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一、跳汰洗煤
跳汰洗煤目前仍然是廣泛應(yīng)用的一種選煤方法,由于其工藝簡(jiǎn)單,在選煤業(yè)仍占據(jù)著很重要的地位。
跳汰洗煤的原理很簡(jiǎn)單,當(dāng)入洗原煤進(jìn)入跳汰機(jī)后,在風(fēng)水的作用下跳躍前進(jìn),在不斷地跳躍前進(jìn)過(guò)程中,輕物料(精煤)上浮,而重物料下沉,實(shí)現(xiàn)了按密度分層,待物料運(yùn)動(dòng)到排料口處,通過(guò)排料裝置及時(shí)地將多余的重物料(段是矸石,第二段是中煤)排出,并保證重物料層(段矸石層,第二段是中煤層)厚度穩(wěn)定,輕物料溢流而出,經(jīng)過(guò)脫水即得精、中、矸三種產(chǎn)品,這樣就完成了對(duì)原煤的分選。
很明顯,要想取得好的跳汰洗煤效果,上述過(guò)程有兩個(gè)內(nèi)容必須保持狀態(tài),是物料在跳汰機(jī)篩板上必須保持的跳動(dòng)狀態(tài),以使物料有的松散度,有利于物料很好地實(shí)現(xiàn)按密度分層。如果物料跳不起來(lái),床層太緊,既不能實(shí)現(xiàn)很好地按密度分層,也會(huì)影響前進(jìn)速度和處理量,其原因是此時(shí)跳汰頻率過(guò)高,應(yīng)適當(dāng)降低跳汰頻率。如果物料跳動(dòng)幅度過(guò)大,物料前進(jìn)速度過(guò)快,床層變薄,透篩損失嚴(yán)重,其原因是此時(shí)跳汰頻率過(guò)低,應(yīng)適當(dāng)提高跳汰頻率。可以肯定,保持物料在跳汰機(jī)篩板上具有跳動(dòng)狀態(tài),是取得好的分選效果的步。也是重要過(guò)程,其技術(shù)措施就是把跳汰頻率控制好,實(shí)現(xiàn)跳汰頻率自動(dòng)控制。
第二是排料要及時(shí)、準(zhǔn)確,保持重物料床層有一個(gè)符合要求的穩(wěn)定厚度,以保證產(chǎn)品質(zhì)量合格,精煤損失最少。其技術(shù)措施就是要有一套好的自動(dòng)排料裝置來(lái)完成此項(xiàng)任務(wù)。我們研制成功的振動(dòng)排料就是目前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排料的裝置。跳汰洗煤自動(dòng)化,歸根結(jié)底,就是實(shí)現(xiàn)跳汰頻率自動(dòng)控制和自動(dòng)排料。
二、跳汰頻率自動(dòng)控制
1.現(xiàn)狀
目前我國(guó)用的最多的是兩段出三產(chǎn)品的跳汰機(jī),機(jī)體分成兩段,有兩個(gè)排料口,而且多是段兩個(gè)風(fēng)室,第二段三個(gè)風(fēng)室。老的跳汰機(jī)是用機(jī)械風(fēng)閥,所有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)閥都是用一套機(jī)械帶動(dòng),因此兩段頻率是一樣的,后來(lái)出現(xiàn)了數(shù)按期風(fēng)閥,用電子開關(guān)和電電動(dòng)調(diào)節(jié)閥取代了機(jī)械風(fēng)閥,但兩段的頻率仍然相同。跳汰機(jī)的入洗原煤組成是復(fù)雜的,變化是隨機(jī)的,沒(méi)有什么固定規(guī)律。段入洗原煤經(jīng)過(guò)排料口處排除多余矸石后,即成為第二段入料,由于原煤含矸量是隨機(jī)的,因此第二段的入料也是隨機(jī)的,不能說(shuō)段篩板上物料重,第二段篩板上的物料也一定重!因此一臺(tái)跳汰機(jī)的兩段公用一個(gè)跳汰頻率是不合理的!應(yīng)當(dāng)分開,各用各的頻率。因此一臺(tái)三產(chǎn)品跳汰機(jī)應(yīng)當(dāng)有兩套獨(dú)立的頻率控制系統(tǒng)。
2.跳汰頻率自動(dòng)控制系統(tǒng)的信號(hào)
(1)信號(hào)的確定:跳汰頻率自動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是,通過(guò)自動(dòng)改變跳汰頻率保證在任何情況下篩上物料都能正常跳動(dòng),具有松散度,保證物料完成按密度的分層,那么篩上物料的跳動(dòng)正常與否用什么物理量來(lái)反映呢?這個(gè)物理量應(yīng)當(dāng)便于測(cè)量,而且又反映準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)分析和研究,我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用篩上物料的松散度作為跳汰頻率自動(dòng)控制系統(tǒng)的信號(hào)。
(2)篩上物料松散度的測(cè)量:在洗煤過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持篩上物料有穩(wěn)定的松散度,而這個(gè)松散度卻受很多因素的影響,如風(fēng)水壓力的變化、入料量的變化、煤質(zhì)的變化、跳汰頻率的變化等等,這些因素我們不可能都控制,我們要抓住跳汰頻率這個(gè)主要矛盾,不管什么原因引起篩上物料跳不起來(lái),松散度降低,在固定比較適宜的風(fēng)、水條件下,適當(dāng)降低跳汰頻率就會(huì)提高物料的跳動(dòng)幅度,加快物料的前進(jìn)速度,減薄物料厚度,提高松散度;反之,當(dāng)篩上物料過(guò)度松散,跳動(dòng)幅度過(guò)高,透篩損失嚴(yán)重時(shí),適當(dāng)提高跳汰頻率,降低物料的跳動(dòng)幅度和前進(jìn)速度,限制透篩減少煤炭損失。由于這一技術(shù)問(wèn)題一直沒(méi)有很好地解決,目前數(shù)控風(fēng)閥,跳汰頻率仍然是司機(jī)憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)給定,因?yàn)樗缮⒍鹊淖兓请S機(jī)的,司機(jī)很難發(fā)現(xiàn),也不可能頻繁地調(diào)節(jié),因此跳汰機(jī)分選效率達(dá)不到理想狀態(tài),透篩損失嚴(yán)重仍是目前跳汰機(jī)的突出問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)跳汰頻率的自動(dòng)控制是提高跳汰洗煤效率和減少透篩損失的有效措施。我們已經(jīng)解決了這一技術(shù)難題。
三、跳汰機(jī)自動(dòng)排料
床層厚度信號(hào)及其測(cè)控技術(shù):跳汰洗煤的重要指標(biāo)就是,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,使煤炭損失最小。這步就是要把跳汰頻率控制好,保證物料分層好,污染小,透篩損失少;第二步就是排料要及時(shí)準(zhǔn)確,使床層厚度穩(wěn)定在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的高度上,床層厚了提高分選密度,產(chǎn)品灰分提高,床層薄了分選密度降低,產(chǎn)品灰分降低,煤炭損失增大。自動(dòng)排料的任務(wù)就是自動(dòng)維持具有要求密度的床層厚度穩(wěn)定在給定值。因此跳汰機(jī)自動(dòng)排料應(yīng)當(dāng)**層厚度自動(dòng)控制。
在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中,我們?cè)眠^(guò)許多技術(shù)手段對(duì)跳汰機(jī)床層厚度測(cè)量進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,現(xiàn)在人們多是采用具有一定密度的帶桿浮漂,用一套支撐架子把它放在跳汰機(jī)篩板上認(rèn)為有代表性的地方,工作中浮漂在床層上隨床層跳動(dòng),再用機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置把浮漂桿的高度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào),送給系統(tǒng)作為床層厚度信號(hào),指揮排料。
由于浮漂必須耐磨,現(xiàn)在多采用不銹鋼制作,而且它必須能夠浮在床層上面,因此體積一般都比較大,為了減小在煤流中的阻力,多是作成流線型,為了不使其被煤流沖走需要有一套機(jī)械支撐架子,為了不叫它轉(zhuǎn)動(dòng),還要有防轉(zhuǎn)措施,總之它是一套比較復(fù)雜的機(jī)電裝置,工作環(huán)境很差,機(jī)械磨損嚴(yán)重,維護(hù)量大,精度也不高。我們研制成功一種沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的床層厚度測(cè)量裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒(méi)有維護(hù)量,測(cè)量精度高。
跳汰機(jī)排料機(jī)構(gòu):
長(zhǎng)期以來(lái)人們使用過(guò)各式各樣的排料機(jī)構(gòu):如各式閘板、象鼻子風(fēng)滾輪等等,最近幾年又出現(xiàn)了一處所謂托板的,其實(shí)也是一種閘板。這些方式實(shí)踐證明都不理想,由于跳汰入料中存在有較大粒度物料,當(dāng)被排物含量太少時(shí),閘板的開度就應(yīng)開小,當(dāng)開度小于大粒度時(shí),排料就會(huì)因卡矸而停止,床層厚度上升,將排料口開大時(shí),由于被排物料含量較少,床層就可能排空,所以說(shuō)閘板排料,不理想;滾輪排料比閘板連續(xù)性能好,但也有卡輪現(xiàn)象,而且磨損嚴(yán)重,維護(hù)量大,更換困難。我們研究成功一種振動(dòng)排料裝置,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,連續(xù)性能好,耗電小,維護(hù)量小,耐磨性能好,使用壽命長(zhǎng)。
重介選煤自動(dòng)化
重介選煤所用懸浮液的兩個(gè)主要工藝參數(shù)是密度和粘度。在選煤過(guò)程中懸浮液密度高低直接影響精煤的灰份和回收率,必須設(shè)法穩(wěn)定在給定值附近,不能遠(yuǎn)離給定值。粘度的高低直接影響懸浮液的穩(wěn)定性和分選效率,因?yàn)閼腋∫菏怯伤?、加重劑和?xì)粒煤泥組成的,粘度過(guò)小工作中容易出現(xiàn)沉淀和分層現(xiàn)象,也就是懸浮液穩(wěn)定性太差,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響正常工作;粘度過(guò)高,對(duì)于小粒度物料會(huì)失去分選作用,降低分選效率,為了使懸浮液有足夠高的穩(wěn)定性和的分選效率,限度地降低分選下限(即更小粒度物料也有很好的分選作用),必須設(shè)法維持懸浮液粘度或穩(wěn)定性在狀態(tài)。
一、測(cè)控方法
1.對(duì)于懸浮密度的測(cè)控:這個(gè)問(wèn)題目前已解決,市場(chǎng)上可以買到測(cè)量懸浮液密度的儀表,如γ射線密度計(jì),目前用的較多,這種儀表有對(duì)人身有害的放射源,使用管理麻煩;我們研制了沒(méi)有射源的對(duì)環(huán)境無(wú)害的密度計(jì)??刂萍夹g(shù)已經(jīng)成熟。用一臺(tái)密度計(jì)和加水分流兩套控制裝置通過(guò)調(diào)節(jié)器(可用常規(guī)電路也可以用計(jì)算機(jī))組成自控系統(tǒng),當(dāng)密度高于給定值時(shí)加水限制密度的升高;密度低于給定值時(shí)通過(guò)分流由磁力回收系統(tǒng)去水限制密度的降低,從而將分選密度控制在要求的范圍內(nèi)。
2.懸浮液粘度的測(cè)控:這個(gè)問(wèn)題目前還沒(méi)有解決,或者說(shuō)沒(méi)有很好地解決。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,懸浮液中煤泥含量直接影響其粘度,由于懸浮液是由水、加重劑和煤泥三種物質(zhì)所組成,而加重劑磁鐵礦粉又是磁性物質(zhì),可用電磁感應(yīng)式測(cè)量?jī)x表,即目前所使用的磁性物含量測(cè)量?jī)x。密度計(jì)可測(cè)出懸浮液密度,磁性物含量測(cè)量?jī)x又可測(cè)出懸浮液中的磁性物含量,通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo),可得出煤泥含量與密度和磁性物含量的數(shù)學(xué)關(guān)系,通過(guò)計(jì)算機(jī)便可實(shí)現(xiàn)在線計(jì)算。目前我們把煤泥含量就間接的看成了懸浮液的粘度,由于重介選煤過(guò)程中懸浮液的煤泥含量上升趨勢(shì),于是就在系統(tǒng)中給定煤泥含量的要求值,為煤泥含量超過(guò)此值后,通過(guò)加大分流量經(jīng)磁選機(jī)脫泥控制煤泥含量的上升。
實(shí)踐證明,煤泥含量直接影響懸浮液粘度,但懸浮液粘度不僅決定于煤泥“含量”的大小,而且還和煤泥的粒度組成及其物理特性,磁鐵礦粉的粒度組成及其物理特性都有關(guān)系,因此只控制煤泥含量是不全面的;況且一般選煤廠所用的磁鐵粉其磁性物含量是不一樣的;很明顯剛加入系統(tǒng)的磁鐵礦粉的磁性物的含量是的,隨著時(shí)間的推移,由于磁力回收系統(tǒng)不斷排除非磁性加重劑,磁性物含量則不斷提高,因此用這個(gè)方法,所測(cè)量的煤泥含量和實(shí)際是有誤差的,從根本上講懸浮液的粘度不單單取決于煤泥含量,因此這種測(cè)量方法是不合理的!理想的方法應(yīng)當(dāng)是我們目前所使用的直接測(cè)量和控制懸浮液的穩(wěn)定性。這在重介選煤自控系統(tǒng)中又是一個(gè)突破。在重介選煤自控系統(tǒng)中,還要控制懸浮液的總量,即介質(zhì)桶液位的測(cè)控。
浮選過(guò)程自動(dòng)化
一、浮選過(guò)程自動(dòng)化的內(nèi)容
1.入浮礦漿濃度的控制;
2.藥劑自動(dòng)添加;
3.浮選機(jī)液位自動(dòng)控制。
二、控制方案
1.入浮礦漿濃度的控制:常見的浮選工藝系統(tǒng)有兩種:一種是直接浮選,這種工藝沒(méi)有濃縮設(shè)備,洗水直接進(jìn)入浮選系統(tǒng),濃度不用控制也無(wú)法控制。這種工藝入浮礦漿濃度很低,但通過(guò)量很大,所用浮選機(jī)臺(tái)數(shù)多;由于入浮礦漿濃度存在值,對(duì)于已定藥劑和某個(gè)特定煤種,入浮噸干煤泥所需加藥量和入浮礦漿濃度存在一定函數(shù)關(guān)系,而且是噸干煤泥加藥量是隨入浮濃度降低而增大的,因此低濃度的直接浮選浪費(fèi)浮選藥劑;入浮礦漿濃度超過(guò)入浮濃度后,浮選效率會(huì)大大下降,高到一定值后就不存在分選作用了,因此對(duì)于濃縮浮選工藝系統(tǒng)就有控制入浮濃度的任務(wù),保證入浮礦漿濃度不超過(guò)入浮濃度。具體控制方法分兩個(gè)階段:階段,在浮選系統(tǒng)剛開車的一段時(shí)間內(nèi),由于濃縮機(jī)底流濃度高,應(yīng)當(dāng)通過(guò)加水(向入料泵入口)控制入浮礦漿濃縮機(jī)底流排放速度來(lái)調(diào)節(jié)入浮礦漿濃度。這樣既控制了浮選入浮濃度,同時(shí)也使?jié)饪s機(jī)自動(dòng)處于動(dòng)態(tài)平衡。
2.藥劑自動(dòng)添加:這是浮選自動(dòng)化的主要內(nèi)容,需要解決的技術(shù)問(wèn)題較多。目前多數(shù)選煤廠的浮選系統(tǒng)使用兩種藥劑,其加藥量需要保持一定的比例;每種藥劑噸干煤泥加藥量和入浮礦漿濃度存在一定的函數(shù)關(guān)系,總加藥量等于由入浮濃度決定的噸干煤泥用量函數(shù)與總?cè)敫「擅耗嗟膰崝?shù)的乘積;而且一般洗煤廠浮選加藥又多是采用分散多點(diǎn)按比例添加,這樣復(fù)雜的因素和那么多的加藥點(diǎn),由司機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)藥劑加量,很難控制,藥劑加多了,不但浪費(fèi)藥劑,精煤灰份也高,產(chǎn)品不合格;加少了,精煤損失大,降低回收率。因此實(shí)現(xiàn)藥劑添加量按比例自動(dòng)準(zhǔn)確跟蹤入浮礦漿濃度和干煤泥量,是保證精煤灰份,提高回收率的主要技術(shù)手段,同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了管理水平,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。這項(xiàng)技術(shù)早已成熟,曾獲兩項(xiàng)國(guó)家。
3.浮選機(jī)液位自動(dòng)控制:浮選機(jī)液位始終應(yīng)該保持在一個(gè)的高度,液位過(guò)高刮板往外刮礦漿,產(chǎn)品質(zhì)量降低;液位過(guò)低泡沫刮不出來(lái),精煤損失大,降低回收率,所以實(shí)現(xiàn)浮選機(jī)液位自動(dòng)控制,使之穩(wěn)定在高度,則是提高浮選效果的有效措施。