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 試驗研究鎮城底礦選煤廠重介選煤工藝的參數測控賈愛霞(山西西山煤電股份公司鎮城底礦選煤廠摘 要 在重介質旋流器選煤過程中,需要不斷地對選煤工藝參數進行檢測和調整,以保證產品質量和數量的穩定,并保證生產過程的安全進行。重介質懸浮液的密度和流變特性的檢測及調整是重介質選煤工藝參數測控的重點,其液位、壓力、煤泥含量等也是影響因素。關鍵詞 密度;煤泥含量;液位;壓力中圖分類號:TD922.7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-0652(20

2、0902-0014-03西山煤電股份公司鎮城底礦選煤廠是一座設計能力為入選原煤150萬t/a的煉焦煤型選煤廠,于2003年底完成重介系統技術改造,設計采用了不脫泥無壓三產品旋流器分選+噴射式浮選機煤泥浮選(1+1的聯合工藝流程,于2004年初正式投入生產。該廠工藝設計高效簡單,精煤產率高,質量穩定,對于高硫難選煤的脫硫降灰效果顯著,對整個系統運行過程的參數測控是穩定生產的重要前提。1 選煤過程主要的測控參數重介質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按阿基米德原理進行分選的方法。密度低于介質的凈煤漂浮,而密度高于介質的矸石則下沉,然后分別收集歸入不同的產品。其基本的分選原理比其他

3、重力選方法簡單明了,然而這需要在一種人工制備的具有一定特性的介質中分選,因此,除了分選設備的設計以外,介質的制備回收復用以及介質的穩定性是生產過程的關鍵。在重介質發展史上曾經使用過兩類重介質,一類是有機重液和無機鹽溶液,另一類是重懸浮液。重懸浮液一般是由較高密度的固體,經細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,價格便宜,化學性質穩定。它的密度接近于5000kg/m3,用其配制懸浮液的密度可在1200 2000kg/m3范圍內調節。磁鐵礦屬于鐵磁性礦物,容易用磁選機回收復用,鑒與此特性該廠工業生產中使用此種物質作為重介質分選。在重介旋流器選煤過程中,需要不斷地對選煤工藝參數進

4、行檢測和調整,以保證產品質量和數量的穩定及安全生產。重介質懸浮液的密度和流變特性的檢測和調整是重介選煤工藝參數測控的重點。選用先進的自動測控技術設備代替人工操作,是實現選煤廠生產自動化的前提。自動測控技術涉及自動檢測、自動調節和自動控制。自動檢測儀表可以為控制系統提供準確的工藝參數信息、設備運行狀態及外部干擾條件,自動調節可使工藝過程為題保持穩定,或按給定的規律進行變化,自動控制是在沒有人工參與時,根據預制規則或專家系統,自動完成系統控制過程。對特定的重介選煤工藝系統,影響選煤過程的主要工藝參數有:1原煤性質:可選性、粒度組成、入選原煤數量。2介質性質:重介質懸浮液的濃度、密度、和流變特性、介

5、質桶的液位。3操作參數:旋流器的入口壓力。由于涉及的變量很多,變量間關系復雜,因而控制起來也很復雜。在生產上一般以調節懸浮液密度參數為主,其他工藝參數采取穩定控制,使其波動范圍盡量小。這樣,大大簡化了控制系統的結構與難度。作者簡介:賈愛霞 女 1981年出生 2001年畢業于遼寧工程技術大學 技術員 古交 0302031.1 重介懸浮液密度測控在重介質選煤工藝中,重介質懸浮液密度的測控和調節是控制產品質量的關鍵。重介質懸浮液分為低密度(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。常用的自動測量裝置有差壓式密度計、水柱平

6、衡式密度計、浮子式密度計、射線式密度計等,精度要求在 5kg 。該廠現使用的是射線式密度計。懸浮液密度自動調節系統示意圖見圖1。由射線式密度計測得密度信號,信號送至調節器的輸入端,與給定值進行比較,形成偏差信號,調節器對偏差信號進行比擬、積分、微分(即P 、I 、D 運算,根據運算結果發出的信號去調節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。圖1 為懸浮液密度自動調節系統示意圖重介質選煤的主要原理是:通過控制懸浮液的密度,使不同的產品得以分離。如果懸浮液的密度不能按規定要求控制調整,那么將嚴重影響分選效果。因此,懸浮液密度的測量和調節非常關鍵。密度調整的基

7、本思想是加水或補介(分流也可以,但牽涉到煤泥量等其他因素。當懸浮液密度過高時,要及時加水,使其密度降低;當懸浮液密度過低時,要補介并及時分流一部分弧形篩下的合格介質到稀介中,由磁選機回收磁鐵礦加重質,并返回到合格介質桶,提高介質懸浮液密度。具體調節還要將介質桶的桶位等協同考慮。桶位低、密度也低時,應首先考慮補加濃介;桶位高、密度低時,可以首先考慮分流,為了提高調節的速度,也可同時補加濃介;桶位低、密度高時,應補加水;桶位高、密度也高的情況一般不會出現。1.2 介質桶桶位自動測控在生產系統中的介質桶為有格介質桶、稀介質桶、煤泥桶等,這些介質桶的液面在生產中會不斷地變化。為了使液位保持在一定范圍內

8、,不至過高(易造成 跪冒 或者過低(影響泵的穩定運行,需要對桶位進行及時的檢測并調整。液位測量儀表的類型很多,由于介質桶桶位測量的儀器多是壓力式、浮標式、射線式和超聲波式等,該廠主洗現在采用的測量裝置是后一種。介質桶的液位自動調節主要是指合格介質桶的液位調節。懸浮液在循環使用中,由于不斷的選煤、不斷地分流、加水、加介質等,而導致介質桶的液位不斷變化。液位過高會造成跑溢流;液位過低,可能把懸浮液抽空,無法選煤。同時液位不穩定,也會影響懸浮液工藝參數的調整(如密度、黏度等,影響分選效果。合格介質桶的液位調節主要采用打分流和補加高密度介質與水的辦法。1.3 介質懸浮液中非磁性物含量測控重介懸浮液的組

9、成主要是磁鐵礦粉、煤泥和水。懸浮液流變特性自動調節,主要調節懸浮液的煤泥含量。一般在分選密度較低、磁鐵礦粉密度較粗時,增加工作懸浮液中的煤泥含量可以改善分選效果。采用細粒度磁鐵礦粉(小于0.04mm 占94%作為加重質時,可在在煤泥含量較低時取得良好的分選效果。但是,當煤泥含量過高(56.5%62%時,10.5mm 粒級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適當的范圍,見表1。表1 懸浮液中煤泥含量對旋流器分選效果的影響量33.131.31.43025.00.0388.8重介質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:鎮城底礦選煤廠重介選煤工藝的參數測控

10、一般是借助于密度計和磁性物計分別測量出懸浮液的密度和磁性物含量,然后由監控系統自動根據懸浮液參數之間的關系換算出煤泥含量: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 與煤泥有關的系數;B 與煤泥和磁性物有關的系數。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,應將精煤

11、弧形篩下合格懸浮液分流去精煤稀介桶,經磁選機脫泥,使分選懸浮液的煤泥含量穩定在規定范圍內。1.4 旋流器入口壓力自動檢測及自動控制重介旋流器的入口壓力是旋流器的工作動力來源。隨著旋流器入口壓力的增大,礦粒在旋流器內的離心因數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,對改善分選效果非但不明顯,反而會增加機械磨損和能耗。而壓力低于最低值時,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進料口處的壓力,三產品重介旋流器二段的分選動力是一段余壓,為了保證

12、二段的入選壓力,改善細粒煤的分選效果,往往可以適當加大一段的入口壓力。2 結 語該廠在重介分選生產過程中自動檢測和自動控件兩個環節輔助生產起的作用是很明顯的,但是在自動調節方面仍不夠完善,如再建立自動密度跟蹤系統,這樣在生產過程中可以自動根據生產需要隨時補加濃介質或水,這樣就自動調節了懸浮液的密度、介質桶的液位及煤泥含量等一系列相關參數,有利于及時、準確地監控生產過程,對產品質量有更好的保障。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

13、 Zhenche ngdiM ine Coal Preparation PlantJia A ixiaAbst ract 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 para m eters