密度控制方案

1、重介密度自动控制

重介质选煤是一种高效的洗选工艺，国内外自上世纪五、六十年代就相继开展了重介质选煤自动测控技术的研究工作。在重介质洗选过程中，重介质悬浮液参数（如密度、流量、磁性物含量等）的变化是直接影响分选效果的最显著因素，因此实现对重介悬浮液参数进行快捷准确的监测和精确控制是重介自动化工程的首要任务。

国外入洗原煤往往经过整体化处理，入洗原煤质量较为稳定，其自动控制系统的首要任务着重于悬浮液密度工艺参数的自动调节。近20年来，重介选煤自动化技术得到了迅猛发展。在我国，随着重介选煤工艺的推广，重介选煤自动化控制技术也稳步提高，已接近或达到了国外先进水平。

在重介选煤过程中，重介质密度对于保证产品质量最为关键。重介质密度将直接影响产品质量和产率。

由于各种因素扰动，重介质密度经常高于或低于工艺要求的范围，为了提高洗选效率，减小分选密度的波动，通常要求重介质悬浮液的密度稳定在某一范围。本方案中，选用无射源新型密度测量装置,在保证测量精度的基础上,避免了射源可能对人身所造成的伤害,重介质密度检测设计安装在上料管上，通过多年的使用证明，该密度计工作可靠，运行稳定，其控制误差为±0.005 g/cm3，完全满足工艺要求。

重介斜轮选矸系统，介质分布在两个大合介桶中，密度控制的关键在于，保证两个合介桶内混合液的密度，尽可能一致并保持稳定，在生产准备阶段，根据工艺设计要求，通常是先鼓风、开合介泵，这时，重介质由合介桶通过上料管，进入斜轮分选机并使之达到洗选要求的液位、然后介质经弧形筛，磁选机等设备完成介质平衡，其中流经精煤弧形筛部分进入分流箱。若将分流箱初始位置调整在最小分流量位置，这样最后几乎全部重介质流回到合介桶。在重介质的循环过程中，一方面，使合介桶内沉积分层的悬浮液混合均匀；另一方面在正常生产前，一般要根据操作经验，向合介桶内添加一定量的介质粉和相应的水，但其配比不一定、也没必要很准确，通过循环使其均匀混合。这时密度计自动监测重介质密度并输入到自动控制系统，当自动控制系统判断其密度较为稳定时，可认为悬浮液基本均匀。

若最初的重介质悬浮液密度高于工艺要求值（即设定值）时，自动控制系统自动打开加水阀门，直至密度合格为止。

若最初的重介质悬浮液密度低于工艺要求值（即设定值）时，自动控制系统将控制分流器分流一部分悬浮液，被分流的部分悬浮液进入磁选机（此时磁选机已运行），通过磁选机浓缩后的磁铁矿粉重新进入合介桶，经混合后介质密度增加，分流一段时间，合介桶内的水和煤泥经过磁选机处理后，从合介桶内脱离，如果的液位比较低但是合介桶内的混合液密度还未达到洗选密度，此时要求向合介桶内加磁铁粉，直至介质密度合格为止。

重介质选煤在生产过程中，由于正常的介质消耗，重介质悬浮液密度会逐渐降低，但产品也会由重介质悬浮液中带走一部分水份，反而会使重介质悬浮液密度上升，但二者并不平衡，重介质悬浮液的水量损失大于介质损失，最终总的效果是，重介质悬浮液密度上升。另外，重介质悬浮液随着煤泥量的增加其密度也会变高，且粘度也增大。粘度的增大会不利于分选。因此，在工艺设计中、在分流箱设计有一定开度意在减小煤泥量的部分自然分流，而不管当前密度是否高于或低于工艺要求的值，这种设计是合理的，是一种定性的补偿。定量的自动控制则由煤泥量自动调节系统进行控制。

综上所述，随着生产重介质悬浮液密度将会逐渐高，自动控制系统将自动打开加水阀门。通过自动加水来保持重介质密度稳定。

如果生产过程中出现其它意外情况，也可能造成重介质密度低于工艺要求值，自动控制系统将通过自动分流（如前所述），提高介质密度，如果液位下降较大，接近下限时，开启介质添加自动给料系统，自动添加介质粉（而不是首先自动加水），系统设计自动化程度比较高，加介均匀，而且成本比较低廉。要求均匀添加介质粉的目的是最大限度的减小对生产过程的扰动，瞬时添加量和自动加水管的最大加水量相匹配，待设计时详细计算。

在介质添加过程中，悬浮液密度将均匀上升，一旦超过设定值，控制系统将自动加水，液位合格后，停止加介加水。

该系统将重介质选煤过程工艺参数的检测、自动控制及生产管理等功能集于一体。系统以PLC为监控主机，利用现场总线实现数据通讯，便于同全厂集中控制系统和上层管理网的连接。测量传感器采用进口或国内高性能仪表，保证测量精度。执行机构选用进口PSQ产品，确保控制精度。系统监控软件由我公司结合重介工艺系统自主开发，具有很强的实用性。重介悬浮液的密度原理框图如下图所示

重介悬浮液的密度原理框图

2、重介悬浮液的煤泥含量的测量和控制

在重介质选煤过程中，煤泥的含量对分选效果有很大的影响。其影响主要来自两方面：第一，如果煤泥含量超标，会造成旋流器内部不容易形成密度分层从而降低了分选的效率；第二，如果煤泥含量超标，将会使精煤脱介比较困难，严重时可能造成脱介筛的筛缝堵塞，直接影响生产。所以，煤泥含量（即粘度）的上限也是重介工艺参数自动测控系统的主要控制指标之一。否则，即使是悬浮液的密度控制得很精确，也可能造成分选效果较差。

系统采用CG-300型电感式磁性物含量计检测合格悬浮液内的磁性物含量，由密度值、磁性物含量值经计算得出煤泥含量值。

当煤泥含量高于给定的上限值，PLC 输出信号控制分流箱多向磁选机分流，介质经磁选机脱泥以后，磁选精矿回流到合格介质桶。当煤泥含量达到给定的下限值时，PLC 输出信号控制分流箱停止向磁选机分流。

2、 斜轮的入口压力的检测和控制

在重介斜轮选煤工艺中，斜轮的入口压力是影响洗选效果的重要因素之一。而斜轮的入口压力与介质泵的出口压力成正比关系，而介质泵的转速与介质泵的出口压力成正比关系。通过PLC 和变频器控制介质泵的转速可控制斜轮的入口压力与给定值相当。

3、 介质桶液位的测量及限位报警

介质桶的液位也是影响洗选效果的因素之一。系统对合介桶、煤泥介质桶、精煤稀介桶、中矸稀介桶、精煤磁尾桶、中矸磁尾桶、集中水池、循环水池等的液位进行检测。液位计采用西门子超声波液位计、压力式液位计和三段式液位开关。

当介质桶液位超过上下限位时，给出声光报警提示。

显示功能

* 重介系统工艺流程图动态显示

* 重介系统合格介质的给定密度和测量密度。

* 重介系统合格介质的磁性物含量和煤泥含量。

* 重介系统斜轮入口压力测量值和给定值。

* 重介系统介质桶的液位及上下限报警

PID 压力给定值

* 重介系统加水执行器开度

* 重介系统分流执行器开度

* 重介监控系统各工艺参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线

* 重介监控系统各工艺参数的报警信息

记录功能

* 记录操作员的登录及操作情况

* 记录重介控制系统各工艺参数的历史数据（可以根据时间间隔或变化率来进行记录） * 记录重介控制系统各工艺参数的报警信息

打印功能

* 打印重介系统各工艺参数的各种报表

* 打印重介系统各工艺参数的历史数据曲线和报警信息

高效稳定、可靠的自动化测控系统是保证生产工艺正常运行、提高产品质量、借以达到减员增效的重要平台。