加药系统改造

一、絮凝剂自动加药系统改造（手动变自动）
选煤厂应用 MNS1000 自动加药系统后,实现了加药系统的自动化,克服了手工加药的局限性,节约了大量药剂,确保了煤泥水的正常处理.系统安装运行以来,运行良好,效果明显.
在生产过程中发现,通过技术更新改造,主要洗选设备已能满足日益增长的选煤生产任务的需要,但细煤泥浓缩系统已成为制约选煤生产的瓶颈.由于细煤泥沉淀效果差,澄清水浓度有时达 50g/L,造成细粒煤泥在系统中循环,积聚,使洗水浓度居高不下,降低洗选效率,污染了精煤,同时还造成资源浪费.为此,我们决定在不增加浓缩设备的情况下,采取改进加药装置的方法提高细煤泥沉淀效果. 1 浓缩机加药系统存在的问题要完成不断增加的选煤任务,必须处理好煤泥水.经调查分析,原浓缩机加药系统已不能满足目前生产的需要,问题主要有几个方面: (1)药剂干粉添加不精确.改造前干粉药剂的添加完全靠人工用铲子进行操作,每次的加入量及添加速度仅凭以往的经验,容易造成药剂溶液浓度过高,过低,并且干粉易打团,造成不必要的浪费,甚至堵塞管路. (2)药剂溶液溶解程度低.系统改造前只有一只搅拌桶,人工加入干粉后,经过短时简单的搅拌后直接加人浓缩机,药剂溶液不能经过长时间搅拌而充分溶解,作用小,效果差,严重影响煤泥在浓缩池里面的絮凝沉
淀,影响整个煤泥水处理系统的正常运行. (3)药剂溶液向浓缩机的加入量不可控.以前药剂溶液是通过一台普通的加药泵从搅拌桶直接加入到浓缩机,排料量不可调.浓缩机的人料量及浓度受原煤人选量,煤质情况及沉降机处理量等多因素影响,经常发生变化,因此,需要不同量的药剂溶液配合,才能达到最佳效果. 2 自动加药系统工作原理针对上述问题,我厂安装使用了 MNS1000 自动加药系统,其装置该自动加药系统具有如下特点: (1)可实现干粉药剂的精确控制.在搅拌桶上方加设一干粉储料罐,罐体下端安装一套螺旋推进装置,由变频电动机驱动,通过改变频率来精确控制干粉的加入量.同时通过旋转的水流, 先行将螺旋输送的定量干粉浸润,然后再在搅拌器中进行搅拌,电磁阀控制进水开停,调整阀可调整进水水量,水量的变化可引起溶液配制浓度,等.根据药剂干粉易吸潮的特性,储料罐设双层结构,夹层内有加温袋,可自动调整料仓温度,以防板结. (增设二级搅拌系统,充分熟化药剂溶液. 搅拌分两室,药剂混合液首先进入搅拌一室,在此进行搅拌混合,混合后的溶液进入搅拌二室进一步混合,经两级搅拌后的溶液均匀,且熟化时间长,确保了混合液的质量. (4)药剂溶液定量添加.经充分熟化的药剂溶液进入储药箱后,由变频电机驱动的加药泵将药剂溶液加入浓缩机,通过改变电动机的频率来精确添加药剂溶液量. 3 运行效果 (1)提高了精煤产率.
同时,杜绝了因煤泥水浓度高而发生的管路堵塞现象. (2)絮凝剂用量明显减少.由于实现了药剂干粉添加的精确控制,二级搅拌系统充分熟化药剂,药剂溶液定量添加,精煤的药剂消耗量由原来的 g/t,降为 g/t,煤泥水状况良好. (3)整个煤泥水系统运行正常.细粒浓缩机底流基本稳定在450g/L,浓缩池内清水层在 0.5m以上,提高了压滤机的工作效率,为降低洗水浓度,实现清水洗煤创造了有利条件. (4)系统自动化程度提高.大大降低了工人的劳动强度,提高了操作的精确度. 4 几点建议 (1)药剂溶液的配比浓度,加入量,根据所要处理煤泥水的量,浓度及性质来决定,不可千篇一律,否则,不但影响煤泥水的沉淀,还会造成药剂不必要的浪费. (2)注意储料箱温度的调整,过高或过低都会影响药剂干粉的松散性,不利于其在水中溶解,一般应高于外界温度5～10℃,但不低于 25℃,可根据季节不同进行调定.
(3)药剂溶液储料箱的液位计若出现测量值比实际值偏低很多,说明管路中有漏气现象,应及时检查各接头的密封情况. 5 结语 MNS1000 自动加药系统在本厂安装使用以来,洗水浓度大幅度下降,提高了跳汰机的分选精度,多回收精煤近2000t,创造了可观的经济效益;同时,自动加药系统具有与手工加药不可比拟的优越性,既保证了煤泥水的正常处理,又节约了大量药剂.系统安装运行以来,运行良好,效果明显.
二絮凝剂自动加药系统的设计与变频器的应用
（对自动加药系统增加变频器）
主要结合我厂煤泥水加药系统改造项目.分析煤泥水自动加药系统的运行特点,提出应用变频器的必要性,以及ABB 变频器在煤泥水加药自控系统中的应用范围和性能特点。

我厂采取粗煤泥用旋流器有浓缩分级,离心脱水回收和细煤泥用浓缩机浓缩后, 有底流用压滤机压滤脱水回收的方法.细煤泥浓缩过有效,为保证浓缩效果,在浓缩机入料中以人工方式加入絮凝剂.但由于入料煤泥的量和性质的不稳定以及人工方式添加仅凭经验,很难适应实际变化,造成循环水和浓缩机底流浓缩不能满足工艺要求.煤泥水处理过程的特点在煤泥水中加入絮凝剂进行浓缩沉淀,是处理细煤泥的有效方法之一.但这是一个极为复杂的物理化学过程.影响沉淀效果的因素很多,而且各因素问存在耦合现象,使其作用机理更加复杂.沉降过程还具有非线性特点,絮凝剂的添加量和循环水浓度,浓缩机底流浓度,煤泥沉降速度问存在着明显的非线性关系.另外,煤泥沉降还是一个大时滞过程,煤泥的沉降往往需要十几分钟才能完成,工艺参数的调整往往滞后于干扰的变化.煤泥沉降过中为较大粒级,质量差异的煤炭进行分级提质提供了条件.这些特点,给沉降过程动态模型的建立以及基于
模型的控制策略的实现带来很大困难.鉴于以上情况,我厂决定对煤泥水加药系统进行自动化改造.通过对浓缩机入料浓度和流量以及浓缩机溢流浓缩的测定.用变频器控制加药泵电机,及时准确添加絮凝剂,以满足工艺要求.应用变频器的必要性采用交流异步电机变频调速,提高可靠性和准确性,减少絮凝剂消耗.简化控制系统.易于实现过程控制,增加控制系统的可靠性,使自动加药系统免维护.提高循环水水质,改善产品质量.控制方案煤泥水处理系统是一个多参数对象,多扰动,各参数交叉影响的系统.当前采用的浮选池存在较大的不确定性,复杂性,不稳定性,以及较大的容量滞后和较长的滞后时问.因此,采用常规的PID 调节很难达到控制要求,甚至无法投入自动运行.分析现有许多煤泥水自动控制系统的运行情况后.认为,主要存在以下难点: (1)浮选池从加药量的变化到其煤泥沉淀需要较长时间,即煤泥沉淀纯滞后时间长,容量滞后大.用简单的PID 控制很难获得理想效果. (2)煤泥性质的变化引起药煤比改变,采用一般的定值控制系统无法使系统始终运行在最佳或次最佳的沉降状态. (3)沉降过程机理复杂,影响沉降工况的因素较多,且对象变化较大,很难准确地建立单一的控制模型.针对以上情况,采用以下控制方案:煤泥沉降系统调节的主要任务是保证循环水浓度的稳定.除此之外,关键在于如何保证经济沉降.这也是煤泥沉降系统节约药刺消耗的关键所在.众所周知,经济沉降,实质上就是煤泥水系统进
入煤泥量和加药量的配比问题.如果能保证适当配比,就可实现最高的沉降效率,实现经济沉降.如果加药量不足造成不完全沉降,使循环水浓度过高,除污染产品外还导致严重的系统紊乱;反之,加药量过多,不仅浪费大量药剂,而且由于药剂分子间相互排斥.使煤泥水沉淀效果变差.由于现阶段的检测手段尚不能方便地准确测得进煤量和加药量.造成调整药煤比的自动控制有一定难度.但由于进煤量与煤泥水浓度存在一一对应的函数关系,而加药量与加药泵电机的转速也存在同样关系,就可巧妙地避开上述难题,使药煤比在整个运行过程中始终保持在最佳或次最佳状态.存在的另一个难题是,煤质的变化同样会造成煤比比值的漂移.显然,一个定值控制系统无法适应煤质变化带来的干扰.所以,在这里我们加入了自寻优控制方案.初次投运时,可根据经验初步设定药煤比的给定值,系统投入自动运行并稳定后,定时启动自寻优功能,根据循环水浓度的变化自动微调药煤比至最佳或次最佳状态,达到经济加药. 这里,调整加药量的加药泵电机采用ACS140系列变频器加以控制,获得快速的动态响应以及平稳的控制特性,使药一煤比的调整更趋于精确.
数据自动采集与检测(1)煤泥水流量检测仪表.采用LUGB 一21 流量计.该产品技术较先进,使用,维护方便. (2)煤泥水浓度检测仪表.采用amdel 数字浓度计.该仪器由国内某研究所和澳大利亚公司联合制造,采用进口元件,质量可靠,
性能优良,操作简便,精确度高. (3)液位检测仪表.采用JYB—KO—L 电缆连接液位变送器. (4)变频器.均采用ABB 公司的ACS140 系列产品。

5 系统软件设计系统控制软件用DOS 下的Modisoft 进行编程.监视软件用Windows 下的KingView 来实现.其主要功能是,完成控制系统现场全自动和半自动两种工作方式的切换,对数据采集与检测设备送来的数据进行实时处理;根据处理结果.按工艺要求输出指令,实现对各电磁阀和泵电机的驱动控制.同时,随过程参数的变化.能在屏幕上用动画方式形象地显示出工艺流程的状态. 6ABB 变频器的性能变频器作为系统中主要的执行设备,其
控制连接必须具有良好的开放性.ACS140 本身具有多种
内置的标准控制连接.即ABB 变频器特有的应用宏可供不同的应用选择.在自动加药控制系统中.最常用的是”手动/自动”应用宏.它可以通过一个外部开关量很容易实现本地控制与远程控制的切换.3路模拟输入可方便地接收来自控制站的给定信号以及现场的反馈信号;2 路模拟输出可最大限度地为现场控制站提供有效的动态运行参数值;3 路继电输出可为控制系统提供灵活的继电回路方案. 7 使用效果评价通过对絮凝剂加药系统的自动化改造,收到非常好的效果.主要表现在以下儿方面: (2)节省絮凝剂添加环节的劳动量. (3)循环水质量波动明显降低,以前循环水浓度忽高忽低,高时达30g/I 以上,现在平均在lOg/ I 以下. (4)煤泥回收率增加,
煤泥对产品的污染降低. (5)节约投资,较引进国外同类设备,节约投资4O 万元(引进国外同类设备,需投资7O 万元;进行改造,只需投资3O 万元.) 8 面临的问题(1)煤泥水自动加药系统的应用,一定程度上能降低絮凝剂的消耗量,提高煤泥回收率,改善产品质量.但每吨于煤泥药耗及配比的确定,尚没有合理的理论推导方法,只能靠经验确定;同时,因煤质变化及煤泥水pH 值的不同.所用药剂和控制量也不同.如何根据煤质和环境变化及时改变控制量以改善浓缩沉淀效果,是一个值得研究的课题. (2)国产检测传感元件较落后,检测精度差,有侍进一步提高.。