选煤厂智能压滤系统改造

分类:维护保养 332

引言

压滤机是选煤厂煤泥水处理的重要设备,现阶段选煤厂采用的压滤机多是单台已实现自动化控制,现场布置有多台压滤机时往往需要安排多名作业人员控制压滤机运行,压滤机煤泥脱水及生产效率均不能有效保证。因此,实现多台压滤机智能化控制对提升选煤厂生产线效率具有重要意义。山西某选煤厂经过2次改造,洗选能力扩展至600万t/a,压滤环节需要多名作业人员进行看守,不仅劳动效率低,而且强度大,文中以该选煤厂为研究背景,根据现场实际情况提出一种智能压滤控制系统,实现对台压滤机智能控制,有效提升了选煤厂压滤环节的生产效率,现场应用效果显著。

选煤厂智能压滤系统改造-板框厢式隔膜压滤机

选煤厂生产现状

该选煤厂经过两次改造,洗选能力从300万t/a提升至600万t/a,选煤厂共布置有12台隔膜压滤机,均为单机控制方式,现场通过控制柜操控压滤机运行。在压滤机补料环节中现场作业人员需要时刻观察浓缩池内清水层层位、入料筒液位,并通过对讲机询问浓缩机运行情况,操作人员手动控制低流泵开闭;在压滤机进料环节中现场作业人员需要根据压滤机滤液水滴来判定是否结束进料;在卸料环节需要根据刮板输送机运送能力来决定是否卸料;在煤泥运送环节,需要进行巡视确保设备正常运行。具体选煤厂压滤系统流程如图1所示。由于选煤厂生产能力强,压滤系统一直处于高负荷运行状态,在整个压滤环节需要安排6名作业人员进行值守,劳动强度大、自动化控制程度低成为影响选煤厂压滤系统高效运行的重要因素。

智能压滤控制系统设计

总体结构压滤机生产是一个循序渐进的过程,具体涉及补料、进料、卸料以及停机运行等过程,因此设计的智能压滤控制系统包括4个独立控制模块。每个控制模块均具备独立的控制、处理以及设备管理及维护等功能,同时相互协调,同时实现单台压力机自动化运行、多台压滤机平衡运行等功能。智能压滤系统采用PLC本地控制及远程控制相结合的方式,信号通过无线方式传输,具体结构包括服务器、PLC、智能终端、无线传输网络以及监测仪表等。单台压滤机开机运行后,运行参数通过Modbus/TCP协议传输至服务器内,现场布置的各类监测仪表监测结果通过PLC传输至服务器内,现场作业人员通过智能移动终端根据现场生产需要对运行参数进行调整,后台服务器综合分析采集到的压滤机运行、作业人员设定参数,采用控制单元算法控制PLC运行,并向智能终端反馈控制结果。

智能压滤控制系统实施

自动补料压滤机上游设备为浓缩机,需要根据压滤机供液,同时压滤机运行时也应兼顾整个压滤系统负荷情况,及时处理补充的高浓度低流。因此,设计的压滤机自动补料系统通过监测上游浓缩机电动机电流、澄清层高度,来控制低流泵运行向各个入料筒供液并监测入料筒液位,并通过移动终端可控制任意低流泵运行,从而实现压滤系统补料自动化控制。

自动结束进料

单台压滤机生产方式有手动、自动两种控制方式,在自动控制模式下作业人员需要根据自身经验来判定是否结束进料,整个控制过程中人为因素影响较为明显,严重依赖操作人员自身经验。因此,设计了自动结束进料控制单元,通过现场布置的各类监测设备获取大量的生产。数据,得到压滤机入料泵在进料时的电流变化情况所示,依据历史监测数据并经后台服务器逻辑运算,将最终决定的指令传输给PLC,实现压滤机进料自动结束。

自动卸料

控制选煤厂布置有2套压滤系统,每套系统内布置6台压滤机,压滤机煤泥收集刮板(一台压滤机对应一部煤泥收集刮板)、转载刮板(6台压滤机共用一部转载刮板)将压滤后的煤泥运送至皮带输送机。由于压滤机数量较多,而转载刮板运量不能满足多台压滤机产生的煤泥运送需要,因此设计了压滤机自动卸料控制系统,该系统的运行控制环如图6所示,作业人员可通过智能终端选择卸料压滤机,控制系统通过监测压滤机运行状态并与预先设定条件进行比对,通过卸料控制单元逻辑运算,最终将控制结果传输给压滤机PLC,从而实现多台压滤机自动排队卸料,在满足生产的同时运送的煤泥量也不会超过转载刮板运送能力。

闭锁控制

单元压滤系统作业流程为线性,下游设备(如刮板输送机、皮带输送机等)出现异常时,上游压滤设备必须停止运行。压滤机刮板受压滤机PLC控制,同时也受选煤系统PLC控制,在双重控制下刮板输送机可以往不同的带式输送机上运输煤泥,采用的闭锁装备也有差异。因此,设计压滤系统闭锁控制系统,将选煤系统、压滤机PLC控制信号相互通信,从而实现不同控制方式下的控制装置相互闭锁,如压滤机PLC控制时,选煤系统PLC闭锁无法对刮板输送机进行控制,反之亦然。

现场实施效果

选煤厂智能压滤控制系统于2019年5月安装调试,2019年7月正式投入运行,迄今为止已经平稳运行8个月,应用效果显著。通过采用智能压滤控制系统将现场作业人员数量由6人减少至3人,并显著降低了作业人员劳动强度;在保持压滤系统入料不变的情况下,采用智能压滤控制系统后压滤机生产效率提升15%以上,月可以减少煤泥外流量约3t,取得显著应用效果。

总结

(1)选煤厂原压滤机单台自动化控制,需要安排专人进行补料、巡查设备等,作业人员劳动强度大,压滤产生的煤泥品质不稳定,造成压滤环节影响选煤厂整体生产效率。

(2)采用智能压滤控制系统实现对选煤厂内多台压滤机进行智能控制,作业人员通过智能终端即可掌握各台压滤机运行状态,并通过智能终端控制压滤机运行,实现了多台压滤机自动化运行。

(3)现场应用实践表明,压滤智能控制系统运行后现场作业人员由6名减少至3名,压滤机生产效率提升15%以上,月可以减少煤泥外流量约3t,取得显著应用效果。

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