上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践——粟翠华
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图 1 全自动物料粒度在线检测装置主要结构
图 2 带有筛孔的液压插板俯视图
由图 1 可知,采样机位于物料皮带上方,筛分装 置位于物料皮带下方,称量装置位于筛分装置下方, 排料装置位于称量装置下方,采样机、筛分装置和称 量装置分别与控制装置电连接。 采样机从运行的物 料皮带上自动采集物料并将物料送入筛分装置,筛 分装置进行物料筛分,称量装置对筛分后的物料进 行称重后,物料经由排料装置排出,控制装置用于控 制采样机、筛分装置和称量装置,还用于接收称量装 置检测到数据并计算物料粒度超限比例。
称量装置包括称量传感器和称量箱体,称量箱 体用于容纳物料;称量传感器用于称重,为拉力型称 量传感器,其一端连接支撑架横梁底部,另一端连接 称量箱体上方的 4 个角。 为保证测量准确,设置 4 个拉力型称重传感器,求取其称重后的平均值。
排料装置包括排料溜槽和液压插板,液压插板 设置于称量箱体底部。 液压插板可水平方向滑动, 关闭时,阻断物料从称量箱体中排出;打开时,物料 从称量箱体中排出。
物料粒度自动检测系统首先进行自检,使称量 装置的数据清零;然后控制装置启动采样机,采样机 从运行的物料皮带 2 上自动采集物料并将物料送入 筛分装置。 当采样结束后,采样机停止工作返回停 止位置。
筛分装置对物料进行筛分,由筛分装置将直径 不同的物料颗粒分开,筛分装置根据筛孔的大小将 物料分为筛上物与筛下物,由程序对筛分装置设定 筛分时间,筛下物落入称量装置。
2 全自动物料粒度在线检测装置的研制
2． 1 设计思路 在 251 号混煤胶带机机头安装 1 台中部采样
机,采样后的物料进入下方自制的试验用筛分机,筛 孔尺寸即分级粒度为 50 mm,通过称重单元计量筛 下物和筛上物的质量,通过编写程序计算筛上物含 量占采样总量的比值,即可得到混煤粒度限上率,从 而判断限上率是否超过 5% 。 2． 2 工作原理
首先对粒度检测机进行单机测试。 测试内容包 括采样机的单次采样时间、单次采样物料质量区间、 筛分机振动时间、称重单元的称重准确性对比、检查 非超限物料是否全部通过筛分机、检查检测前是否 质量自动归零等。 结合 GB / T 477—2008《 煤炭筛分 110
Innovative practice of online grain size detection in Shangwan coal preparation plant
SU Cuihua
( Shendong Coal Preparation Center,Yulin 719315,China)
Abstract:In order to reduce the risk of coal quality accident caused by particle size exceeding the standard in the production process of coal preparation plant,the requirements of material size control for intermediate products or final products in each production link of Shangwan coal preparation plant was studied,and a method to realize on-line particle size detection by means of automation was put forward:An automatic on-line particle size detection device was developed. After parctical application of 251 mixing coal belt conveyor in Shangwan coal preparation plant,mixing rate exceeding the upper limit caused by coal accident is not occured. The results show that through the above innovative practices,the limitation and lag of traditional screening test method and artificial experience judgment method in judging material particle size exceeding the limit are broken,the labor intensity of coal preparation plant staff is reduced,and the coal quality index of commercial coal is improved. Key words:coal preparation plant;particle size;on-line detection;coal quality
0 引 言
商品煤的各项煤质指标是产品销量和售价的重 要决定因素。 产品粒度,尤其是混煤、特低灰等产品 的限上率,是重要的煤质指标,要求其含量≤5% 。 当出现分级筛板破损或掉落、破碎机磨损等情况时 易出现产品粒度超限,极易造成煤质事故[1] 。
目前对商品煤粒度的检测手段主要有:① 依靠 岗位工人在巡视过程中通过目测并凭经验判断粒度 是否超标,这种方式误差极大、无法准确判断粒度是
激振器和支撑弹簧配合使用,使物料直径大于 筛孔的物料被筛落,带有筛孔的液压插板( 筛孔可 更换) 负责筛选物料。
图 2 中带有筛孔的液压插板包括筛板固定机 构、液压结构和筛板,筛板与液压结构滑动连接,液 压结构的一端固定在筛板固定机构上。 筛板孔径为 50 mm,可根据物料粒度要求更换不同孔径的筛板。 液压结构用于控制筛板水平方向打开和关闭,当控 制筛板关闭时,物料存储在筛分装置箱体内,当控制 筛板打开时,物料从筛分装置箱体中掉落。
第 24 卷 增刊 2
2018 年 11 月
洁净煤技术
Clean Coal Technology
Vol. 24 Supp. 2 Noቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ. 2018
上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践
粟 翠 华
( 神东洗选中心,陕西 榆林 719315)
摘 要:为了降低选煤厂生产过程中粒度超标导致煤质事故风险,研究了上湾选煤厂各生产环节对中 间产品或最终产品物料粒度控制的要求,提出了通过自动化手段实现在线粒度检测的方法:研制一种 全自动物料粒度在线检测装置。 上湾选煤厂 251 混煤胶带机生产实际应用后,未发生混煤限上率超 标导致的煤质事故。 通过创新实践,打破了传统筛分试验方法和人工经验判断法对判断物料粒度超 限的局限性和滞后性,降低了选煤厂员工的劳动强度,同时有利于提高商品煤煤质指标。 关键词:选煤厂;物料粒度;在线检测;煤质 中图分类号:TD923 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2018) S2-0108-04
否超标;② 在生产过程中采样,并依靠人工进行筛 分试验检测商品煤的粒度是否超标,这种方式所耗 费的工作量较大且存在严重的滞后性,无法及时指 导生产参数的调整[2] 。
基于上述 2 种检测手段存在的缺陷,研制一套 结构简单、可靠,同时满足选煤厂现场工作环境,可 用直接测量法实现在线粒度检测的设备尤为重要。 根据上湾选煤厂混煤粒度检测的实际需求,不以检 测每个物料尺寸为目标, 只需满足混煤粒度等级 ( 即>50 mm) 颗粒占比不高于 5% 的要求,同时每次
控制装置从称量装置获取筛上物和( 或) 筛下 物的质量数据,并计算限上率和限下率。 若限上率 或限下率>5% ,则认为物料粒度超限。 若物料粒度 超限,控制装置会发出报警。
图 1 中,筛分装置包括筛分装置箱体、激振器、 支撑弹簧和带有筛孔的液压插板,激振器安装在筛 分装置箱体的外侧,支撑弹簧的两端分别安装在筛 分装置箱体外部的上沿下和支撑架横梁上,带有筛 孔的液压插板作为筛分装置箱体的底部,当带有筛 孔的液压插板打开时物料掉落。
qq. com 引用格式:粟翠华. 上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践[ J] . 洁净煤技术,2018,24( S2) :108-111.
SU Cuihua. Innovative practice of online grain size detection in Shangwan coal preparation plant[ J] . Clean Coal Technology,2018,24( S2) :108111.
称量装置对落入其内部的筛下物进行称重,称 重完毕后,打开称量装置底部的插板,将筛下物放入 排料装置,物料返回物料胶带机。 筛分装置打开使 筛上物落入称量装置,称量装置对筛上物进行称重,
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洁净煤技术
第 24 卷
称重完毕后,打开称量装置底部的插板,将筛上物放 入排料装置,使物料返回物料胶带机。
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行参数,同时也可设置检测机的检测周期,整个操作 控制过程在现场触摸屏上可见。 2． 3 组成结构及工作原理
SZ- 1 型 全 自 动 物 料 粒 度 在 线 检 测 装 置 主 要 由 S7-200 控制单元、电气控制单元、称重单元、触 摸屏、试验筛分机及采样机组成,主要结构组成如图 1 所示,带有筛孔的液压插板俯视图如图 2 所示。
控制装置包括 PLC 控制器和上位机。 PLC 控 制器用于控制采样机、物料皮带、筛分装置、称量装 置和排料装置,上位机用于计算物料粒度超限比例。 2． 4 检测值稳定性和准确性试验[3]
为了测试粒度检测机检测结果的准确性,上湾 选煤厂创新工作室对粒度检测机进行若干次单机测 试以及持续一周的在线检测与人工检测对比试验。
收稿日期:2018-09-02;责任编辑:张晓宁 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 18090210 作者简介:粟翠华(1985—) ,男,湖南怀化人,工程师,研究方向为矿物加工工程及选煤厂生产技术管理。 Tel:0477 -8271065,E-mail:280475603@
采样机采样前,SZ-1 型全自动物料粒度在线检 测装置(以下简称“ 粒度检测机”) 称重单元的下插 板在关闭位置,筛下称重单元自动清零后并保存。 经采样机把需要检测的物料送入粒度检测机的试验 筛分机。 采样完成后,采样机自动停止,并停止在设 定的水平位置( 通过限位开关控制) ,开始进行粒度 超限检测。 启动粒度检测机的筛分机,在设定时间 把物料分成筛上物和筛下物,待筛分机停止振动后, 进行筛下物料自动称重采集,称重完毕后,打开连接 筛板的插板,筛上物料进入筛下,进行称重,得到采 样物料总质量,PLC 通过设定的计算公式计算算出 限上率,最终上传至调度室上位机,使调度员实时了 解混煤粒度超限情况,并根据混煤物料超限情况,设 定 5% 的报警值,出现报警则及时通知岗位工检查 并处理隐患。 粒度检测机通过现场 PLC 控制( 附带 触摸屏) ,操 作 人 员 可 通 过 触 摸 屏 查 看 检 测 机 的 运
1 上湾选煤厂概况
上湾选煤厂是特大型现代化矿井型选煤厂,位 于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木兰镇,承担 上湾煤炭原煤洗洗加工任务。 自 2000 年建成后历 经 3 次技术改造,目前商品煤生产能力已达 1 500 万 t / a。 上湾选煤厂主要选煤工艺为块煤采用重介 浅槽分选,末煤不分选,洗水实现一级闭路循环。 产 品主要为块精煤和混煤,具有低灰、低硫、中高发热 量等特点,是优质清洁的动力煤。
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粟翠华:上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践
测量前系统零点自动标定,即系统零点为相对零点, 具有较强的抗干扰能力。
上湾选煤厂创新工作室针对 251 混煤胶带机产 品粒度超标时无法自动检测的问题,经过反复研究, 研制一套全自动物料粒度在线检测装置,解决了工 人巡视目测判断不准确和人工采样试验检测滞后等 问题。
图 2 带有筛孔的液压插板俯视图
由图 1 可知,采样机位于物料皮带上方,筛分装 置位于物料皮带下方,称量装置位于筛分装置下方, 排料装置位于称量装置下方,采样机、筛分装置和称 量装置分别与控制装置电连接。 采样机从运行的物 料皮带上自动采集物料并将物料送入筛分装置,筛 分装置进行物料筛分,称量装置对筛分后的物料进 行称重后,物料经由排料装置排出,控制装置用于控 制采样机、筛分装置和称量装置,还用于接收称量装 置检测到数据并计算物料粒度超限比例。
称量装置包括称量传感器和称量箱体,称量箱 体用于容纳物料;称量传感器用于称重,为拉力型称 量传感器,其一端连接支撑架横梁底部,另一端连接 称量箱体上方的 4 个角。 为保证测量准确,设置 4 个拉力型称重传感器,求取其称重后的平均值。
排料装置包括排料溜槽和液压插板,液压插板 设置于称量箱体底部。 液压插板可水平方向滑动, 关闭时,阻断物料从称量箱体中排出;打开时,物料 从称量箱体中排出。
物料粒度自动检测系统首先进行自检,使称量 装置的数据清零;然后控制装置启动采样机,采样机 从运行的物料皮带 2 上自动采集物料并将物料送入 筛分装置。 当采样结束后,采样机停止工作返回停 止位置。
筛分装置对物料进行筛分,由筛分装置将直径 不同的物料颗粒分开,筛分装置根据筛孔的大小将 物料分为筛上物与筛下物,由程序对筛分装置设定 筛分时间,筛下物落入称量装置。
2 全自动物料粒度在线检测装置的研制
2． 1 设计思路 在 251 号混煤胶带机机头安装 1 台中部采样
机,采样后的物料进入下方自制的试验用筛分机,筛 孔尺寸即分级粒度为 50 mm,通过称重单元计量筛 下物和筛上物的质量,通过编写程序计算筛上物含 量占采样总量的比值,即可得到混煤粒度限上率,从 而判断限上率是否超过 5% 。 2． 2 工作原理
首先对粒度检测机进行单机测试。 测试内容包 括采样机的单次采样时间、单次采样物料质量区间、 筛分机振动时间、称重单元的称重准确性对比、检查 非超限物料是否全部通过筛分机、检查检测前是否 质量自动归零等。 结合 GB / T 477—2008《 煤炭筛分 110
Innovative practice of online grain size detection in Shangwan coal preparation plant
SU Cuihua
( Shendong Coal Preparation Center,Yulin 719315,China)
Abstract:In order to reduce the risk of coal quality accident caused by particle size exceeding the standard in the production process of coal preparation plant,the requirements of material size control for intermediate products or final products in each production link of Shangwan coal preparation plant was studied,and a method to realize on-line particle size detection by means of automation was put forward:An automatic on-line particle size detection device was developed. After parctical application of 251 mixing coal belt conveyor in Shangwan coal preparation plant,mixing rate exceeding the upper limit caused by coal accident is not occured. The results show that through the above innovative practices,the limitation and lag of traditional screening test method and artificial experience judgment method in judging material particle size exceeding the limit are broken,the labor intensity of coal preparation plant staff is reduced,and the coal quality index of commercial coal is improved. Key words:coal preparation plant;particle size;on-line detection;coal quality
0 引 言
商品煤的各项煤质指标是产品销量和售价的重 要决定因素。 产品粒度,尤其是混煤、特低灰等产品 的限上率,是重要的煤质指标,要求其含量≤5% 。 当出现分级筛板破损或掉落、破碎机磨损等情况时 易出现产品粒度超限,极易造成煤质事故[1] 。
目前对商品煤粒度的检测手段主要有:① 依靠 岗位工人在巡视过程中通过目测并凭经验判断粒度 是否超标,这种方式误差极大、无法准确判断粒度是
激振器和支撑弹簧配合使用,使物料直径大于 筛孔的物料被筛落,带有筛孔的液压插板( 筛孔可 更换) 负责筛选物料。
图 2 中带有筛孔的液压插板包括筛板固定机 构、液压结构和筛板,筛板与液压结构滑动连接,液 压结构的一端固定在筛板固定机构上。 筛板孔径为 50 mm,可根据物料粒度要求更换不同孔径的筛板。 液压结构用于控制筛板水平方向打开和关闭,当控 制筛板关闭时,物料存储在筛分装置箱体内,当控制 筛板打开时,物料从筛分装置箱体中掉落。
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洁净煤技术
Clean Coal Technology
Vol. 24 Supp. 2 Noቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ. 2018
上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践
粟 翠 华
( 神东洗选中心,陕西 榆林 719315)
摘 要:为了降低选煤厂生产过程中粒度超标导致煤质事故风险,研究了上湾选煤厂各生产环节对中 间产品或最终产品物料粒度控制的要求,提出了通过自动化手段实现在线粒度检测的方法:研制一种 全自动物料粒度在线检测装置。 上湾选煤厂 251 混煤胶带机生产实际应用后,未发生混煤限上率超 标导致的煤质事故。 通过创新实践,打破了传统筛分试验方法和人工经验判断法对判断物料粒度超 限的局限性和滞后性,降低了选煤厂员工的劳动强度,同时有利于提高商品煤煤质指标。 关键词:选煤厂;物料粒度;在线检测;煤质 中图分类号:TD923 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2018) S2-0108-04
否超标;② 在生产过程中采样,并依靠人工进行筛 分试验检测商品煤的粒度是否超标,这种方式所耗 费的工作量较大且存在严重的滞后性,无法及时指 导生产参数的调整[2] 。
基于上述 2 种检测手段存在的缺陷,研制一套 结构简单、可靠,同时满足选煤厂现场工作环境,可 用直接测量法实现在线粒度检测的设备尤为重要。 根据上湾选煤厂混煤粒度检测的实际需求,不以检 测每个物料尺寸为目标, 只需满足混煤粒度等级 ( 即>50 mm) 颗粒占比不高于 5% 的要求,同时每次
控制装置从称量装置获取筛上物和( 或) 筛下 物的质量数据,并计算限上率和限下率。 若限上率 或限下率>5% ,则认为物料粒度超限。 若物料粒度 超限,控制装置会发出报警。
图 1 中,筛分装置包括筛分装置箱体、激振器、 支撑弹簧和带有筛孔的液压插板,激振器安装在筛 分装置箱体的外侧,支撑弹簧的两端分别安装在筛 分装置箱体外部的上沿下和支撑架横梁上,带有筛 孔的液压插板作为筛分装置箱体的底部,当带有筛 孔的液压插板打开时物料掉落。
qq. com 引用格式:粟翠华. 上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践[ J] . 洁净煤技术,2018,24( S2) :108-111.
SU Cuihua. Innovative practice of online grain size detection in Shangwan coal preparation plant[ J] . Clean Coal Technology,2018,24( S2) :108111.
称量装置对落入其内部的筛下物进行称重,称 重完毕后,打开称量装置底部的插板,将筛下物放入 排料装置,物料返回物料胶带机。 筛分装置打开使 筛上物落入称量装置,称量装置对筛上物进行称重,
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称重完毕后,打开称量装置底部的插板,将筛上物放 入排料装置,使物料返回物料胶带机。
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行参数,同时也可设置检测机的检测周期,整个操作 控制过程在现场触摸屏上可见。 2． 3 组成结构及工作原理
SZ- 1 型 全 自 动 物 料 粒 度 在 线 检 测 装 置 主 要 由 S7-200 控制单元、电气控制单元、称重单元、触 摸屏、试验筛分机及采样机组成,主要结构组成如图 1 所示,带有筛孔的液压插板俯视图如图 2 所示。
控制装置包括 PLC 控制器和上位机。 PLC 控 制器用于控制采样机、物料皮带、筛分装置、称量装 置和排料装置,上位机用于计算物料粒度超限比例。 2． 4 检测值稳定性和准确性试验[3]
为了测试粒度检测机检测结果的准确性,上湾 选煤厂创新工作室对粒度检测机进行若干次单机测 试以及持续一周的在线检测与人工检测对比试验。
收稿日期:2018-09-02;责任编辑:张晓宁 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 18090210 作者简介:粟翠华(1985—) ,男,湖南怀化人,工程师,研究方向为矿物加工工程及选煤厂生产技术管理。 Tel:0477 -8271065,E-mail:280475603@
采样机采样前,SZ-1 型全自动物料粒度在线检 测装置(以下简称“ 粒度检测机”) 称重单元的下插 板在关闭位置,筛下称重单元自动清零后并保存。 经采样机把需要检测的物料送入粒度检测机的试验 筛分机。 采样完成后,采样机自动停止,并停止在设 定的水平位置( 通过限位开关控制) ,开始进行粒度 超限检测。 启动粒度检测机的筛分机,在设定时间 把物料分成筛上物和筛下物,待筛分机停止振动后, 进行筛下物料自动称重采集,称重完毕后,打开连接 筛板的插板,筛上物料进入筛下,进行称重,得到采 样物料总质量,PLC 通过设定的计算公式计算算出 限上率,最终上传至调度室上位机,使调度员实时了 解混煤粒度超限情况,并根据混煤物料超限情况,设 定 5% 的报警值,出现报警则及时通知岗位工检查 并处理隐患。 粒度检测机通过现场 PLC 控制( 附带 触摸屏) ,操 作 人 员 可 通 过 触 摸 屏 查 看 检 测 机 的 运
1 上湾选煤厂概况
上湾选煤厂是特大型现代化矿井型选煤厂,位 于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木兰镇,承担 上湾煤炭原煤洗洗加工任务。 自 2000 年建成后历 经 3 次技术改造,目前商品煤生产能力已达 1 500 万 t / a。 上湾选煤厂主要选煤工艺为块煤采用重介 浅槽分选,末煤不分选,洗水实现一级闭路循环。 产 品主要为块精煤和混煤,具有低灰、低硫、中高发热 量等特点,是优质清洁的动力煤。
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粟翠华:上湾选煤厂物料粒度在线检测创新实践
测量前系统零点自动标定,即系统零点为相对零点, 具有较强的抗干扰能力。
上湾选煤厂创新工作室针对 251 混煤胶带机产 品粒度超标时无法自动检测的问题,经过反复研究, 研制一套全自动物料粒度在线检测装置,解决了工 人巡视目测判断不准确和人工采样试验检测滞后等 问题。