选煤厂压滤机自动控制改造

选煤厂压滤机自动控制改造

张宏杰 狄玉霞

山东莱芜煤矿机械有限公司 山东 济南 271114

摘要：煤泥是选煤厂选煤工艺流程的副产品，具有水分高、黏性强、热值低等缺点，一般处理方法为直接丢弃或民用地销。随着工业智能化技术的不断进步、煤泥副产品数量的不断上升以及煤炭资源的紧缺，煤泥的回收利用成为亟需解决的问题。目前选煤厂煤泥压滤系统还存在诸多问题，比如压滤系统未完全实现自动化，需人工查看排水量并确定压榨时间；入料泵入料流量不稳定，煤泥料浆的颗粒大小、浓度不同影响入料流量，甚至会发生喷浆事故；关键环节存在安全隐患，比如入料管路可能发生堵塞故障、对过滤板产生冲击力、对设备管路产生冲击等；检测设备、仪器仪表的精度不够，通信系统不完善[2]。为解决上述问题，国内外科研单位展开一系列研究，比如相继开发了以继电器电路、单片机、PLC控制器以及微控制器为核心的煤泥压滤自动控制系统，但稳定性、精确性以及抗干扰性都有待增强。本文以PLC控制技术、模糊PID控制技术设计选煤厂煤泥压滤智能控制系统，以提高煤泥压滤过程的稳定性和精确度，提高煤泥压滤产品质量。

关键词：快开压滤机；自动运行；实时监控；系统冗余

引言

煤泥选煤厂洗选加工的副产品具有含水量高、黏性高、热值量低等特点。为加强对煤泥等副产品的利用，提高能源的利用率，避免浪费煤炭资源，选煤厂配置了有效的煤泥水处理设备—压滤机实现对煤泥的回收。随着工作面综采设备自动化水平的提升及选煤技术的发展，导致煤质变差，进而对压滤系统提出了更高的要求。为提升选煤厂压滤系统的自动化水平及可靠性，本文基于ＰＬＣ以压滤机为监控对象实现对压滤设备运行参数的实时监控。

1压滤机使用存在问题

由于初始设计入料泵和煤泥刮板输送机只参与选煤集中控制系统，未纳入压滤机系统中，在使用过程中许多功能欠缺及相关连锁不完善，存在如下问题：（1）各压滤机单独成系统，互相独立，在进料过程中现场操作人员首先需监视压滤机液压站压力是否达到设定值，在达到设定值后手动开启进料泵，在进料过程中操作人员必须随时监视设备的进料压力及含水量，依靠操作人员的操作经验来现场判断进料情况及进料状态来实现设备的启停及后续操作的转换等控制，操作人员的劳动强度大，生产效率低，不能保证生产的连续性。（2）压滤机入料桶的滤液浓度无显示，同时各压力检测点为指针式压力表，观看时读数困难，读数精度差。（3）在压滤机出料过程中，卸料输送共用一条皮带。只能逐一卸料，岗位司机需要互相协调，造成资源浪费，并且经常发生堵料、压刮板等事故，存在安全隐患。（4）由于操作工个人业务水平和熟悉设备程度不同，造成了设备运行状态差异较大，严重影响设备的连续运行及生产效率。

2改造方案

2.1优化压滤控制系统的总体设计

目前，某选煤厂压滤设备为快开式隔膜压滤机，厂内共有４套相对独立的压滤系统，其主要由搅拌池、入料泵、压滤机、输送机、压风机以及ＰＬＣ控制柜组成，主要功能是对副产品煤泥进行压榨，并对煤泥水循环利用。该选煤厂压滤系统中压滤机的具体型号为ＫＭ３５０／２０００。针对当前压滤系统自动化水平低、可靠性差的问题，本文将结合ＰＬＣ控制技术、变频控制技术、传感器控制技术和ＰＩＤ控制算法实现对选煤厂压滤系统的自动化监控，最终实现对所得煤泥副产品中含水率的控制，实现对压滤系统相关设备参数的集中监测和控制。

2.2PLC软件设计

可选煤油加压控制系统的软件设计基于西门子S7-300PLC控制，采用模块化编程方法进行。模块化编程非常适合于复杂的大型程序，基于实现的功能进行模块化分割，在模块内实现定义的功能，并将模块链接起来，以逻辑、结构化的功能完成系统组件。可选煤油压力控制控制系统(如图4所示)的PLC软件流程是SPS操作系统的初始化程序OB100模块，用于执行系统初始化、参数设置、存储提醒、变量分配等功能。是否1是主程序模块，它依次调用主程序模块中定义的FC和FB模块。OB100和OB1模块在SPS操作系统中以恒定的t循环运行。

2.3作业参数

1)压滤机的运行数据由压滤机现场运行和原煤6的实时变化控制。最终调整范围为:主轴转速0.6-1.0r/min，压力室压力250-280 kPa，背压40-70kPa，液位30%，液位85%，触发螺钉80-100%，阀门70-100%。在调整压滤机的运行参数时，始终要注意以下几点:在0.043mm压滤机过滤时，主轴转速必须降低到0.6r/min，以延长干燥区的运行时间，同时将上游阀门设置为100%，以确保干燥区的脱水效果，包括①对于化石而言，集中池的溢出效果会恶化；集中池的浓度，即调整压滤机的运行参数时，压滤机的注射密度会降低:过滤饼的除垢引起的排气扰动可通过将上方正压阀设置到水锁区来控制，同时考虑到将上方进纸阀设置为100%。此外，一定数量的过滤元件(多氯铝)可装入压滤机的容器中，以降低煤油的一致性，改善通风空气。

2.4恒压控制

煤油再压控制的选择性过程特点是惯性效应高，延迟性强，允许采用模糊PID控制模式进行恒定压力控制，从而提高输入精度、气流控制、生产率，如图3所示。PID调节器和模糊调节器输入变量配有压力测试装置检测到的压力和设定的压力以及误差率、可调比例系数Kp、集成效率Ki和差分系数Kd，以获得理想的预期压力输出值。

3改造后使用效果

（1）通过对该设备的技术改造和完善，设备运行的自动化程度大幅提高。（2）压滤机的压紧启动后，入料、穿流、压榨、排气、卸料等一系列动作实现自动运行；并可以从触摸屏实时观察工作状态进程。（3）当压滤机入料桶滤液浓度偏低，液压站压力达不到正常设定压力，超过运行时间系统报警，系统停止运行，停泵保护设备。（4）可以根据实际使用情况的变化，调整压滤机入料阶段设定压力及相关参数，适应生产要求。（5）生产现场只需一名岗位司机操作即可。通过一个多月的使用，设备运行良好，实现了压滤机的自动控制。改造后减少了岗位司机数量，避免了个人操作引起的差异，大大降低岗位工劳动强度和检修强度，提高了生产效率，对促进我厂机电设备智能化管理水平的提高有积极作用。

结束语

自动化、智能化是未来选煤厂的标准，目前塔山选煤厂压滤机自动控制过程已经成为了完整的生产线，可以分析、优化压滤机的整个运行过程中的参数提取，使参数完整、实时地进入到控制系统中。对压滤机进行自动化改造后，效果显著。减少了2名工人的劳动成本，同时现参与的人员的劳动强度也比原来降低了很多；现单次压滤成型时间比原先提高了15%；复位功能的设置最大程度地减少了故障，保证了安全可靠的生产。压滤机的自动化改造，达到了增效、节能、环保的效果。

参考文献

[1]王立波,刘钦聚.板框压滤机常见故障及处理方法[J].洁净煤技术,2019,25(S1):87-90.

[2]杨书棋.板框压滤机环境污染优化改造[J].科技经济市场,2019(10):19-20+24.

[3]贾兴伟.X选矿厂技术改造方案优化研究[D].西安建筑科技大学,2019.

[4]王喆.选煤厂煤泥压滤系统智能化改造[J].山西焦煤科技,2019,43(10):18-21.

[5]李辉,赵旭.煤泥水处理系统改造的实践[J].煤炭加工与综合利用,2019(09):38-42.