選煤廠浮選機電氣自動化控制系統應用研究

＊崔瑞峰

（山西新元煤炭有限責任公司選煤銷售部 山西 045000）

前言

浮選機是選煤廠重要的煤炭洗選設備，在選煤廠的煤炭洗選過程中承擔著重要的作用，浮選機質量的優劣甚至直接關系到選煤廠選煤質量的好壞。浮選機能夠體現出選煤廠機電設備電子自動化控制系統水平的高低。因此，做好浮選機電氣自動化控制系統，提升選煤廠工作效率、生產效率具有重要現實意義。本文從選煤廠浮選機的常見典型問題著手，對選煤廠浮選機電氣自動化控制系統應用研究進行思考與探究。

1.選煤廠浮選機的工作原理

選煤廠浮選機的主要技術參數包括：浮選機型號、設備高度、入料質量濃度、處理能力、設備直徑和入料壓力等。選煤廠浮選機工作原理可以概括為以下環節：一是，電機帶動葉輪旋轉產生離心力、形成負壓狀態。在這樣的狀態下浮選機會吸進來大量的空氣，空氣可以與泵漿混合，同時通過浮選機的攪動使得礦漿和添加的藥品混合。浮選出的礦物粘連在泡沫上，在礦漿表面漂浮，形成礦化泡沫。二是，浮選入料在泵壓的作用下，可以將帶有壓力的煤泥送到浮選機，在空氣反應器的作用下，煤泥會處于負壓狀態，吸收大量的空氣，煤泥會與空氣充分混合。三是，利用浮選分配盤將煤泥分配到浮選機槽體，在浮選機槽體中的煤泥中的空氣會依次出現膨脹、析出和上浮等狀態，產生大量的小氣泡，析出煤泥中的雜質，雜質會在浮選藥劑的作用下浮選出來，浮選機的槽體內會形成一個泡沫層。四是，繼續進料，在液面不斷上升的過程中，泡沫層會從溢流堰流出來，最終進入到浮精桶，完成浮選流程。

2.選煤廠浮選機存在的典型問題

(1)選煤廠浮選機的浮選池的液位不能及時調整

選煤廠浮選機所利用的浮選池液位不是通過自動化設備進行調控的。選煤廠在利用不同的浮選機的時候，浮選的性能差異會比較大，在此種情況下不能夠根據液泡層的厚度來調整浮選池的液位。因此，不能及時、準確地刮除泡沫產品，不利于選煤廠的浮選工作高效進行。

(2)選煤廠浮選機的刮煤機的規格不能及時調整

選煤廠浮選機內部的刮煤機的數量和運行速度都一樣，能夠處理一定規模的浮選工作，但是不能夠根據泡沫厚度的實際情況進行及時、有效地調整。泡沫副刀片安裝在浮選機的長軸上面，它們的運轉速度相同，不能夠根據泡沫室里面泡沫層的厚度進行有效的調整，勢必會影響到煤的質量。

(3)選煤廠浮選機的自動化程度低

選煤廠利用浮選機進行選煤生產過程中，應當有效控制浮選槽的液位，確保浮選槽礦漿液面處于穩定的狀態。及時、有效、合理控制浮選槽的液位不但可以確保浮選工作順利開展，還能夠提高浮選指標，保證選煤廠浮選作業中煤礦的回收率和質量。但是，選煤廠浮選機所采用的浮選槽多數都是通過手動調節閥門對液面進行控制的，這種手動控制液面的方式不利于對煤炭復選進行分析和有效控制，給煤炭洗選工作帶來一定的困難。同時，選煤廠浮選機所采用的浮選槽一般采用的是串聯模式，相互之間影響比較大。

3.選煤廠浮選機電氣自動化控制系統設計

(1)選煤廠浮選機電機控制設計

選煤廠浮選機的啟動方式主要包括兩種，分別為短暫啟動與遠程啟動。但是，選煤廠所用浮選機的浮選槽功率通常比較大，一般在160kW至200kW，容易造成電機的損壞。因此，要采取有效措施做好浮選槽的電機保護。浮選槽的電機啟動過程中會產生很大的機械沖擊和較大的電流沖擊，為了更好做好浮選槽的電機保護，確保浮選機正常工作，應當增加軟啟動器。軟啟動器的安裝，在一定程度上保障了電機平穩達到最佳運轉狀態，避免了較大轉速帶來的機械振動，降低了大功率發動機造成的電流沖擊，有效保護了浮選機，確保浮選機處于最佳運轉狀態。

(2)選煤廠浮選機的模糊控制設計

選煤廠浮選機在浮選過程中會面臨許多的復雜因素，變化的參數很多，實時在線監測很難得到保證。同時，浮選過程中的浮選液位、浮選藥劑量、給礦濃度、給礦粒度和給礦流量等各項指標均會對浮選的精密程度造成影響。但是，浮選過程中的各項指標，比如浮選藥劑量、充氣量等指標均不受浮選機的控制，在浮選的過程中很難精準把握各項指標，導致浮選結果的不確定性。為了保證選煤廠浮選機在浮選作業過程中準確把控各項指標，提升浮選精準度，應以PID為控制核心。在此基礎上，針對選煤廠浮選工藝面臨的各種影響因素，建立模糊控制規則，利用模糊控制規則進行合理預算、推理。針對模糊控制規則的推理結果，進行模糊閉環控制，提高選煤廠浮選機的工作精準度。

(3)選煤廠浮選機智能優化設計

選煤廠浮選機在達到穩定運行狀態以后，輸出卻依然會處于波動狀態，輸出的內容會在設定的數值上下變化。雖然波動的數據變化不大，但是會造成執行機構的頻繁波動，長此以往會造成選煤廠浮選機的損壞，影響它的使用時長。因此，可以在受控對象處于穩定狀態以后，通過智能優化設計的方式對數據進行收集，計算出最佳輸出值，通過手動的方式調整輸出，試輸出值達到最佳輸出狀態。通過以上有效操作，可以減少因執行機構波動造成的損害，延長系統的使用時間，使選煤廠浮選機中的氣動制動器處于最佳運行狀態。選煤廠浮選機的液位控制系統具體包括：氣動執行機構、液位控制器、錐形閥、上位機、液位測量裝置和監控系統等。選煤廠浮選機通過智能優化設計可以對整個浮選過程進行智能優化控制，確保浮選槽處于穩定的液位，充氣量達到自動調節，保證整個浮選流程達到穩定、高效運行狀態。

(4)選煤廠浮選機液位檢測設計

在選煤廠浮選機的設計過程中，需要利用液位計對液位進行監測。為了有效提高浮選機的精準度，采用的調節閥應當選擇梭閥設計的閥芯。通常情況下，氣動執行器具有良好的調節速度，能夠確保液位的正常調節。為了避免停電等特殊情況或者突發情況的發生，應當分別為氣動執行機構、電動執行機構配備手輪，以便在必要的時候進行手動控制。通過對選煤廠浮選機液位檢測的設計，可以有效解決浮選機中大量泡沫對液位測量造成的影響，使浮選機的液位測量變得更加簡單、高效、可靠。

4.結語

選煤廠浮選機能夠體現出選煤廠機電設備電子自動化控制系統水平的高低，切實研究選煤廠浮選機電氣自動化控制系統的應用，對選煤廠的長遠發展具有重要的現實意義。因此，應當重視不斷提升選煤廠浮選機的精準度，采取有效措施提升選煤廠浮選機的效率和精準度，做好浮選機電氣自動化控制系統，提升選煤廠工作效率和經濟利益。針對選煤廠浮選機所存在的典型問題，具體提出了選煤廠浮選機電機控制設計、選煤廠浮選機的模糊控制設計、選煤廠浮選機智能優化設計、選煤廠浮選機液位檢測設計等選煤廠浮選機電氣自動化控制系統設計有效措施。未來，選煤廠浮選機自動化控制系統將達到更加先進的狀態，選煤效率將更加高效，選煤流程將更加清潔、環保，選煤經濟效益將得到更好保障。