双柳选煤厂煤泥重介密度控制系统升级改造

2023-09-02马强

山西焦煤科技 2023年6期

马强

(山西焦煤汾西矿业双柳矿选煤厂, 山西柳林 033300)

煤泥重介分选工艺是实现煤泥在重悬浮液离心力场中完成对不同密度物料的分离,是目前不脱泥重介分选的必备粗煤泥分选工艺[1-2]. 根据双柳矿选煤厂煤质特性,煤泥重介工艺能够实现粗煤泥的有效分选,在最大限度回收精煤的同时减少了尾煤产量[1]. 但目前煤泥重介密度控制系统无法适应煤质变化,且采用的控制技术及控制方式陈旧,急需进行技术改造。

1 煤泥重介工艺

双柳矿选煤厂主要入洗双柳煤矿上组(3+4)号和下组(8+9)号原煤,采用不脱泥、不分级混合无压给料三产品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮选联合工艺。选煤厂煤泥重介分选采用较为典型的工艺:无压三产品重介旋流器溢流产品通过弧形筛脱介,弧形筛筛下合格介质悬浮液通过分流,一部分进入精煤合介桶,一部分进入煤泥合格介质桶,经泵打入煤泥重介质旋流器,煤泥重介质旋流器的溢流进入精煤稀介桶后经磁选机脱磁,由精煤泥弧形筛截粗脱水后成精煤泥产品,流程见图1.

图1 煤泥重介分选工艺流程图

2 煤泥重介存在的问题

2.1 入料量控制问题

三产品重介旋流器一段溢流(精煤)通过弧形筛预先脱介,弧形筛筛下物料一部分作为合格介质进入合介桶,另一部分通过分流阀分流作为煤泥重介质旋流器的入料。其主要目的是去除系统中过量的煤泥,保证悬浮液的稳定,同时对其煤泥进行有效分选。实际生产中对于分流量的大小基本靠人工把握,做不到精准,以致煤泥重介入料桶桶位很难保持稳定[3-4].

2.2 密度控制问题

该厂煤泥重介入料来自主洗重介三产品旋流器溢流,介质密度较低,若需用较高密度分选时,应向煤泥重介质系统补充介质。现阶段是通过磁选机合介分流一部分进入煤泥重介入料桶内,分流箱通过人工调节,无法实现对该密度的灵活调整。

2.3 介质添加问题

选煤厂入洗原煤煤质差异明显,分选密度变化较大,尤其上、下组煤切换生产时的分选密度变化更大,仅依靠旋流器合介分流,无法快速适应煤质变化,现有的煤泥重介系统中,缺少浓介质补加的环节。

2.4 系统老旧问题

现密度控制系统较为老旧,控制的重心主要在块煤重介方面;而煤泥重介密度调整主要通过操作合介分流、入料压力、补水阀门等,已无法满足精确控制的目的,导致精煤泥灰分波动,影响最终产品质量。

3 煤泥重介密度控制系统升级改造

3.1 增加磁性物含量仪

在煤泥重介旋流器入料管上,安装一套高精度的磁性物含量仪。磁性物含量仪的测量范围是0～100 mg/L. 采用旁路方式进行安装。信号以4～20 mA的方式接入密控系统中,用于表征实时介质中的煤泥占比。当磁性物含量值低于设定值时,将信号反馈到密度自动控制系统中,自动进行分流和补介作业,保证介质中的煤泥含量在正常范围。

3.2 泵前补水阀改造

原煤泥重介系统的泵前补水阀门,采用的是开关量控制的方式,阀门带有4～20 mA的阀位反馈信号。该阀门存在动作速度慢、控制精度差,不适应对密度的快速跟踪调节的要求等一系列问题。更换后的阀门采用进口的VTON耐磨蝶阀,带有4～20 mA的控制阀门开度信号,以及4～20 mA的阀位反馈信号。将原系统中的开关量替换为模拟量控制开度进行阀门调节,实现煤泥重介快速精准补水,以适应煤泥煤质变化时的密度快速调整需要。

3.3 煤泥重介加介改造

提高煤泥重介密度通常的做法是在浓介桶与煤泥合介桶之间加设支管,来实现介质添加的控制:在浓介去原煤合介桶及去煤泥合介桶的支管上,分别增加一个闸板阀,用于控制浓介的加介去向及流量。该次改造是在磁选机精矿汇总管道上加设闸板阀及支管通往煤泥合介桶。闸板阀采用开关控制方式,可精准控制闸板阀的开度,实现煤泥重介快速、精确加介,从而快速适应煤泥煤质变化时密度的调整。

3.4 煤泥重介密度自动控制

煤泥重介控制改造使用常见的PID算法,在自动控制方式下,主要采用泵前补水阀门对煤泥的密度值进行跟踪调节。当系统密度大于设定密度时,开大泵前补水阀门;当系统密度小于设定密度时,关小泵前补水阀门。当泵前补水阀门关闭至一个设定的最小阈值后,密度仍在下降,则开大分流阀,增加桶内的介质量。若在密度实际调节过程中,设定密度值高于实际密度测量值到达一个预设的阈值后,则需要采用加磁选精矿的方法,快速提高介质密度。原理见图2.