濃縮機加裝無線傳輸在線監控系統的改造實踐

張兆征

(神華準格爾能源有限責任公司 選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300)

神華準能選煤廠是一座年入選原煤3 000萬t的特大型動力煤選煤廠，于1996年試生產，入選原煤分為優煤和劣煤兩種，采用塊煤跳汰工藝，優煤以50 mm分級；末煤直接入產品倉：劣煤以13 mm分級，末煤直接入產品倉。洗選系統通過煤泥水處理系統對水介質中的煤泥進行回收，實現水介質的重復利用，保障煤泥水的內部處理，使煤泥水達到一級閉路循環，減少煤泥水外排對環境的污染，而濃縮機在洗選系統的整個工藝流程中起到非常重要的作用。

1 NT-45型周邊驅動中心入料濃縮機基本組成

神華準能選煤廠水處理系統中使用的是NT-45型周邊驅動中心入料的大型濃縮機。其入料方式為中心入料，周邊溢流，底流用泵抽出，主要用途是澄清循環水，特點是沉淀面積大，底流排料量和濃度較易控制，有相當的緩沖能力。其結構可分為以下3個部分：① 驅動部分。驅動部分是濃縮機繞中心行走的動力，主要由電控部分、11 kW電機、液壓馬達、行星減速機、鏈條、齒輪、齒條及行走輪組成。② 中心入料部分。中心入料部分由入料管、支撐底座、中心軸承、中心支架、集電環組成。③ 升降耙。升降耙齒由電控部分、4組耙子(伸縮油缸、爬架、耙齒組成)、固定支撐架及雙橫梁組成，通過可升降的4組耙子把沉降的煤泥水刮到濃縮池中心出料口，由底流泵抽出。

2 濃縮機加裝運行狀態無線監控系統

2.1 加裝系統的必要性

濃縮機對煤泥的分離沉降效果，影響洗選系統正常運行和產品質量。當入洗原煤煤質發生較大變化時，改造前濃縮機不能及時反映出煤泥變化情況，運行人員只能根據以往經驗添加絮凝劑，因而容易造成細煤泥和高灰質細泥難于處理，影響煤泥水的最佳處理時間，進而產生壓耙事故，擴大設備損壞范圍，給生產和檢修造成嚴重損失。為解決這一問題，在濃縮機上加裝運行狀態無線監控系統是十分必要的。

2.2 系統基本功能

濃縮機運行狀態無線監控系統基本功能如圖1所示：信號采集裝置采集濃縮機的運行壓力信號，通過信號無線發射裝置和信號無線接收裝置完成信號的無線傳輸，到達PLC人機界面軟件和PLC組態軟件編程，從而實現遠程PLC實時監控，安裝現場監測報警裝置實現現場監控。

圖1 無線監控系統基本功能

準能選煤廠跳汰洗選系統使用的濃縮機是NT-45型周邊驅動中心入料濃縮機，其液壓驅動器的壓力隨著濃縮機耙齒在濃縮池內阻力的變化而變化，因而可以直接反映出濃縮池內煤泥沉降情況的變化。為及時了解濃縮池內煤泥變化情況，在濃縮池內安裝液壓驅動器的壓力信號采集裝置，通過使用新技術的無線傳輸裝置解決濃縮機中心集電環受水汽影響以及入料時中心振動影響電信號穩定性的難題。因此應用新技術的PLC組態軟件開發、Ifix人機界面軟件開發及PLC硬件模塊支持，實現濃縮機運行狀態實時監控。

2.3 系統的優點

2.3.1 保障信號的穩定性和可靠性

中心集電環是NT-45型周邊驅動中心入料濃縮機電氣維修故障多發點，經分析發現其原因：中心入料管道流量每小時平均為3 600 m3，由于沖擊力較大，振動大，而且水汽較大，尤其在冬季，常出現結冰或結霜，對中心集電環的絕緣和機械造成損傷，容易出現故障。通過中心集電環對濃縮機驅動器的壓濾信號傳輸，對信號傳輸質量有很大影響，經常出現虛假信號和信號丟失的情況。經多次試驗選取SATZS/2-3無線收發裝置，解決這一難題。

無線收發裝置是一種新型的高頻低功率，獨立對碼，單機單信道民用無線收發裝置。其特點為傳輸距離100 m，信號傳輸穩定，抗干擾性強，集成度高，電源獨立，安裝方便。通過使用該無線收發裝置徹底解決了NT45型周邊驅動中心入料濃縮機對信號傳輸的難題，保證信號的穩定可靠，進而保證整個系統的可靠運行。

2.3.2 提高設備的智能化水平

在PLC分站增加模擬量輸入模塊，通過PLC組態軟件對PLC分站進行編程組態，實時讀取儲存數據，然后通過上位機使用Ifix人機界面軟件開發人機界面，實時監控濃縮機運行狀態，并根據設定值進行提醒和報警。操作人員可以通過動態色變方式，及時準確的了解到濃縮機的運行情況，指導加壓過濾機運行和濃縮池絮凝劑添加量，使系統更加智能化，并且在今后設備運行過程中進行數據積累，具備了升級的基礎。

2.3.3 增加科學的檢查手段

以前現場人員對濃縮池內煤泥情況檢查，只能通過探池桿進行檢查。通過在運行人員休息室安裝現場監控報警裝置，操作人員可以隨時了解濃縮機運行狀態，通過濃縮機運行狀態反映出濃縮池內煤泥情況和循環水狀態，調整加壓過濾機的生產，根據原煤入料情況，并結合濃縮池內煤泥和循環水狀態調整濃縮池絮凝劑添加量，使運行人員對設備的操作檢查增加了一種科學手段，進而提升科學管理水平。

3 改造后的效果和價值

(1)通過增加濃縮機運行狀態監測系統，可及時反映煤泥和循環水狀態，指導加壓過濾機運行，調整絮凝劑添加量。對提高加壓過濾機運行的精細化管理水平提供了科學手段，對循環水狀態控制和絮凝劑的添加提供了科學依據。

(2)實時監測濃縮機運行狀態，可在出現入洗原煤發生煤質變化時及時了解煤泥沉降和細煤泥及高灰質細泥情況，及時組織設備運行，爭取最佳處理時間，避免濃縮機出現壓耙事故，有效降低濃縮機故障率，保障濃縮機安全、高效運行。降低濃縮機維修成本，提高濃縮機運行效率。

(3)通過對濃縮機加裝運行狀態監測系統，可根據濃縮池內煤泥情況隨時調整加壓過濾機的時間和運行參數，提高設備運行效率，節約電耗。在進入雨季后，入料原煤中含有大量的細煤泥和高灰質細泥，為在循環水中及時加入助濾劑與絮凝劑提供依據，及時有效處理了循環水中細煤泥和高灰質細泥，保障濃縮機的安全生產。避免歷年來在雨季濃縮機出現壓耙事故，使用科學手段使得問題處理提前化和及時化，減少濃縮機故障，每臺設備可節約維修費用3.5萬元，提高設備運行效率節約資金40萬元，目前本廠已推廣到3臺濃縮機使用。

4 結 語

神華準能選煤廠對濃縮機加裝運行狀態無線傳輸在線監控系統的現場改造實踐，降低了濃縮機維修成本，提高了濃縮機運行效率。減少濃縮機故障，對循環水狀態控制和絮凝劑的添加有了合理依據，同時本次改造進一步提高了設備運行的穩定性和自動化控制程度，對舊濃縮機改造和新濃縮機的生產設計與水處理系統工藝設計具有值得借鑒的作用。