智能化選煤廠建設再思考

高建川，王然風

(1.山西焦煤能源集團股份有限公司 洗選加工部，山西 太原 030006；2.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024)

2020年2月，為推動煤炭行業高質量發展，促進煤炭產業轉型升級,國家八部委印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，意見提出煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐。2020年10月中國煤炭學會和中國煤炭加工利用協會發布《智能化煤礦(井工)分類、分級技術條件與評價》和《智能化選煤廠建設 通用技術規范》，均對智能化選煤建設提出了具體要求。

2021年6月，國家能源局頒布《智能化煤礦建設指南2021版》，建設指南中首次將井工礦、露天礦和選煤廠智能化建設并列，凸顯了國家對選煤提質增效作用的肯定和重視，同時該建設指南對智能化選煤廠建設的目標、主要建設內容做了相對詳細的論述，為選煤廠智能化建設和驗收提供了可操作的具體內容和措施。

各大煤企集團對選煤廠智能化建設或采取示范建設或圍繞選煤廠卡脖子環節，并制定選煤廠智能化建設規劃，全力推進。總體來講目前已形成了國家倡導、地方政府支持，企業勇于探索的新局面與新模式。

最近中國對全世界莊嚴承諾，力爭2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。2020年煤炭消費下降至56.8%，下一步煤炭消費要繼續下降并實現清潔綠色利用。為此在2021年4月22日聯合國領導人氣候峰會上，習總書記明確提出，中國將嚴控煤電項目，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長。因此選煤廠智能化建設要防止盲目高大上傾向，智能化要務求實效，即提效率、降成本、減人員、增效益、節能降耗。

鑒于以上國家大環境與大背景，結合前期選煤智能化建設調研、探索與實踐，特別是圍繞智能化選煤廠建設的目標與建設重點提出如下建設思考，以期推動我國選煤廠智能化建設更快更好。

1 充分認識工業互聯網信息平臺對智能化選煤廠建設的支撐作用

智能化綜合管控平臺(即選煤MES系統)是智能化選煤廠的核心。雖然各選煤廠煤質條件、建設規模、系統組成與功能等存在較大差異，但不同選煤廠的智能化管控一體化平臺可以采用統一的技術架構進行設計，特別是要采用微服務思想對系統組成、功能等進行優化調整，形成技術架構統一、功能模塊有增減、硬件參數有差異的統一智能化綜合管控平臺技術方案，對于大型煤炭集團選煤廠智能化的統一采購、統一建設和綜合運維具有顯著優勢。核心內容包括：建立智能化選煤廠建設標準與技術規范體系。規范智能化選煤數據中心、主干網絡、云平臺、制定智能化選煤廠建設指南，為智能化選煤廠建設提供標準指引；基于微服務架構設計思想，開發應用統一技術架構的智能化選煤管控平臺，實現選煤各業務系統的監測實時化、控制自動化、管理信息化、業務流轉自動化、知識模型化、決策智能化的目標，實現選煤廠各系統的數據融合共享與統一協調管控。形成選煤廠智能化建設整體框架，實現選煤廠智能化建設頂層設計，為下一步智能化建設奠定良好基礎。推薦的選煤廠智能化建設總體框架見圖1，圖1構建了智能化選煤廠的工業互聯網平臺，形成了完善的信息平臺，搭建了選煤廠生態鏈的完整生態。

圖1 基于工業互聯網的智能化選煤廠整體架構設計圖

2 著力提升智能分選過程控制技術水平，確保智能化建設提效降本效果

分選過程智能控制是選煤生產中保證產品質量、提高精煤產率，降低介質消耗的核心過程。要實現分選過程的透明化，首先要實現分選產品數質量的高精度在線檢測，同時開發智能控制算法，在此基礎上，通過大數據分析和智能決策，進一步挖掘控制系統潛力，最大限度提升分選精度和分選效果。

對單元分選環節，要圍繞工況波動和煤質變化，提升分選智能控制系統的適應性、冗余性、可靠性和穩定性。對煉焦煤和動力煤選煤廠，分別依照煉焦煤選煤廠以產率最大、效益最優為原則和動力煤選煤廠以靈活適配、效益優先為原則，建立可靠的洗選過程智能模型，實現浮選過程智能控制及自主決策。不僅要關注單元分選智能控制，更要構建多單元分選的智能決策，優化分選過程參數配置，實現效益最優。

研發基于大數據的智能選煤決策平臺、商品煤智能檢驗與管控體系、選煤生產數字孿生技術等，實現選煤廠無人值守作業。

3 節能降耗符合雙碳戰略，應該成為智能化選煤廠建設的重要組成部分

節能降耗是智能化追求的目標之一，也是選煤降低成本，提高效益的組成部分，同時也是符合當前碳達峰和碳中和國家戰略的可行技術方案。選煤廠通過智能化建設，圍繞選煤能源構成，實現原煤、精煤、中煤、矸石、煤泥的精準動態實時檢測，對柴油、煤油用量(部分選煤廠采用)進行精確計量，實現設備能耗、工序能耗、車間能耗和全廠能耗實時、定量與動態分析，結合電力峰谷平用電，選煤分選最大化原則和矸石利用情況等數據，挖掘重點能耗單元與工序潛力，采用能量系統優化原理降低選煤生產能耗水平，實現節能提效，為國家雙碳戰略貢獻選煤力量。選煤過程能量系統優化模型見圖2.

圖2 選煤過程能量系統優化模型圖

4 智能化建設是一個久久為功的過程，不是簡單的“交鑰匙工程”

選煤廠智能化建設的顯著特征是信息技術、人工智能、控制技術與選煤工藝、裝備甚至于人才的深度融合，智能化選煤廠建設是高新技術融入選煤漸進迭代的過程，不是簡單的“交鑰匙工程”。要消除現場對傳統選煤廠建設的“交鑰匙工程”僵化思路，拓展選煤產—學—研—用人才路線，培育壯大選煤智能化人才隊伍，加大選煤廠智能化培訓力度，優化知識型、技能型、管理型人才發展體系。只有切實認識到選煤廠智能化建設是顛覆性的生產、管理的革命性變革，才能真正圍繞選煤廠智能化建設勇于探索、大膽實踐、循序漸進、持續改進。

5 結 論

選煤廠智能化建設是智能煤礦建設的重要組成部分，隨著國家八部委加快智能煤礦建設的指導性意見的出臺及選煤智能化建設團體標準、智能煤礦建設指南2021版的頒布，煤炭智能化分選建設正在進入一個嶄新階段，回顧選煤廠智能化建設歷程與進展，進行了選煤廠智能化分選建設再思考，主要結論如下：

1)基于工業互聯網架構的選煤信息平臺是智能化建設的重要支撐，需要在智能化建設中予以足夠重視。

2)分選是智能化建設的重點，圍繞重介、浮選等分選環節和配煤、配裝等環節，需要從煤質檢測、控制優化直到可靠執行形成完整閉環，并通過工藝創新和設備智能、控制優化和決策智能來適應煤質波動、工況波動達到穩定產品質量和合格率，全面提升經濟效益。

3)節能降耗是智能化選煤廠建設的重點內容之一，也是踐行雙碳目標的具體實踐。借鑒系統能量優化理論，構建選煤廠智能化建設的節能框架、節能技術和管理，為選煤廠低碳、綠色、智能、高效提供技術支撐。

4)實現選煤行業智能化不是傳統意義上的“交鑰匙工程”，而是需要勇于探索、大膽實踐，產學研合作，循序漸進，久久為功。