选煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用

选煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用

房平、张闯、乔建华、马志慧，王博、张晓强，张宇

 鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司, 内蒙古鄂尔多斯 017000

摘要：选煤厂是煤炭生产过程中的重要环节，对于提高煤炭质量、减少资源浪费具有关键作用。压滤机是选煤厂中常用的设备，主要用于对煤泥进行脱水处理。然而，传统压滤机存在操作复杂、效率低下、能耗较高等问题。近年来，随着人工智能技术的不断发展，将智能化技术应用于选煤厂压滤机具有重要意义。本文主要对选煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用进行详细介绍。

关键词：选煤厂；压滤机；智能控制系统；研究与应用

中图分类号：TD94文献标识码：A

引言

选煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用对于提高选煤厂生产效率、降低运行成本具有重要意义。压滤机是选煤厂煤泥压滤系统中最关键的设备，其主要的工作原理是利用压力差原理分离矿浆中的固液，从而实现对煤泥的回收。压滤机作为煤泥压滤系统的主要设备，其运行效率、自动化控制程度直接影响煤泥压滤质量及效率，传统控制方式复杂、效率低的压滤机控制系统已无法满足当前选煤厂煤泥处理需求。在未来的发展中，需要进一步完善系统功能，提高数据处理与分析能力，实现更高级别的智能化控制，以满足不断变化的煤炭生产需求。

1压滤机智能控制系统

智能压滤系统实现压滤机监控、自动补料、自动判断结束进料、自动排队卸料、压滤生产统计等功能。压滤机自动排队运行，压滤机与上、下游设备形成联动，压滤机自动上、停料。在保证人员和设备安全的同时，减少压滤操作过程中的人工干预，提高压滤系统的连续性和高效性，整体上降低压滤岗位的人员需求。同时，借助无线移动端实现压滤系统的移动控制。

煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用是选煤技术现代化的重要方向。压滤机是选煤厂中用于脱水和固液分离的关键设备，其工作效率和分离效果直接影响到煤炭的质量和加工效率。随着人工智能、自动控制技术、传感器技术的发展，将智能控制技术应用于压滤机，可以实现对其工作状态的实时监控、自动调节和优化运行，从而提高生产效率，降低能耗，保证安全生产。

传统的压滤机一般为板框结构，工作效率较低，且压榨出的滤饼含水量相对较高；此外，当工人在现场进行自动或手动控制时，现场环境往往比较恶劣，噪音较大，对于操作者的健康和安全极为不利，为此，迫切要求改善操作者的工作环境，实现对压滤机的智能控制。煤炭行业作为关系我国经济命脉和能源安全的重要基础产业，智能化是其发展的必由之路，采用智能化高新技术带动传统矿业的转型和升级，可从本质上提升企业的核心竞争力，从而推动我国煤炭行业向安全、高效、经济、绿色与可持续的目标发展。选煤厂作为煤炭企业的重要组成部分，具有自动化水平高、设备先进、作业流程化、作业场所固定、安全风险小等特点，易于实施智能化建设[1]。

2选煤厂压滤机智能控制系统的研究与应用

选煤厂压滤机智能控制系统主要包括以下几个部分：硬件平台、软件平台、数据采集与传输、控制策略及人机交互界面。硬件平台主要包括压滤机、传感器、执行器等；软件平台主要包括操作系统、数据处理与分析软件等；数据采集与传输主要负责实时采集压滤机运行数据，并通过有线或无线方式传输至控制中心；控制策略根据实时数据及预设条件，对压滤机进行智能调控；人机交互界面则负责显示系统运行状态、实时数据及预警信息等。

2.1选煤厂煤泥压滤工艺流程

选煤厂压滤系统是处理选洗过程产生的煤泥，也是实现煤泥压榨、过滤水循环使用的主要系统，通常由搅拌池、空气压缩机、压滤机、刮板输送机及电气控制柜组成。泥煤在搅拌池内加药搅拌后通过入料泵输送至压滤机中进行脱水压榨，通过刮板输送机将煤泥饼产品进行输送，整个压滤过程由电气控制柜控制完成。目前比较典型的压滤工艺由浓缩池、压滤机、输送机、进料泵以及滤饼输送机等部分组成。煤泥水和絮凝剂一起加入浓缩池中进行充分搅拌，随后通过压滤机对其进行压滤脱水，并由吹风机加快脱水效果。经压滤机处理后的煤泥会形成煤泥饼和滤液，其中，煤泥饼的含水量为60%，由输送机将煤泥饼输送到煤泥烘干系统，其中的滤液排入循环水池以实现充分利用。整个压滤工艺实现煤泥料浆压榨成滤饼和煤泥水循环利用，采用PLC进行控制。

2.2煤泥压滤智能化控制要求

目前，压滤机运行过程包括压紧、入料、压榨过滤、取拉板等环节，其运行流程为：按下设备启动按钮后泵站电机启动，压紧板前进，到达油缸压力上限后停止压紧板；打开进料阀打压进料；进料达到一定压力后保压计时进行过滤压榨；过滤完成后手动按下松开按钮进行卸压，压紧板后退；人工拉板卸下滤饼，通过刮板输送机运送产品；取拉板电机停止运转，完成一个工作循环。从压滤机的智能化要求和自动化控制功能角度分析，压滤系统的智能化控制要求如下。（1）实现对压滤机的高精度与智能化控制，以及压滤机操作的无人化和远程高效协同化，从而大大提高压滤机的智能化控制程度。（2）实时监控压滤机的运行状态，监控整个压滤机产品流程，保证每个环节可控，利用神经网络算法搭建压滤机智能化控制平台和数据处理中心。（3）优化传统的PID控制算法以实现对压滤机的智能化监控，解决当前压滤机监控不完善、监控不到位的问题，提高压滤机智能控制程度和控制精度

[2]。

2.3实时监控与数据分析

煤泥压滤智能控制系统主要由上位机监控平台、PLC主控模块、现场采集模块、变频器及压滤机等现场设备组成。系统采用分布式传感器采集方案实时采集压滤机液压油缸压力、滤液排量以及空压机风管压力、入料泵压力等运行数据，并上传至PLC与上位机中进行分析处理，实现压滤设备的运行状态实时监测与自动控制。当系统处于自动联机运行状态时，系统可根据预设参数及工艺程序自动完成煤泥压滤循环作业，无需人员操作，可实现多设备自动运行。通过安装在压滤机上的各种传感器，实时采集设备的工作数据，如压力、流量、滤液质量等。利用数据分析技术，对采集到的数据进行分析，以便及时发现并解决设备运行中的问题。

2.4智能调节与优化

基于实时数据和预设的算法，智能控制系统可以自动调节压滤机的参数，通过安装在压滤机上的传感器，如压力传感器、流量计、温度传感器等，实时监测设备的工作状态和工艺参数。这些数据是进行智能调节与优化的基础。采集到的实时数据需要通过算法进行处理和分析，以提取有用的信息，如滤液的含水量、滤布的堵塞程度等。这些信息有助于判断设备性能和脱水效果。智能控制系统根据实时数据和算法调整压滤机的参数，如过滤压力、滤布速度、加压时间等，以实现最佳的脱水效果和最高的设备效率。

2.5故障预测与维护

故障预测与维护是选煤厂压滤机智能控制系统的高级功能之一。这项功能基于对设备历史数据的深入分析和机器学习算法，旨在提前识别潜在的故障风险，从而实现预防性维护，减少意外停机时间，延长设备使用寿命。以下是故障预测与维护的关键点：收集和积累压滤机长时间运行的各种数据，包括正常运行数据和异常数据。这些数据对于训练故障预测模型至关重要。从积累的数据中提取有助于故障诊断的特征，如振动模式、温度变化、压力波动等。这些特征将用于构建故障诊断模型。利用机器学习算法，如随机森林、支持向量机、神经网络等，对提取的特征进行分析，学习正常运行与故障状态之间的差异。将故障预测模型集成到智能控制系统中，实时监控压滤机的运行状态。一旦模型预测到潜在故障，系统将发出警报，通知维护人员及时检查和处理。

结束语

作为选煤厂洗选过程产生的副产品，煤泥具有高水分、高持水性及低热值等特点，在传统选洗工艺中难以得到有效利用。随着煤炭开采及洗选量的不断提高，煤泥产量也呈现上升，落后的选洗工艺及设备造成大量煤泥浪费及环境污染，如何处理并有效回收煤泥成为目前亟待解决的问题。为此，对压滤系统进行智能化改造，并在选煤厂进行了实际应用。

参考文献

[1]武源.选煤厂选煤工艺的优化及管理研究[J].内蒙古煤炭经济，2020（17）：37-38.

[2]赵道文.大地选煤厂选煤工艺参数优化研究[J].山东煤炭科技，2022，40（4）：203-205.