选煤厂煤泥水加药智能化控制系统研究

选煤厂煤泥水加药智能化控制系统研究

陈琳

平顶山中选自控系统有限公司     河南省平顶山市     467002

摘要：本文简要分析了现阶段煤泥水加药程序运行问题：煤质调整智能性不足、反馈调节程序不完善、药剂投加形式灵活性不佳、制药检测方式不科学；探索了煤泥水加药程序的智能设计方法：设计思路总述、多点喷灌的药剂投加形式、煤质调整的动态联动、智能优选药剂投加位置、浓缩池沉降信息的显示，以期提升选煤厂加药智能化，发挥智能控制程序的应用价值。

关键词：选煤厂；药剂；浓缩池

引言：21世纪各行业的生产加工、物流运输、销售宣传活动，逐渐引进了数字化、智能化应用程序，以更高速、更强势的应用性能带领各行业有序发展。智能选煤厂的设计理念，依托于网络信息技术平台，以选煤厂各生产环节为视角，全面进行智能管理，有效整合了办公、管理、生产各工序，形成相互依存、相互融合的发展体系，以增强企业管理规范性，有效规避工作失误问题。

1、煤泥水加药程序运行问题

1.1煤质调整智能性不足

在选煤行业中，大部分使用的加药设施主要都是采用人工进行加药。采取人工生产的方法，操作人员在生产制备时准确设定溶液浓度，调节出料泵频率来调节输送药剂的需求量。然而这种工作方式依据的是加药人员长期的工作经验，不能定量的、准确的实施加药，仅仅依靠经验定性地完成药剂配置，比如溶液浓度、加药剂量、各成分添加比例等[1]。

1.2反馈调节程序不完善

现阶段采取的加药反馈调整方法，是以人工现场巡查为主要形式，通过观察生产过程中存在的异常现象，综合反馈出加药工序的故障问题，通过这些反馈出的问题，来调整加药工序。然而，人工排查表现出反馈的延时性、信息不全面等问题，这些问题使得选煤厂在实际生产期间，依据的煤泥水沉降的实际情况来进行调节加药程序同样具备着反馈的延时性，调节的不合理性，在药剂投加完成时，以浓缩池表现情况为调整依据，所反馈的信息内容表现出单一性、可信度较低等特点。药剂投加量增加时，澄清层反馈出水质量较好，然而在水层稀薄程度、沉降层程序运行灵敏性、结构紧密性等方面，监测信息不完整，引起了药剂浪费等问题。

1.3药剂投加形式灵活性不佳

现阶段，选煤厂采用加药泵设备进行阴阳离子药剂的定量投加，提升了煤泥水管道投药效果。但是以机械化生产方式形成的多点加药机制，虽然增设了多个药剂投加点，但是并未全面考量药剂、煤泥水两者之间的混合问题，同样未考虑药剂添加的生产效果。在添加絮凝剂、凝聚剂时，加药管道设计较为简单，直连于煤泥水管进行药物添加。与此同时在设计加药程序的过程中，同样未添加药剂在煤泥水中混合效果的判断程序。

1.4制药检测方法不科学

现阶段大多数选煤厂的制药程序融合了先进技术，但是现场实际药剂溶解程度并未达到试验效果，实验室获取的药剂溶解结果，远高于实际生产的溶解表现。在现场进行沉降试验、药剂浓度对比时，与实际需求形成了较大偏差。

2、煤泥水加药程序的智能设计

2.1设计总述

结合现阶段选煤厂制药生产程序实际存在的问题，梳理加药控制工艺，进行加药程序智能设计，设计思路如图1所示。

图 1 智能加药程序的设计思路图

（1）检测装置的安装方法与使用功效。用于检测的装置主要包括浓度计、流量计，将这两种检测装置添加装设在浓缩池入料位置，动态检测入料信息，比如入料浓度、入料流量等。在澄清区下方位置添加浊度计，测定澄清区的混浊情况。在过渡区内加设了粒度检测装置，由[4，20]毫安的电流将反馈信号传输至控制程序，此外还在浓缩池上方安装界面仪，方便监测加药后浓缩池澄清水层的厚度。

（2）智能加药系统的运行效果。其一，运用PLC应用程序，结合药剂浓度、加药流量等因素，通过运算准确获取干煤泥量，结合原有生产经验，获取阴阳离子药剂添加量。其二，运用PLC处理单元，结合浓缩池的浊度程度准确掌握药剂需求量。其三，通过PLC控制单元和粒度检测仪的反馈信息，合理调整药剂添加方案。其四，在内置专家程序辅助下，有效开展逻辑推演，将会设计出适应煤泥水需求的药剂添加方案，同时将药剂添加方案以电信号指令形式，传送至各执行程序。

（3）智能程序。在模拟量输出模块作用下，对阴阳离子药剂添加泵进行频率调节，由此合理地控制阴阳离子药剂添加量，在入料性质有改变时，添加量应相应进行调整。药剂配制、添加量有变动时，煤泥沉降、水层厚度、絮团粒度等参数发生细微变化。探测装置能够对动态数据进行有效采集与反馈，PLC结合数据动态变化情况，再次进行加药方案调整，提升药剂添加量的优化效果，由此形成动态闭路的生产体系[2]。

（4）药剂添加量的智能调节。当浓缩池加药材料属性发生改变，引起药剂单次投加量不足，阴阳离子的加药量不足时，通过调节电动球阀的开度，补充所需药物，形成智能加药调节程序。

2.2多点喷灌的药剂投加形式

应对选煤厂粗放式生产问题，采取多点喷灌投加形式，确保药剂能够充分混合于煤泥水，以缓解絮凝剂添加时形成的絮团问题，最大程度地保障药剂添加的有效性。多点喷灌投加程序，成功规避了药剂消耗问题，能够有效控制生产成本。在分析阴阳离子结构组成时，准确获取在药剂最佳溶解状态的压力承受范围。如果压力较大，会对分子结构形成破坏作用。如果压力较小，将会缩小药剂扩散区域，对药效产生不利作用。

因此，在设计喷灌式药剂投加程序时，需结合煤泥水的实际运行情况，综合确定阳离子的投加位置，同时给出加药的准确方向。在运用喷灌式药剂投加程序进行的煤泥水沉降检测实验中，每百毫升煤泥水，能够有效减少阳离子、阴离子的消耗。如果选煤厂规格为1千万吨，年度内药剂成本能够大大减少，极具成本控制优势。

2.3煤质调整的动态联动

结合浓缩池药品添加属性、入料方向、沉降表现、药物添加方式、沉降监测、煤泥处理情况等，对煤质进行有效监测，便于动态化调整加药程序。其中药品属性包括加药浓度、药品粒度、入料酸碱性等，煤泥处理效果包括出料含水比例、出料消耗时间。

2.4智能优选药剂投加位置

在各类煤泥属性、稳流装置规格等参数方案中，列出稳流装置中煤泥水力学表现方程，结合稳流筒中煤泥水的流动状态，合理确定煤泥稳定的最佳位置，以此作为药剂投加的优选结果。在监测絮流装置中的煤泥水状态时，监测项目包括沉降情况、流动表现等，能够在煤泥水湍流表现峰顶断面位置，获取阴离子投加药物的最佳节点，在加设喷灌式投药装置后，能够全面获取加药状态，确保加药位置的优选效果[3]。

2.5显示浓缩池沉降信息

在规划设计浓缩池采样程序时，对稳流、浓缩各装置进行全面样品采集，采样设施需设计成透明样式，同时阶段性进行智能人工清洗程序。

（1）采样完成时，将样本采集结果集中在稳流筒周边，便于工作人员准确获取浓缩池中煤泥水沉降情况。

（2）在沉降信息获取后，对其进行智能加药程序的运行分析，确保实验室的运行状态与实际生产相一致。

（3）对智能程序中的专家模块进行人工修订，以提升智能加药装置的优化级别。

（4）智能加药程序在实践应用时，智能程序能够大大增加煤泥水的处理数量，切实提升了智能加药程序的生产能效。通过资料和成本核算，如果选煤厂规格为1千万吨，运用智能加药，可以大大地减少人工成本，减少药剂的消耗，估算每年煤泥处理总成本可减少15%左右。由此可见：智能加药程序，符合降本增效的生产目标，极具经济效益。

结论：综上所述，智能加药程序，切实增强了选煤厂智能生产能力。结合现阶段选煤厂的加药形式、药剂量选择、浓缩池反馈、处理设施性能等程序的运行情况，构建出具有高性能的智能加药控制系统，以提升选煤厂加药生产的智能性，获得较高的管控效果，有效整改原有煤厂煤质不稳定、药剂添加不及时等问题，以更为智能的方式，合理监测入料性能、入料浓度、水质清澈性，达成节能降耗的生产目标。

参考文献：

[1] 牛东方,任晓迪. 安太堡选煤厂智能化建设实践与探索[J]. 选煤技术,2020(3):95-98.

[2] 魏占强. 不连沟选煤厂煤泥水加药系统升级改造探讨[J]. 内蒙古煤炭经济,2020(12):11-12.

[3] 薛胜军,高赟. 选煤厂煤泥水处理自动加药控制系统设计[J]. 煤炭技术,2018,37(3):304-306.