新技术背景下智能洗煤厂工艺机制与实践研究

冯小兵

[摘 要]近年来，我国科学技术不断进步，大量新技术不断涌现。我国煤炭产业在发展中也相继应用了诸多新技术，洗煤厂在逐步应用各种新技术后，智能化发展趋势变得越发明显。基于此，本文在新技术背景下，以某集团的下辖洗煤厂为例来探讨其智能化改造，通过深入分析其工艺机理与实践，梳理其智能化发展现状，在此基础上提出智能洗煤厂的未来发展建议。

[关键词]新技术;智能洗煤厂;工艺机理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.08.072

[中图分类号]F273 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2020）08-0-02

0     引 言

近年来，我国在传感器、大数据、物联网等技术上得到了高速发展，这些新技术在很大程度上推动了社会进步。与此同时，在我国煤炭产业发展中，也逐步形成了“互联网+洗煤厂”的全新模式，从而使洗煤厂的建设变得越来越智能化，智能化洗煤厂也由此成为其未来发展趋势。通过对大数据、传感器、互联网乃至物联网等一系列新技术进行融合应用，可使员工劳动强度大大减轻，并降低人力投入，在使产品质量变得更加稳定的同时，还能节约很多成本，生产效率也得到进一步提高，进而实现煤炭的优质、低耗、绿色、高效、清洁生产。可以说，互联网与工业大数据结合，使洗煤行业以智能工厂的形式进行顶层革新，从而使行业发展成功迈上一个新的台阶。

1     新技术背景下智能洗煤厂的工艺机制分析

某煤业集团建立的选配煤中心位于宁夏回族自治区灵武市的怀集县，其下辖10家洗煤厂，这些洗煤厂主要负责对矿井中开采出来的原煤进行洗选加工，年均总设计能力约7 940万吨，历经长时间的发展，这些洗煤厂在生产工艺上已经趋于完备。这些洗煤厂的工艺机制如下：在羊场湾一区与二分区、石槽村3个洗煤厂中，原煤利用4台弛张筛来实现分级，该弛张筛中包含有3层筛板，超过200 mm的原煤需单独进行筛大块，而对于25～200 mm的煤块，则需通过6 mm进行脱泥，然后利用重介浅槽来进行分选，25 mm以内的原煤则不入洗。对于粗煤泥来说，通过弧形筛和离心机的结合运用来实现脱水回收;对于细煤泥来说，则通过板块压滤机和浓缩机结合使用进行脱水回收，洗水则通过闭路系统进行循环。而在枣泉、梅花井这两个洗煤厂中，原煤利用4台弛张机实现分级，该弛张机包含双层弛张筛，对于25～200 mm的块煤，不需要进行脱泥处理，而是直接通过重介浅槽进行分选，25 mm以内的块煤则不入洗。对于粗煤泥来说，需要将离心机和弧形筛结合使用来回收;对于细煤泥来说，则需将板块压滤机和浓缩机结合使用进行脱水回收，洗水则通过闭路系统进行循环。在红柳洗煤厂中，对0～200 mm的煤块进行全级入洗，原煤需利用2台双层弛张筛与4台博后筛进行分选，对于25～200 mm的块煤，则需通过6 mm进行脱泥，然后采用重介浅槽分选机进行洗选，对于25 mm以内的末煤，则需通过1.5 mm进行脱泥，然后采用有压两产品重介旋流器进行主、再洗分选。对于0.5～1.5 mm的粗煤泥而言，需通过螺旋分选机进行洗选;对于尾矿以及螺旋精矿，则需通过高频筛和弧形筛结合运用进行脱水;对于细煤泥，则需通过3段浓缩，也就是净化浓缩、两段串联浓缩以及板框压滤机进行回收生产。在双马和金风两个洗煤厂中，对于0～200 mm的原煤则需进行全级入洗，原煤通过4台分级筛来进行分级;对于25～200 mm的块煤，则需通过6 mm进行脱泥，然后利用重介浅槽进行分选;对于25 mm以内的末煤，则需通过无压三产品重介旋流器進行分选;对于25 mm以内的末煤，利用弛张筛进行6 mm分级。通过1.5 mm脱泥，然后采用重介旋流器进行洗选，粗细煤泥需要单独回收，通过煤泥离心机和弧形筛结合应用实现脱水回收。对于细煤泥而言，则需将净化浓缩、两段串联浓缩、快开压滤机以及卧式沉降离心脱水机进行回收生产。在灵新洗煤厂，原煤需通过两台分级筛来进行分级，对于40～120 mm的块煤，需通过智能干选系统进行分选。在清水营洗煤厂，原煤需采用4台香蕉筛进行分级;对于25～200 mm的块煤需进行6 mm脱泥，然后通过重介浅槽进行分选;25 mm以内的块煤则不入洗。对于粗煤泥的回收，则需将离心机和弧形筛结合应用来实现，而细煤泥的脱水回收则需通过板块压滤机和浓缩机的结合应用实现，洗水通过闭路系统进行循环。

2     新技术背景下智能洗煤厂的工艺实践现状

2.1   智能洗煤厂的工艺实践现状

现如今，该煤业集团的下辖洗煤厂在局域网以及生产集控系统上都已得到了较为完备的建立，使这些洗煤厂有较高的自动化生产水平，不过，由于各个系统的运行时间较长，部分系统甚至已经经过了近10年的运行，导致洗煤厂中部分设备的性能已无法满足其生产要求，难以与智能洗煤厂的发展要求相适应。还有一些具有辅性的现场设备，依旧采用手动操作方式，因此对于这些洗煤厂而言，对其进行智能化改造是迫在眉睫的，以下便分析这些洗煤厂在智能化工艺实践中存在的问题：其一，对于压滤机、深缩机、空压机以及加药机等设备，都仅能实现单机控制，而无法采取远程集中控制;其二，配仓闸板、给煤机闸板以及配筛仍旧需要进行就地操作，并不具备远程控制功能;其三，除了位于羊场湾一区及二分区的洗煤厂以外，其他洗煤场均没有建立在线点检系统;其四，除了红柳、金凤、双马与石槽村4个洗煤厂能够实现对密度与桶位的自动化控制，其他洗煤厂在这方面还不具备较为完善的自动控制功能;其五，在工艺实践中，选配煤中心管理信息系统的底层生产和上层应用这两个系统的融合深度不足，无法对信息进行高效集成，更难以实时快速获取生产信息，需要进一步对其进行融合优化，确保其能够发挥管理与调度作用。

2.2   智能洗煤厂的建设情况

目前，随着选配煤中心的建立，诸多技术人员开展了大量的研究与试验，从而使互联网与洗煤厂相结合的智能化洗煤厂生产模式得到了逐步探索和实践。首先，机电管理部门对机电设备系统进行了自主研发，从而使其在机电设备管理中具备了台账管理、设备检修管理、润滑管理、上传生产数据、制度管理、动静态点检管理、技术资料管理和自查自检管理等诸多智能化功能。其次，各个洗煤厂均已着手建立智能化的监控系统，尤其是双马洗煤厂，更是具备了控制屏循环显示与动态智能跟踪报警等功能，同时还增加了监控点位，实现了对产品仓、原煤仓等关键位置的智能化监控。再次，考虑到上位机访问终端的配置数量上限为4台，而进一步增加容易导致控制系统出现死机现象，因此需升级上位机控制系统，使原有的AB SE5.0单版机上位机通过改造升级后，成为网络终端与服务器相结合的AB SE6.0版，并搭建硬件平台，以便于通过移动终端进行访问。最后，在煤业集团所辖的10个洗煤厂中，已有两个建立了在线点检系统，剩余洗煤厂也正逐步开展在线点检系统建设。

3     新技术背景下智能洗煤厂的发展建议

选配煤中心在建立智能洗煤厂的过程中，需要明确其实用、可靠与好用的要求，并在建设过程中对投资成本进行严格控制，分3个阶段逐步实施，以此实现对智能洗煤厂的建设。其一，智能洗煤厂在发展过程中，必须具备全系统远程集中控制功能，所有需要人工参与操作的设备，均要进行远程集中控制，例如液压闸板、各类阀门等都需要进行远程控制，以此减少人力投入，达到减人提效的目的，在此过程中，对于加药机、浓缩机、压风机及压滤机等，可借助于以太网或端口进行通信，以此实现数据交换和远程控制功能。其二，自动智能控制需具备数据分析功能，通过了解洗煤厂工艺水平及设计能力等实际情况，对工艺参数进行设定与实时现场采集，通过对工艺参数进行对比分析，以此实现自动调控，使洗煤厂在工艺实践中能够得到安全化、智能化管理。其三，对智能洗煤厂中的各个单机设备，如板框压滤机、卧式沉降离心机等，这些单机设备需能够对工艺数据进行采集和分析，以此实现自身的全自动化运行。其四，智能密度控制系统在未来发展中需要能够对煤质灰分数据进行准确采集和分析。其五，在各个洗煤厂中推广和使用在线点检系统，使其能够进行报警提示、智以分析，以便于移动终端进行远程访问。其六，各个洗煤厂需建立智通用配电室，在高壓柜中安装测温系统与远程电控断路器，使该系统能够通过人脸识别进行停送电管理。其七，各个洗煤厂需对无线网络平台进行推广建设，同时对移动智能终端进行建设，对MES（制造执行系统）决策管理平台进行搭建，以此整合信息化功能，同时还要对计算机视觉控制系统以机械手进行推进建设，通过MES决策管理平台的搭建确保现场控制系统和信息管理系统相互连接，从而使工艺实践情况及工艺指标能够得到真实反映。

4     结 语

在洗煤厂未来发展中，智能化洗煤厂已成为其现代化标志，在新技术背景下，将大数据技术、物联网技术以及互联网技术进行深度融合，以此搭建MES智能信息管理平台，使洗煤厂工艺实践中的人、环境、设备及管理能够无缝衔接，有效减少人力、物力投入，大幅提高生产效率。

主要参考文献

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