摘 要: 闡述現(xiàn)階段選煤廠浮選機(jī)設(shè)備存在的問題，結(jié)合選煤廠的實(shí)際情況與需求，提出浮選設(shè)備自動(dòng)化改造優(yōu)化方案?；诟∵x設(shè)備自動(dòng)化控制優(yōu)化改造的原理，提出了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，闡述浮選機(jī)設(shè)備自動(dòng)化控制具體功能。通過實(shí)踐應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)有效提升了浮選效率以及質(zhì)量，降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
引言
    選煤的浮選設(shè)備在浮選過程中，藥劑添加的控制環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵。如果加入藥劑數(shù)量偏少，會(huì)導(dǎo)致煤炭資源無法更好分離，煤炭資源回收效率降低。如果加入藥物數(shù)量偏高，會(huì)導(dǎo)致“跑槽”發(fā)生，使浮選設(shè)備的選擇性變差，影響精煤的產(chǎn)出率，同時(shí)也使藥劑嚴(yán)重浪費(fèi)。另外，有些選煤廠用手工添加方式向浮選設(shè)備中添加藥物時(shí)，藥劑量多少是憑借操作人員自身經(jīng)驗(yàn)，人為因素導(dǎo)致浮選效率及精度受到極大影響。目前，浮選設(shè)備加藥控制工作任然需大量人工操作，浮選設(shè)備的自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)改造目標(biāo)是解決各種不利因素的影響，確保能精準(zhǔn)控制浮選設(shè)備加藥數(shù)量，對(duì)確保進(jìn)一步提升選煤作業(yè)效率有重要作用和意義。
1：浮選設(shè)備自動(dòng)化改造方案及意義
    現(xiàn)階段，選煤廠應(yīng)用的浮選設(shè)備加藥方法有 2類: ①在一次浮選作業(yè)的入料泵位置添加上浮選藥物; ②在漿液預(yù)處理裝置上對(duì)應(yīng)的分點(diǎn)位置添加上浮選藥物。結(jié)合某企業(yè)具體情況以及目前選煤廠選煤作業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用第二類加藥方法更加科學(xué)。針對(duì)浮選設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)首先要確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案思路: 在漿液流入浮選總管位置處設(shè)置濃度計(jì)裝置，通過此裝置檢測(cè)進(jìn)入浮選設(shè)備漿液濃度。同時(shí)，還應(yīng)在漿液預(yù)處理裝置對(duì)應(yīng)的入料管中設(shè)置漿液流量計(jì)以及循環(huán)水流量計(jì)，通過此來檢測(cè)流入預(yù)處理裝置中的液體總量。在浮選設(shè)備預(yù)處理裝置位置處設(shè)置相應(yīng)的計(jì)量泵，用于自動(dòng)向預(yù)處理裝置中添加浮選藥物。浮選設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
    所設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)能結(jié)合不同時(shí)間段內(nèi)浮選設(shè)備具體流入的漿液數(shù)量，自動(dòng)、獨(dú)立的加入浮選藥物，保證藥物添加的精確性，同時(shí)也能有效避免由于入選浮煤質(zhì)量偏差造成的差異。由于添加藥物位置和選煤機(jī)設(shè)備較近，無需較長管道，確保浮選機(jī)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)加藥作業(yè)更加靈活，更有效的消除浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制的滯后問題。通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠顯示流入浮選機(jī)實(shí)時(shí)液體數(shù)量以及液體濃度，確保選煤作業(yè)過程中獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)于操作技術(shù)人員分析選煤作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況非常有利。 2：選煤機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    此次設(shè)計(jì)選煤機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)借助流入浮選設(shè)備漿液濃度以及數(shù)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能換算得到流入浮選設(shè)備中干煤泥數(shù)量，可以通過干煤泥數(shù)量與浮選藥物數(shù)量之間數(shù)學(xué)關(guān)系式，利用 PLC控制裝置，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息加以及時(shí)處理，根據(jù)不同時(shí)段內(nèi)入選漿液濃度及數(shù)量波動(dòng)情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)藥物添加量，確保浮選設(shè)備運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制操作。
2.1自動(dòng)化控制原理分析
   浮選機(jī)設(shè)備自動(dòng)化控制屬于動(dòng)態(tài)控制過程，浮選操作過程中，不同時(shí)間內(nèi)添加藥物具體數(shù)量和流入浮選機(jī)設(shè)備中漿液濃度以及數(shù)量等存在直接關(guān)聯(lián)性，其數(shù)學(xué)關(guān)系式如下:Q0i =K1×m+K0i 式中: Q0i代表了特定時(shí)間段內(nèi)所需加入藥物的具體數(shù)量，L /h; K1 代表了特定時(shí)間段內(nèi)流入浮選設(shè)備的干煤泥所需浮選藥具體數(shù)量，L /t; m 代表了特定時(shí)間段內(nèi)流入浮選設(shè)備的干煤泥對(duì)應(yīng)質(zhì)量，t /h; K0i代表了修正系數(shù)L/h
   選煤作業(yè)因?yàn)椴煌∵x設(shè)備運(yùn)行情況不同，不同時(shí)間段內(nèi)流入浮選設(shè)備的煤泥漿液其性質(zhì)存在差異,因此，向浮選設(shè)備中加入藥物數(shù)量也存在差異，借助修正系數(shù)能調(diào)節(jié)浮選藥物實(shí)際添加量，確保所加入浮選藥物量更為精準(zhǔn)。
2.2自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
   此次設(shè)計(jì)的浮選設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)具體框架構(gòu)成見圖2。在浮選機(jī)設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，有 PLC控制裝置、觸摸屏裝置、計(jì)量泵裝置以及濃度計(jì)裝置等多個(gè)裝置。將濃度測(cè)量裝置設(shè)置于浮選設(shè)備入料管道中，電磁流量計(jì)設(shè)置在預(yù)處理裝置的入料管道以及循環(huán)水管道中。通過對(duì)流入浮選設(shè)備液體濃度以及數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)，利用公式得到特定時(shí)間段內(nèi)流入至浮選設(shè)備中干煤泥數(shù)量。     如果要防止浮選設(shè)備中藥物罐體中藥劑液面變化對(duì)計(jì)量泵具體輸出藥劑數(shù)量的影響，同時(shí)避免管道出現(xiàn)虹吸問題，可在相應(yīng)管路中設(shè)置背壓閥。另外，在相應(yīng)管路中設(shè)置脈沖阻尼器，這便能夠保藥劑液體其壓力以及流量均更加穩(wěn)定，能夠有效避免管路出現(xiàn)振動(dòng)，為背壓閥正常運(yùn)行提供可靠保障。圖3為浮選設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中計(jì)量泵安裝示意圖。 2.3自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
   浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制流程見圖4。 2.3.1測(cè)量及控制功能
   在浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC裝置利用所安裝的流量及濃度檢測(cè)裝置獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)利用以太網(wǎng)和安裝的觸摸屏之間完成信息交換，所收集的信息利用 CPU 進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算及處理后，借助輸出功能模塊輸出指令，在計(jì)量泵收到指令后便會(huì)作出動(dòng)作。所設(shè)計(jì)的浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)可更加全面監(jiān)測(cè)的對(duì)流入浮選設(shè)備干煤數(shù)量，同時(shí)也能夠調(diào)節(jié)控制計(jì)量泵具體藥物添加數(shù)量。另外，浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)具體操作模式包含有2種，自動(dòng)操作模式與手動(dòng)操作模式，操作人員可依照現(xiàn)場(chǎng)具體狀況采用適宜的操作模式。
2.3.2操作功能、顯示功能以及記錄功能
    操作功能、顯示功能以及記錄功能，主要是在顯示屏上動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)浮選設(shè)備具體作業(yè)流程及各個(gè)運(yùn)行參數(shù)，顯示自動(dòng)操作模式與手動(dòng)操作模式選擇按鈕，顯示計(jì)量泵裝置的停啟操作按鈕，顯示浮選設(shè)備實(shí)施運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)信息同時(shí)也顯示歷史數(shù)據(jù)信息。
2.3.3 網(wǎng)絡(luò)功能
    此次所設(shè)計(jì)的浮選機(jī)設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，利用操作軟件，能對(duì)不同用戶分配對(duì)應(yīng)操作權(quán)限，能確保不同用戶同時(shí)使用，還可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸至選煤廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中，不同用戶均能利用軟件對(duì)浮選設(shè)備具體運(yùn)行情況以及現(xiàn)場(chǎng)操作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
3：應(yīng)用效果
    此處歸納一下創(chuàng)新點(diǎn)對(duì)浮選設(shè)備進(jìn)行改造設(shè)計(jì)后，在選煤作業(yè)過程中使用藥劑數(shù)量顯著減少，而且抽出率也相應(yīng)提升，灰分也在一定程度上減小。改造設(shè)計(jì)前后相應(yīng)參數(shù)對(duì)比如表1所示。 4：結(jié) 語
      實(shí)踐中，目前我國大多數(shù)選煤廠應(yīng)用的浮選機(jī)設(shè)備其自動(dòng)化程度偏低，通過應(yīng)用自身設(shè)計(jì)的浮選機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，確保了煤炭進(jìn)行浮選操作時(shí)相關(guān)參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確，藥物添加工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)掌握浮選機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況，確保了浮選操作自動(dòng)化程度進(jìn)一步提升，有效的改善了煤炭浮選效率及質(zhì)量，對(duì)于提升精煤產(chǎn)量非常有利，為選煤廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，通過應(yīng)用浮選設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，顯著的降低操作人員作業(yè)強(qiáng)度，確保操作人員更易完成各項(xiàng)操作工作，其社會(huì)效益非常顯著，值得在選煤廠浮選設(shè)備自動(dòng)化控制過程中推廣應(yīng)用。