鎮(zhèn)城底礦選煤廠重介選煤工藝的參數(shù)測控

1、第2期 山西焦煤科技 N o.2 2009年2月 Shanx i Cok i n g Coa l Science&Techno logy Feb.2009 試驗(yàn)研究鎮(zhèn)城底礦選煤廠重介選煤工藝的參數(shù)測控賈愛霞(山西西山煤電股份公司鎮(zhèn)城底礦選煤廠摘 要 在重介質(zhì)旋流器選煤過程中,需要不斷地對(duì)選煤工藝參數(shù)進(jìn)行檢測和調(diào)整,以保證產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的穩(wěn)定,并保證生產(chǎn)過程的安全進(jìn)行。重介質(zhì)懸浮液的密度和流變特性的檢測及調(diào)整是重介質(zhì)選煤工藝參數(shù)測控的重點(diǎn),其液位、壓力、煤泥含量等也是影響因素。關(guān)鍵詞 密度;煤泥含量;液位;壓力中圖分類號(hào):TD922.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-0652(200902

2、-0014-03西山煤電股份公司鎮(zhèn)城底礦選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力為入選原煤150萬t/a的煉焦煤型選煤廠,于2003年底完成重介系統(tǒng)技術(shù)改造,設(shè)計(jì)采用了不脫泥無壓三產(chǎn)品旋流器分選+噴射式浮選機(jī)煤泥浮選(1+1的聯(lián)合工藝流程,于2004年初正式投入生產(chǎn)。該廠工藝設(shè)計(jì)高效簡單,精煤產(chǎn)率高,質(zhì)量穩(wěn)定,對(duì)于高硫難選煤的脫硫降灰效果顯著,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程的參數(shù)測控是穩(wěn)定生產(chǎn)的重要前提。1 選煤過程主要的測控參數(shù)重介質(zhì)選煤是用密度介于凈煤與矸石(或凈煤之間的液體作為介質(zhì)按阿基米德原理進(jìn)行分選的方法。密度低于介質(zhì)的凈煤漂浮,而密度高于介質(zhì)的矸石則下沉,然后分別收集歸入不同的產(chǎn)品。其基本的分選原理比其他重力選方

3、法簡單明了,然而這需要在一種人工制備的具有一定特性的介質(zhì)中分選,因此,除了分選設(shè)備的設(shè)計(jì)以外,介質(zhì)的制備回收復(fù)用以及介質(zhì)的穩(wěn)定性是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵。在重介質(zhì)發(fā)展史上曾經(jīng)使用過兩類重介質(zhì),一類是有機(jī)重液和無機(jī)鹽溶液,另一類是重懸浮液。重懸浮液一般是由較高密度的固體,經(jīng)細(xì)粉碎后與水配制成一定濃度的懸浮液。但其中屬磁鐵礦來源豐富,價(jià)格便宜,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它的密度接近于5000kg/m3,用其配制懸浮液的密度可在1200 2000kg/m3范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。磁鐵礦屬于鐵磁性礦物,容易用磁選機(jī)回收復(fù)用,鑒與此特性該廠工業(yè)生產(chǎn)中使用此種物質(zhì)作為重介質(zhì)分選。在重介旋流器選煤過程中,需要不斷地對(duì)選煤工藝參數(shù)進(jìn)行檢測和

4、調(diào)整,以保證產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的穩(wěn)定及安全生產(chǎn)。重介質(zhì)懸浮液的密度和流變特性的檢測和調(diào)整是重介選煤工藝參數(shù)測控的重點(diǎn)。選用先進(jìn)的自動(dòng)測控技術(shù)設(shè)備代替人工操作,是實(shí)現(xiàn)選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化的前提。自動(dòng)測控技術(shù)涉及自動(dòng)檢測、自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制。自動(dòng)檢測儀表可以為控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及外部干擾條件,自動(dòng)調(diào)節(jié)可使工藝過程為題保持穩(wěn)定,或按給定的規(guī)律進(jìn)行變化,自動(dòng)控制是在沒有人工參與時(shí),根據(jù)預(yù)制規(guī)則或?qū)＜蚁到y(tǒng),自動(dòng)完成系統(tǒng)控制過程。對(duì)特定的重介選煤工藝系統(tǒng),影響選煤過程的主要工藝參數(shù)有:1原煤性質(zhì):可選性、粒度組成、入選原煤數(shù)量。2介質(zhì)性質(zhì):重介質(zhì)懸浮液的濃度、密度、和流變特性、介質(zhì)桶的液

5、位。3操作參數(shù):旋流器的入口壓力。由于涉及的變量很多,變量間關(guān)系復(fù)雜,因而控制起來也很復(fù)雜。在生產(chǎn)上一般以調(diào)節(jié)懸浮液密度參數(shù)為主,其他工藝參數(shù)采取穩(wěn)定控制,使其波動(dòng)范圍盡量小。這樣,大大簡化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與難度。作者簡介:賈愛霞 女 1981年出生 2001年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué) 技術(shù)員 古交 0302031.1 重介懸浮液密度測控在重介質(zhì)選煤工藝中,重介質(zhì)懸浮液密度的測控和調(diào)節(jié)是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。重介質(zhì)懸浮液分為低密度(密度小于1500kg /m 3懸浮液、高密度懸浮液(密度大于1600kg /m 3和稀懸浮液(密度小于1100/m 3。常用的自動(dòng)測量裝置有差壓式密度計(jì)、水柱平衡式密度

6、計(jì)、浮子式密度計(jì)、射線式密度計(jì)等,精度要求在 5kg 。該廠現(xiàn)使用的是射線式密度計(jì)。懸浮液密度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖見圖1。由射線式密度計(jì)測得密度信號(hào),信號(hào)送至調(diào)節(jié)器的輸入端,與給定值進(jìn)行比較,形成偏差信號(hào),調(diào)節(jié)器對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比擬、積分、微分(即P 、I 、D 運(yùn)算,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出的信號(hào)去調(diào)節(jié)被控分流箱的分流量,改變懸浮液的密度值,使密度值與給定值的偏差在容許的 范圍內(nèi)。圖1 為懸浮液密度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖重介質(zhì)選煤的主要原理是:通過控制懸浮液的密度,使不同的產(chǎn)品得以分離。如果懸浮液的密度不能按規(guī)定要求控制調(diào)整,那么將嚴(yán)重影響分選效果。因此,懸浮液密度的測量和調(diào)節(jié)非常關(guān)鍵。密度調(diào)整的基本思想是

7、加水或補(bǔ)介(分流也可以,但牽涉到煤泥量等其他因素。當(dāng)懸浮液密度過高時(shí),要及時(shí)加水,使其密度降低;當(dāng)懸浮液密度過低時(shí),要補(bǔ)介并及時(shí)分流一部分弧形篩下的合格介質(zhì)到稀介中,由磁選機(jī)回收磁鐵礦加重質(zhì),并返回到合格介質(zhì)桶,提高介質(zhì)懸浮液密度。具體調(diào)節(jié)還要將介質(zhì)桶的桶位等協(xié)同考慮。桶位低、密度也低時(shí),應(yīng)首先考慮補(bǔ)加濃介;桶位高、密度低時(shí),可以首先考慮分流,為了提高調(diào)節(jié)的速度,也可同時(shí)補(bǔ)加濃介;桶位低、密度高時(shí),應(yīng)補(bǔ)加水;桶位高、密度也高的情況一般不會(huì)出現(xiàn)。1.2 介質(zhì)桶桶位自動(dòng)測控在生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)桶為有格介質(zhì)桶、稀介質(zhì)桶、煤泥桶等,這些介質(zhì)桶的液面在生產(chǎn)中會(huì)不斷地變化。為了使液位保持在一定范圍內(nèi),不至過

8、高(易造成 跪冒 或者過低(影響泵的穩(wěn)定運(yùn)行,需要對(duì)桶位進(jìn)行及時(shí)的檢測并調(diào)整。液位測量儀表的類型很多,由于介質(zhì)桶桶位測量的儀器多是壓力式、浮標(biāo)式、射線式和超聲波式等,該廠主洗現(xiàn)在采用的測量裝置是后一種。介質(zhì)桶的液位自動(dòng)調(diào)節(jié)主要是指合格介質(zhì)桶的液位調(diào)節(jié)。懸浮液在循環(huán)使用中,由于不斷的選煤、不斷地分流、加水、加介質(zhì)等,而導(dǎo)致介質(zhì)桶的液位不斷變化。液位過高會(huì)造成跑溢流;液位過低,可能把懸浮液抽空,無法選煤。同時(shí)液位不穩(wěn)定,也會(huì)影響懸浮液工藝參數(shù)的調(diào)整(如密度、黏度等,影響分選效果。合格介質(zhì)桶的液位調(diào)節(jié)主要采用打分流和補(bǔ)加高密度介質(zhì)與水的辦法。1.3 介質(zhì)懸浮液中非磁性物含量測控重介懸浮液的組成主要是

9、磁鐵礦粉、煤泥和水。懸浮液流變特性自動(dòng)調(diào)節(jié),主要調(diào)節(jié)懸浮液的煤泥含量。一般在分選密度較低、磁鐵礦粉密度較粗時(shí),增加工作懸浮液中的煤泥含量可以改善分選效果。采用細(xì)粒度磁鐵礦粉(小于0.04mm 占94%作為加重質(zhì)時(shí),可在在煤泥含量較低時(shí)取得良好的分選效果。但是,當(dāng)煤泥含量過高(56.5%62%時(shí),10.5mm 粒級(jí)原煤的分選效果變壞。因此,不同懸浮液中的煤泥含量有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?見表1。表1 懸浮液中煤泥含量對(duì)旋流器分選效果的影響量懸浮液中的煤泥含量/%懸浮液中固體物的體積濃度/%懸浮液黏度/cP 分選密度 p /g c m -3 p 0.1含量/%可能偏差E 精煤灰分/%0.08.22.014

10、.2232.10.05515.212.712.72.31.43039.10.0559.221.816.53.31.41436.70.0579.136.624.56.11.44340.20.0278.740.125.58.61.37532.50.0306.251.439.910.31.43643.20.0308.657.433.131.31.43025.00.0388.8重介質(zhì)懸浮液中的煤泥含量很難使用儀表測量,15 2009年第2期賈愛霞:鎮(zhèn)城底礦選煤廠重介選煤工藝的參數(shù)測控一般是借助于密度計(jì)和磁性物計(jì)分別測量出懸浮液的密度和磁性物含量,然后由監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)懸浮液參數(shù)之間的關(guān)系換算出煤泥含量

11、:G =A ( -100-BF式中:G 煤泥(非磁性物含量,kg /m 3F 磁性物含量,kg /m 3 懸浮液密度,kg /m3A 與煤泥有關(guān)的系數(shù);B 與煤泥和磁性物有關(guān)的系數(shù)。其中:A =煤泥煤泥-1000B = 煤泥/( 磁-1000 煤泥( 磁-1000式中:煤泥 煤泥密度,kg /m 3; 磁 磁鐵礦密度,kg /m 3。所以,煤泥百分含量為:GG +FG 100%在重介質(zhì)旋流器選煤中,低密度分選懸浮液的煤泥百分含量一般控制在50%60%為宜。超過此值時(shí),應(yīng)將精煤弧形篩下合格懸浮液分流去精煤稀介桶,經(jīng)磁選機(jī)脫泥,使分選懸浮液的煤泥含量穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。1.4 旋流器入口壓力自動(dòng)檢測

12、及自動(dòng)控制重介旋流器的入口壓力是旋流器的工作動(dòng)力來源。隨著旋流器入口壓力的增大,礦粒在旋流器內(nèi)的離心因數(shù)和沉降加速度也增加,可以改善分選分離的效果。但壓力到一定值后,再增大壓力,對(duì)改善分選效果非但不明顯,反而會(huì)增加機(jī)械磨損和能耗。而壓力低于最低值時(shí),分選效果將顯著下降。因此,必須把旋流器入口壓力控制在合適范圍。一般是:H 9D式中:H 旋流器入口壓力,m 水柱;D 旋流器直徑,m 。旋流器入口壓力是指旋流器介質(zhì)進(jìn)料口處的壓力,三產(chǎn)品重介旋流器二段的分選動(dòng)力是一段余壓,為了保證二段的入選壓力,改善細(xì)粒煤的分選效果,往往可以適當(dāng)加大一段的入口壓力。2 結(jié) 語該廠在重介分選生產(chǎn)過程中自動(dòng)檢測和自動(dòng)控

13、件兩個(gè)環(huán)節(jié)輔助生產(chǎn)起的作用是很明顯的,但是在自動(dòng)調(diào)節(jié)方面仍不夠完善,如再建立自動(dòng)密度跟蹤系統(tǒng),這樣在生產(chǎn)過程中可以自動(dòng)根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)補(bǔ)加濃介質(zhì)或水,這樣就自動(dòng)調(diào)節(jié)了懸浮液的密度、介質(zhì)桶的液位及煤泥含量等一系列相關(guān)參數(shù),有利于及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控生產(chǎn)過程,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有更好的保障。收稿日期 2008-12-20Observe and Control for Para m eter of De nseM edi u m Coal Se parati on Technology i n Zhenche ngdiM ine Coal Preparation PlantJia A ixiaAbst ract

14、 In dense m ed i u m cyclone coal preparation pr ocess ,needs to keep on the coa l preparati o n process pa ra m eters to detect and ad j u s,t i n or der to ensure product quality and quantity of stability ,and guarantees the safety of t h e production process .Suspension of dense -m ed i u m density and rheo log ical behav ior of the detection and ad j u st m ent is heavy-m ediu m coal preparation process