抚顺选煤厂跳汰机自动给煤新技术研究报告

在未“使用测灰仪实现灰分闭环控制”的条件下对非易选煤进行跳汰分选低灰精煤时，入选原煤煤质的变化是影响精煤灰分稳定的重要扰动源。又由于现场跳汰机排料及脱水提斗能力的限制，以及对精煤灰分稳定、提高跳汰机数量效率和原煤处理量的操作要求，人们越来越认识到：“单一的自动排料控制”难以适应上述生产需要。对此，本文提出“根据原煤煤质控制自动给煤”(简称“煤质给煤”)的新方法：“根据跳汰机一、二段重物料层厚度控制给煤量”，构成给煤、排料相结合的自动控制模式。在老虎台矿选煤厂两年来的现场连续应用证明，该新技术是切实可行的，使上述问题得到了缓解或解决。

2　现场条件

老虎台矿选煤厂跳汰车间采用主、再、三选工艺流程，3台主洗跳汰机、1台再洗、1台三洗，均为SKT93—14型跳汰机，入洗量为3.0Mt/a;入选原煤为2号气煤，粒度范围为60～0.5mm，矸石含量约为22%。“煤质给煤”试验在主洗跳汰机上进行，主洗机生产灰分为5.51%～6.00%的二级精煤，±0.1含量为12%～18%，跳汰机二段实际分选密度δP=1.31～1.35g/cm3;变频器控制往复式电振给煤;采用TKX—Ⅰ型跳汰机自动控制系统的功能框图如图1所示。

3　“煤质给煤”的主导论点

(1)从跳汰机自动控制的角度来看，“原煤煤质变化”由两部分构成：一是原煤的“精、中、矸”比例变化及原煤的粘滞程度(细粒煤中含水量不同引起)变化;二是原煤的其它因素，如原煤的低密度物含量及灰分、粒度组成、泥化程度等等对跳汰机二段最佳分选密度的影响。实施“煤质给煤”后，可以从给煤的角度来减少原煤的比例变化及粘滞程度变化对一、二段重物料层厚度稳定的影响。

(2)精煤灰分的稳定与二段重物料层的厚度及稳定程度有关。由于排料能力及脱水提斗能力的限制，要保持二段重物料层厚度稳定，必须使给煤与排料相匹配。

(3)在跳汰机内，原煤在风、水的合理搭配作用下按密度分层，同时，在给煤与排料的动态平衡作用下，原煤中的矸石、中煤比例变化以及原煤的粘滞程度变化通过一、二段重物料层的厚度动态地反映出来。因此，可以根据跳汰机的一、二段重物料层厚度对给煤量进行回控，构成“按原煤煤质的比例变化自动给煤”。

(4)原煤的低密度物含量及其灰分等因素对跳汰机二段最佳分选密度的影响：①在不具备灰分闭环控制的条件下，可由操作人员根据原煤在跳汰机内的运行状态、精煤快灰等，粗调二段配重砝码、细调工控机内二段设定值来调整跳汰机二段浮标的分选密度来追踪跳汰机二段的最佳分选密度，形成给煤、排料、操作配合的三重调节，最终使精煤灰分得到稳定。②在具备灰分闭环控制的条件下，操作人员调整好二段配重砝码后，由工控机根据测灰仪的灰分信号与设定灰分的偏差值自动改变工控机内二段设定值来细调跳汰机二段浮标的分选密度以达到最佳分选密度，构成灰分闭环控制，形成给煤、排料、灰分三重闭环调节，最终使精煤灰分得到稳定。

4　“煤质给煤”的实施方法

在工控机内，“煤质给煤”与“自动排料”两个功能块共同对一、二段重物料层的检测厚度值(图1)分别进行分析决策。“煤质给煤”功能块将对应的决策结果转换为一模拟信号输出，控制自动给煤。

4.1　停车状态

在停车状态，工业控制机停止给煤与排料，并在程序中树立停车状态标识，为起车做好准备。

4.2　起车状态

当按下起/停按钮，工控机开始给煤，这时控制的给煤量应接近于正常给煤工作值。起车延时——形成一、二段床层后，进入正常调节状态。

4.3　工作调节状态

在工作调节状态，根据跳汰机的一、二段重物料层厚度，对给煤量进行大、中、小步长增/减量、定时间隔、高低位限位综合调节。

4.3.1　一、二段的关系

对给煤量的调节，必须同时兼顾一、二段的重物料层厚度。其基本原则是：①只要两者有一超过各自的上限动作带，给煤减量;②只有两者都低于各自的下限动作带，给煤增量;③两者或两者有一，既不高、又不低于各自的上、下限动作带，给煤量不变。

4.3.2　定时间隔

定时间隔是指2次自动给煤调节的间隔时间。从给煤电控信号的发出到形成一、二段床层分布并检测出重物料层的厚度，存在着很大的滞后，这是决定定时间隔长、短的主要因素。在老虎台矿选煤厂，取增、减量检测的定时间隔为13s。

4.3.3　上、下限动作带与调节步长

上、下限动作带的设定与跳汰机排料控制算法有关。这里采用的是类似于斜线控制的“折线PID”算法，排料控制功能在“设定值”以上实施，即重物料层厚度控制在设定值以上。对一、二段分别做出多重动作带。

在“定时间隔”点，增/减调节步长随被测重物料层的厚度变化：①当被测重物料层厚度小于1，给煤量中增量;②当被测重物料层厚度在1～2之间，给煤量小增量;③当被测重物料层厚度在非增/减量工作区2～3之间，给煤量不变;④当被测重物料层厚度在3～4之间，给煤量小减量;⑤当被测重物料层厚度在4～5之间，给煤量中减量;⑥当被测重物料层厚度大于5，给煤量大减量。

图2中，非增/减量工作区的宽度，比其它控制区设置的要宽，这对于给煤调节系统的稳定、防止振荡，起着重要的作用;重物料层多重动作带的位置相对于“设定值”之上而固定，不仅与跳汰机排料控制的“折线PID”算法有关，更重要的是同时获得了“重物料层多重动作带随设定值的改变而移动”的特性，与现场控制调节的需求相吻合。

应用时，动作带、调节步长与一、二段的关系要进行综合决策后实施控制。

4.3.4　高、低位限位

自动给煤的高、低位限位，限定了给煤控制的范围。由于现场工况多变，给煤的高、低位限位设为手动可调，由操作人员根据现场实际需求进行设定。

4.4　停车过程

设置了2种停车方式：手动停车和自动停车。在非停车状态按下起/停按钮，即为手动停车，工业控制机停止给煤和排料。在运行过程中，一旦跳汰机的一、二段重物料层厚度都低于各自的设定值后，工业控制机进入自动停车过程：这种状态如能保持28s，就自动停车;若在此时间内自动停车过程的条件被破坏，则工控机自动返回到工作调节状态。

5　“煤质给煤”的运行效果

两年来的现场连续运行是在未实现灰分闭环控制的条件下进行的，“煤质给煤”的应用率接近100%，并且体现出了5个显著的效果：

(1)使跳汰机具备了对原煤煤质变化的适应性。在老虎台矿选煤厂原煤煤质的比例及粘滞程度变化约占原煤煤质变化的70%，原煤煤质的其它因素对跳汰机二段最佳分选密度的影响约占30%。因此，采用“煤质给煤”后可使跳汰机对原煤煤质变化的适应性达到70%左右。

(2)二段重物料层厚度稳定在对应“动作带的非增/减量工作区”，为精煤灰分的稳定奠定了基础。

(3)与自动排料相配合，有效地缓解了在非易选煤条件下分选低灰精煤遇到的“保持精煤灰分稳定与增加原煤处理量”的矛盾，使处理量根据原煤煤质比例变化合理地自动调节，间接达到按一、二段排料提斗的最大负荷量进行自动给煤控制的目的。

(4)跳汰机自动化程度的提高，使工人的操作简化，跳汰机的工作状态改善，数量效率提高。

(5)有效地解决了浮标被重物料层压住的问题，提高了检测系统工作的可靠性。

6　技术检查结果

通过现场多次单机检查证明，在老虎台矿选煤厂目前的煤质条件下，实现自动排料、自动给煤后与原来手动控制给煤、排料相比，跳汰机的数量效率可提高6%。

结束语

此份报告虽然详细的介绍了抚顺选煤厂跳汰机自动给煤新技术的前前后后，此技术大大提高抚顺洗煤厂的经济效益和产量产出。本人希望广大洗煤厂充分利用抚顺洗煤厂跳汰机自动给煤新技术，来帮助各地的洗煤厂拜托现在洗煤行业的困境和局面。