新技術背景下智能洗煤廠工藝機制與實踐研究

馮小兵

[摘 要]近年來，我國科學技術不斷進步，大量新技術不斷涌現。我國煤炭產業在發展中也相繼應用了諸多新技術，洗煤廠在逐步應用各種新技術后，智能化發展趨勢變得越發明顯。基于此，本文在新技術背景下，以某集團的下轄洗煤廠為例來探討其智能化改造，通過深入分析其工藝機理與實踐，梳理其智能化發展現狀，在此基礎上提出智能洗煤廠的未來發展建議。

[關鍵詞]新技術;智能洗煤廠;工藝機理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.08.072

[中圖分類號]F273 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2020）08-0-02

0? ? ?引 言

近年來，我國在傳感器、大數據、物聯網等技術上得到了高速發展，這些新技術在很大程度上推動了社會進步。與此同時，在我國煤炭產業發展中，也逐步形成了“互聯網+洗煤廠”的全新模式，從而使洗煤廠的建設變得越來越智能化，智能化洗煤廠也由此成為其未來發展趨勢。通過對大數據、傳感器、互聯網乃至物聯網等一系列新技術進行融合應用，可使員工勞動強度大大減輕，并降低人力投入，在使產品質量變得更加穩定的同時，還能節約很多成本，生產效率也得到進一步提高，進而實現煤炭的優質、低耗、綠色、高效、清潔生產。可以說，互聯網與工業大數據結合，使洗煤行業以智能工廠的形式進行頂層革新，從而使行業發展成功邁上一個新的臺階。

1? ? ?新技術背景下智能洗煤廠的工藝機制分析

某煤業集團建立的選配煤中心位于寧夏回族自治區靈武市的懷集縣，其下轄10家洗煤廠，這些洗煤廠主要負責對礦井中開采出來的原煤進行洗選加工，年均總設計能力約7 940萬噸，歷經長時間的發展，這些洗煤廠在生產工藝上已經趨于完備。這些洗煤廠的工藝機制如下：在羊場灣一區與二分區、石槽村3個洗煤廠中，原煤利用4臺弛張篩來實現分級，該弛張篩中包含有3層篩板，超過200 mm的原煤需單獨進行篩大塊，而對于25～200 mm的煤塊，則需通過6 mm進行脫泥，然后利用重介淺槽來進行分選，25 mm以內的原煤則不入洗。對于粗煤泥來說，通過弧形篩和離心機的結合運用來實現脫水回收;對于細煤泥來說，則通過板塊壓濾機和濃縮機結合使用進行脫水回收，洗水則通過閉路系統進行循環。而在棗泉、梅花井這兩個洗煤廠中，原煤利用4臺弛張機實現分級，該弛張機包含雙層弛張篩，對于25～200 mm的塊煤，不需要進行脫泥處理，而是直接通過重介淺槽進行分選，25 mm以內的塊煤則不入洗。對于粗煤泥來說，需要將離心機和弧形篩結合使用來回收;對于細煤泥來說，則需將板塊壓濾機和濃縮機結合使用進行脫水回收，洗水則通過閉路系統進行循環。在紅柳洗煤廠中，對0～200 mm的煤塊進行全級入洗，原煤需利用2臺雙層弛張篩與4臺博后篩進行分選，對于25～200 mm的塊煤，則需通過6 mm進行脫泥，然后采用重介淺槽分選機進行洗選，對于25 mm以內的末煤，則需通過1.5 mm進行脫泥，然后采用有壓兩產品重介旋流器進行主、再洗分選。對于0.5～1.5 mm的粗煤泥而言，需通過螺旋分選機進行洗選;對于尾礦以及螺旋精礦，則需通過高頻篩和弧形篩結合運用進行脫水;對于細煤泥，則需通過3段濃縮，也就是凈化濃縮、兩段串聯濃縮以及板框壓濾機進行回收生產。在雙馬和金風兩個洗煤廠中，對于0～200 mm的原煤則需進行全級入洗，原煤通過4臺分級篩來進行分級;對于25～200 mm的塊煤，則需通過6 mm進行脫泥，然后利用重介淺槽進行分選;對于25 mm以內的末煤，則需通過無壓三產品重介旋流器進行分選;對于25 mm以內的末煤，利用弛張篩進行6 mm分級。通過1.5 mm脫泥，然后采用重介旋流器進行洗選，粗細煤泥需要單獨回收，通過煤泥離心機和弧形篩結合應用實現脫水回收。對于細煤泥而言，則需將凈化濃縮、兩段串聯濃縮、快開壓濾機以及臥式沉降離心脫水機進行回收生產。在靈新洗煤廠，原煤需通過兩臺分級篩來進行分級，對于40～120 mm的塊煤，需通過智能干選系統進行分選。在清水營洗煤廠，原煤需采用4臺香蕉篩進行分級;對于25～200 mm的塊煤需進行6 mm脫泥，然后通過重介淺槽進行分選;25 mm以內的塊煤則不入洗。對于粗煤泥的回收，則需將離心機和弧形篩結合應用來實現，而細煤泥的脫水回收則需通過板塊壓濾機和濃縮機的結合應用實現，洗水通過閉路系統進行循環。

2? ? ?新技術背景下智能洗煤廠的工藝實踐現狀

2.1? ?智能洗煤廠的工藝實踐現狀

現如今，該煤業集團的下轄洗煤廠在局域網以及生產集控系統上都已得到了較為完備的建立，使這些洗煤廠有較高的自動化生產水平，不過，由于各個系統的運行時間較長，部分系統甚至已經經過了近10年的運行，導致洗煤廠中部分設備的性能已無法滿足其生產要求，難以與智能洗煤廠的發展要求相適應。還有一些具有輔性的現場設備，依舊采用手動操作方式，因此對于這些洗煤廠而言，對其進行智能化改造是迫在眉睫的，以下便分析這些洗煤廠在智能化工藝實踐中存在的問題：其一，對于壓濾機、深縮機、空壓機以及加藥機等設備，都僅能實現單機控制，而無法采取遠程集中控制;其二，配倉閘板、給煤機閘板以及配篩仍舊需要進行就地操作，并不具備遠程控制功能;其三，除了位于羊場灣一區及二分區的洗煤廠以外，其他洗煤場均沒有建立在線點檢系統;其四，除了紅柳、金鳳、雙馬與石槽村4個洗煤廠能夠實現對密度與桶位的自動化控制，其他洗煤廠在這方面還不具備較為完善的自動控制功能;其五，在工藝實踐中，選配煤中心管理信息系統的底層生產和上層應用這兩個系統的融合深度不足，無法對信息進行高效集成，更難以實時快速獲取生產信息，需要進一步對其進行融合優化，確保其能夠發揮管理與調度作用。

2.2? ?智能洗煤廠的建設情況

目前，隨著選配煤中心的建立，諸多技術人員開展了大量的研究與試驗，從而使互聯網與洗煤廠相結合的智能化洗煤廠生產模式得到了逐步探索和實踐。首先，機電管理部門對機電設備系統進行了自主研發，從而使其在機電設備管理中具備了臺賬管理、設備檢修管理、潤滑管理、上傳生產數據、制度管理、動靜態點檢管理、技術資料管理和自查自檢管理等諸多智能化功能。其次，各個洗煤廠均已著手建立智能化的監控系統，尤其是雙馬洗煤廠，更是具備了控制屏循環顯示與動態智能跟蹤報警等功能，同時還增加了監控點位，實現了對產品倉、原煤倉等關鍵位置的智能化監控。再次，考慮到上位機訪問終端的配置數量上限為4臺，而進一步增加容易導致控制系統出現死機現象，因此需升級上位機控制系統，使原有的AB SE5.0單版機上位機通過改造升級后，成為網絡終端與服務器相結合的AB SE6.0版，并搭建硬件平臺，以便于通過移動終端進行訪問。最后，在煤業集團所轄的10個洗煤廠中，已有兩個建立了在線點檢系統，剩余洗煤廠也正逐步開展在線點檢系統建設。

3? ? ?新技術背景下智能洗煤廠的發展建議

選配煤中心在建立智能洗煤廠的過程中，需要明確其實用、可靠與好用的要求，并在建設過程中對投資成本進行嚴格控制，分3個階段逐步實施，以此實現對智能洗煤廠的建設。其一，智能洗煤廠在發展過程中，必須具備全系統遠程集中控制功能，所有需要人工參與操作的設備，均要進行遠程集中控制，例如液壓閘板、各類閥門等都需要進行遠程控制，以此減少人力投入，達到減人提效的目的，在此過程中，對于加藥機、濃縮機、壓風機及壓濾機等，可借助于以太網或端口進行通信，以此實現數據交換和遠程控制功能。其二，自動智能控制需具備數據分析功能，通過了解洗煤廠工藝水平及設計能力等實際情況，對工藝參數進行設定與實時現場采集，通過對工藝參數進行對比分析，以此實現自動調控，使洗煤廠在工藝實踐中能夠得到安全化、智能化管理。其三，對智能洗煤廠中的各個單機設備，如板框壓濾機、臥式沉降離心機等，這些單機設備需能夠對工藝數據進行采集和分析，以此實現自身的全自動化運行。其四，智能密度控制系統在未來發展中需要能夠對煤質灰分數據進行準確采集和分析。其五，在各個洗煤廠中推廣和使用在線點檢系統，使其能夠進行報警提示、智以分析，以便于移動終端進行遠程訪問。其六，各個洗煤廠需建立智通用配電室，在高壓柜中安裝測溫系統與遠程電控斷路器，使該系統能夠通過人臉識別進行停送電管理。其七，各個洗煤廠需對無線網絡平臺進行推廣建設，同時對移動智能終端進行建設，對MES（制造執行系統）決策管理平臺進行搭建，以此整合信息化功能，同時還要對計算機視覺控制系統以機械手進行推進建設，通過MES決策管理平臺的搭建確保現場控制系統和信息管理系統相互連接，從而使工藝實踐情況及工藝指標能夠得到真實反映。

4? ? ?結 語

在洗煤廠未來發展中，智能化洗煤廠已成為其現代化標志，在新技術背景下，將大數據技術、物聯網技術以及互聯網技術進行深度融合，以此搭建MES智能信息管理平臺，使洗煤廠工藝實踐中的人、環境、設備及管理能夠無縫銜接，有效減少人力、物力投入，大幅提高生產效率。

主要參考文獻

[1]趙建豐，馬翠紅.重介選煤工藝自動化系統在云鑫選煤廠的應用[J].潔凈煤技術，2014（1）：119-121.

[2]蘇懷東，趙偉，朱守其，等.原煤預先脫泥與不脫泥重介工藝在高莊洗煤廠的應用對比[J].選煤技術，2015（6）：37-40，44.

[3]陸寶成.紅慶河選煤廠設計思路及特點分析[J].煤炭工程，2016（4）：25-27.

[4]張金山，李現龍，張弘強，等.內蒙古某洗煤廠工藝流程改造的研究[J].煤炭技術，2015（3）：273-275.