山西天星煤气化有限公司120万吨年选煤厂重介工艺参数测控系统(精)

山西天星煤气化有限公司

120万吨/年选煤厂

重介工艺参数测控系统

控

制

方

案

唐山瑞安普科技有限公司

2011年4月

一．概述

天星煤气化选煤厂主选设备选用三产品重介旋流器进行分选，最终的产品为精煤、中煤和矸石三种产品。在重介选煤系统中，影响设备分选效果的因素是多方面的，主要包括悬浮液密度、悬浮液煤泥含量、旋流器入口压力及介质桶液位等，且由于各因素之间互相影响相互制约，加之入选原煤煤质变化的影响，很难单凭选煤司机手动调节使系统稳定运行。为了提高分选精度，减少人为因素对分选效果的影响，充分发挥重介选煤的优势，能够最大限度的稳定生产高质量的精煤产品，必须对生产过程中的各种主要工艺参数进行实时监测和自动控制。二．控制原理

1. 根据三产品重介质旋流器选煤过程的工艺特点，为了保证选煤

过程的正常生产条件，并且有效地提高分选效率和稳定产品质量，需要对原煤分选过程中悬浮液的密度、旋流器入口压力、煤泥含量、合格介质桶液位等工艺参数进行在线监测和自动控制。

2. 系统主要功能及技术指标：

⑴重介质悬浮液密度的在线检测及自动化控制，在正常生产时，当重介质悬浮液的密度大于生产所设定的悬浮液的密度时，加水阀门打开，加入循环水，使重介质悬浮液的密度减小；当重介质悬浮液的密度小于生产所设定的悬浮液的密度时，加水阀门减小开度，减少加入的循环水，使重介质悬浮液的密度增加。悬浮液

的密度控制精度小于±0.01Kg/L。

⑵旋流器入口压力的检测。

⑶合格介质桶液位的在线检测和上、下限报警。

⑷精煤磁尾桶、中矸磁尾桶、循环水池等液位的在线检测和就地显示。

⑸合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测及煤泥含量的控制。⑹系统具有仪表系统（现场级）及工控机+PLC系统双重显示、控制功能以及系统间切换、A/M切换和现场就地操作功能。

3. 主要监测回路的基本原理

3.1悬浮液密度控制

在重介选煤过程中，重介质悬浮液密度是重介质选煤的一个重要的工艺参数，悬浮液密度的稳定与否直接影响着产品的质量和经济效益。在合格介质泵和旋流器之间上升管道安装RYC-3000型差压式密度计以监测合格介质的密度。通过安装于合格介质桶上的加水阀门自动调节合格悬浮液的补水量以保证悬浮液密度的稳定。

3.2旋流器入口压力的检测、显示和控制

在以旋流器为主洗设备的重介质选煤过程中，旋流器入口压力的变化对分选效果也起着很重要的作用。旋流器入口压力的检测是通过安装于旋流器入口处的压力变送器进行的，本系统选用带就地显示功能的压力变送器，能够方便的在现场实时观测旋流器入口的压力值，同时检测信号送至密控室，以提供生产人员随

时了解该值的变化，并可以通过修改合格介质泵变频器的工作频率控制旋流器入口的压力。

3.3悬浮液煤泥含量的计算和控制

合格分选悬浮液的成分为水、煤泥和磁铁粉，按照一定的比例混合成密度稳定的分选悬浮液。由于煤泥的比重较低，磁铁粉的比重较高，在重介选煤过程中，如果煤泥的含量过高时，分选悬浮液中煤泥的体积浓度就大，分选悬浮液的粘度就大，这时再混入大量的原煤就势必造成原煤在旋流器中分选不充分，结果就是精煤中混有中煤和矸石，中煤中混有精煤，影响精煤的质量和回收率，同时，煤泥含量过高还会给产品脱介带来困难，污染精煤产品，增大介耗；煤泥含量过低则会加速悬浮液沉淀速度，造成悬浮液的密度无法稳定，同样会影响系统的分选效果。因此，检测和控制悬浮液中煤泥含量的大小也是很重要的。目前，尚无直接检测悬浮液煤泥含量的仪器仪表，合格介质悬浮液中煤泥含量是借助于密度计和磁性物含量计分别测出悬浮液的密度和磁性物含量，由PLC或上位机计算得到。对煤泥含量的调控是通过调节精煤弧形筛下分流箱的分流量来实现的，当煤泥量过大时，通过加大分流箱的分流量，加大去往磁选机的流量，使更多的煤泥随磁选机尾矿排出，从而降低重介分选系统中悬浮液的煤泥含量。

3.4合格介质桶液位的检测和显示

合格介质桶的液位是保证正常生产的必要条件，随着生产不

断的进行，产品中必然会带走部分水分和介质，导致系统中水和介质的总量不断减少，合格介质桶液位不断下降，在控制系统中设计了对合格介质桶液位的实时检测和超限报警，以供选煤操作工随时掌握合格介质桶液位的变化情况，当液位降至报警下限时，报警功能可提醒选煤操作工向系统中补充介质和水，同时减小分流，是合格介质桶的液位上升，以维持生产正常进行。

4. 控制系统的硬件配置

密度控制系统硬件主要由现场检测显示仪表、执行机构和控制系统等组成，其中现场检测显示仪表包括RYC-3000型差压式密度计、液位计、MN1型磁性物含量检测仪、压力变送器等，执行机构包括GX-1000型电动加水阀门、FLX型线性分流箱控制装置和加介控制等，控制系统包括PLC、工业控制计算机和相关仪表、模块等组成。PLC选用西门子公司的S7-300系列，工业控制计算机选用台湾研华系列产品。在条件允许的情况下，为了降低整套系统的造价也可以与集中控制系统共用PLC和工业控制计算机系统。

5. 控制系统的软件环境和基本功能

⑴软件环境

PLC软件开发平台选用与PLC配套的STEP-7，工艺控制计算机运行平台选用WIN-CC或组态王等，利用VB或VC语言编制功能构件及用户程序。

⑵基本功能

根据重介质选煤过程自动化测控系统的特点和生产需要，该计算机系统包括以下主要功能：

● 生产工艺流程图和生产过程中主要工艺参数的实时显示。● 工艺参数的列表显示。列表实时显示重介质选煤过程中工

艺参数的测量值、设定值。

● 工艺参数历史记录。该系统程序运行后，对工艺参数每间

隔一定时间，进行记录，操作人员可以根据需要，任意设置记录时间间隔。通过菜单选择，操作人员可以查阅任意时间生产工艺参数历史数据。

● 工艺参数的趋势曲线。工艺参数趋势曲线可以显示当日工

艺参数变化的趋势曲线，也可以查阅过去某日工艺参数变化的历史记录，用于协助相关人员分析洗选效果、确定工艺参数的最佳设定值。

● 测控系统参数修改。通过计算机键盘和鼠标可以设置或修

改各控制回路的控制参数，以不断改进控制效果。