)等，彼此之間存在必要的聯(lián)系。集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要采用了可編程控制器PLC，這也是該系統(tǒng)的主要設(shè)備，在應用方面能夠節(jié)省施工所用到的電纜，具有十分顯著的傳輸優(yōu)勢，并不需要太大的成本投入，就能實現(xiàn)自動化控制目標。另外，在該系統(tǒng)的實際應用中，可以分為就地解鎖與集中連鎖兩種主要形式，能夠?qū)χ亟橘|(zhì)選煤生產(chǎn)中的電氣化設(shè)備進行有效控制，從而提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中效率。

3.3 采用重介質(zhì)選煤工藝參數(shù)測控系統(tǒng)

工藝參數(shù)測控系統(tǒng)，也就是集生產(chǎn)、控制、管理以及檢驗為一體，對重介質(zhì)選煤生產(chǎn)中的各項參數(shù)進行有效測控，尤其是會影響生產(chǎn)效果的因素。例如，在重介質(zhì)選煤自動控制生產(chǎn)中，在介質(zhì)懸浮液中就存在一定煤泥含量，如果不能有效控制，就會造成生產(chǎn)質(zhì)量低等問題。

因此，可以利用測控系統(tǒng)，通過磁性物含量檢測劑，再通過計算得到煤泥含量，在含量達到上限值的情況下，可編程控制器就會發(fā)出信號，對懸浮液進行控制，或直接停滯磁選機分流。其次，介質(zhì)懸浮液密度也是比較重要的參數(shù)，對重介質(zhì)選煤質(zhì)量會直接造成影響，也會降低選煤企業(yè)的生產(chǎn)效率，所以需要借助參數(shù)測控系統(tǒng)，確保介質(zhì)懸浮液密度符合要求，在不符合標準的條件下應該返廠重制，以此提高重介質(zhì)選煤生產(chǎn)效益。

4 結(jié)語

智能化將成為我國煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向，越來越多先進的采煤技術(shù)得到應用，而重介質(zhì)選煤自動化技術(shù)也會不斷完善、改進其中的不足，全面推動我國選煤工業(yè)進步。重介質(zhì)選煤自動控制屬于多學科、多領(lǐng)域的現(xiàn)代化技術(shù)，其中包括傳感器、數(shù)據(jù)庫以及計算機技術(shù)的應用，推動了選煤產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率與管理水平，同時引領(lǐng)我國煤炭行業(yè)朝著自動化方向發(fā)展。不過，在應用過程中還有很多不足之處，需要對重介質(zhì)選煤自動化控制技術(shù)展開調(diào)整，從而實現(xiàn)更加高效的生產(chǎn)水平，為選煤企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。