郭家灣選煤廠智能化建設規劃思考

折小江

(國能榆林能源有限責任公司，陜西 榆林 719000)

1 智能化建設的必要性

黨的十九大報告中指出，我國經濟增長已由高速增長階段轉向高質量發展階段，堅持質量第一，效益優先，以供給側結構改革為主線，推動煤炭產業高質量發展，已成為主流共識。煤炭行業作為傳統高危行業，發展不平衡、不充分、矛盾突出，更應該先行一步，全方位、全鏈條實施智能化建設，作為煤炭工業的重要環節，選煤廠順應國家戰略規劃需求，從自動化、信息化向智能化方向發展[1]。2020年2月，國家八部委聯合發文《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，加快了推進煤礦智能化發展步伐。

2 郭家灣選煤廠基本情況

郭家灣選煤廠隸屬于國能榆林能源有限責任公司，2015年7月建成并投產，建設規模為10.0 Mt/a[1]，為郭家灣煤礦的配套選煤廠。工藝流程為：200～25(13) mm塊煤采用3 mm濕法脫泥后重介淺槽分選，25(13)～6(0) mm末原煤采用不脫泥無壓三產品重介旋流器分選，粗煤泥采用濃縮旋流器+弧形篩+煤泥離心機脫水回收，細煤泥采用濃縮+加壓過濾+壓濾脫水回收。控制系統采用AB公司1756系列可編程邏輯控制器(PLC)作為控制核心，主站采用 1756-L75 系列 PLC冗余配置，主站與分站之間采用以太網進行通訊。系統采用分布式控制方式，通過網絡設備實現上位監控主機、控制主站和I/O分站相互通訊。

3 郭家灣選煤廠短板

郭家灣選煤廠為新建選煤廠，自動化程度較高，擁有較好的智能化改造基礎，按照智能選煤廠的功能要求，現場主要存在以下短板。

(1)現場絕大多數的閘板、閥門需要人工調整，滯后性大，員工勞動強度大。

(2)煤量控制、參數設定多依賴于人工經驗，人為因素影響較大。

(3)濃縮機、壓濾機、加藥系統、壓風機等設備都為單機自動化設備，需要人工在現場定崗操作。

(4)攝像頭數量少，無法實現關鍵設備的視頻覆蓋，不滿足遠程查看需求，需人工現場不斷巡視。

(5)現有生產調度信息只能在調度室查看，崗位人員無法實時了解生產狀態。

(6)在設備管理方面，現有設備數量較多，設備運行狀態監測數據較少，設備巡檢依賴崗位人員的責任心，人工巡視范圍和數量較為局限，人為因素影響較大。

(7) 缺少統一的數據管理平臺，生產、經營、煤質報表均通過紙質記錄保存，線下電子備份，分析難度大，信息流通慢，指導生產存在較大的滯后性。

4 建設思路及目標

(1)基礎平臺建設。按照“萬兆+千兆”雙環網設計，千兆環網承載工控數據，萬兆環網承載視頻傳輸，形成一條完善、安全、高效、實時的選煤廠數據傳輸通道。建立邊緣側數據中心，實現各類數據存儲、分析，保證各控制系統的穩定、高可用、可遷移、可適應未來的高負載運行要求。建立生產指揮中心，集中展示選煤廠設備運行狀態參數、生產參數、監控視頻。

(2)基礎設施升級。升級關鍵環節閥門、閘板，為各項精準控制提供硬件支撐。將各單機系統接入控制平臺并融合，消除信息孤島，實現統一集中控制。在45 kW以上關鍵電氣設備上安裝溫度振動傳感器，實現運行數據實時采集，對關鍵設備故障分析系統進行深度開發，提升診斷結果的預判性、靈敏度和準確率，對高低壓配電柜進行改造，實現停送電遠程操作，減輕操作人員的工作強度。探索圖像識別技術與生產環節的結合，研究圖像監測帶式輸送機的跑偏、堵料、撒煤，研究刮板機、淺槽分選機的斷鏈、掉鏈等故障識別，在帶式輸送機和桶箅子等關鍵環節上，結合工藝流程要求，實現粒度識別，在帶式輸送機上實現大型雜物識別等，為選煤廠高效巡檢提供保障

(3)子系統智能化建設。建立重介密度智能控制系統，實現加介需求判定、加介環節自動執行、分選密度自動調整。建立煤泥水系統智能控制系統，采集入料濃度，檢測沉降效果，實現煤泥水系統關鍵數據的實時采集，建立數據模型，實現壓濾機、濃縮機、加藥系統的聯合運行，提高各系統間的關聯性。探索壓風系統、配倉模塊、鐵器處理、裝車環節在廠內的適用性創新建設。

(4)管理平臺建設。運用人工智能技術、科學算法，并同選煤專業知識結合，利用大數據系統，將選煤廠生產和經營管理工作的各種信息進行分析整理，挖掘規律和知識，發現問題，提出解決方案，對系統進行預測、優化、評價等，實現管理過程的智能化。

5 結 語

在當前的技術條件下，智能化選煤廠建設還處在起步階段[3]，存在諸多技術瓶頸，諸如選煤工藝、檢測傳感器以及裝備智能化等[4-5]，距離真正的智能化尚有差距，選煤廠智能化建設任重道遠[6]。郭家灣選煤廠智能化建設以降低職工勞動強度，提高生產效率為目標，目前主要是提升現場基礎自動化水平，建立安全高效傳輸通道，增加監測手段，采集各類數據，將生產管理的各個環節實現數據化、可視化，通過對選煤廠生產過程中的各種數據進行統計分析、聯機處理和數據挖掘，實現管理決策的智能化[7]。