選煤廠智能壓濾系統改造

2022/05/03 分類:維護保養 873

引言

壓濾機是選煤廠煤泥水處理的重要設備，現階段選煤廠采用的壓濾機多是單臺已實現自動化控制，現場布置有多臺壓濾機時往往需要安排多名作業人員控制壓濾機運行，壓濾機煤泥脫水及生產效率均不能有效保證。因此，實現多臺壓濾機智能化控制對提升選煤廠生產線效率具有重要意義。山西某選煤廠經過2次改造，洗選能力擴展至600萬ｔ/ａ，壓濾環節需要多名作業人員進行看守，不僅勞動效率低，而且強度大，文中以該選煤廠為研究背景，根據現場實際情況提出一種智能壓濾控制系統，實現對臺壓濾機智能控制，有效提升了選煤廠壓濾環節的生產效率，現場應用效果顯著。

選煤廠智能壓濾系統改造-板框廂式隔膜壓濾機

選煤廠生產現狀

該選煤廠經過兩次改造，洗選能力從300萬ｔ/ａ提升至600萬ｔ/ａ，選煤廠共布置有12臺隔膜壓濾機，均為單機控制方式，現場通過控制柜操控壓濾機運行。在壓濾機補料環節中現場作業人員需要時刻觀察濃縮池內清水層層位、入料筒液位，并通過對講機詢問濃縮機運行情況，操作人員手動控制低流泵開閉；在壓濾機進料環節中現場作業人員需要根據壓濾機濾液水滴來判定是否結束進料；在卸料環節需要根據刮板輸送機運送能力來決定是否卸料；在煤泥運送環節，需要進行巡視確保設備正常運行。具體選煤廠壓濾系統流程如圖１所示。由于選煤廠生產能力強，壓濾系統一直處于高負荷運行狀態，在整個壓濾環節需要安排６名作業人員進行值守，勞動強度大、自動化控制程度低成為影響選煤廠壓濾系統高效運行的重要因素。

智能壓濾控制系統設計

總體結構壓濾機生產是一個循序漸進的過程，具體涉及補料、進料、卸料以及停機運行等過程，因此設計的智能壓濾控制系統包括４個獨立控制模塊。每個控制模塊均具備獨立的控制、處理以及設備管理及維護等功能，同時相互協調，同時實現單臺壓力機自動化運行、多臺壓濾機平衡運行等功能。智能壓濾系統采用ＰＬＣ本地控制及遠程控制相結合的方式，信號通過無線方式傳輸，具體結構包括服務器、ＰＬＣ、智能終端、無線傳輸網絡以及監測儀表等。單臺壓濾機開機運行后，運行參數通過Ｍｏｄｂｕｓ/ＴＣＰ協議傳輸至服務器內，現場布置的各類監測儀表監測結果通過ＰＬＣ傳輸至服務器內，現場作業人員通過智能移動終端根據現場生產需要對運行參數進行調整，后臺服務器綜合分析采集到的壓濾機運行、作業人員設定參數，采用控制單元算法控制ＰＬＣ運行，并向智能終端反饋控制結果。

智能壓濾控制系統實施

自動補料壓濾機上游設備為濃縮機，需要根據壓濾機供液，同時壓濾機運行時也應兼顧整個壓濾系統負荷情況，及時處理補充的高濃度低流。因此，設計的壓濾機自動補料系統通過監測上游濃縮機電動機電流、澄清層高度，來控制低流泵運行向各個入料筒供液并監測入料筒液位，并通過移動終端可控制任意低流泵運行，從而實現壓濾系統補料自動化控制。

自動結束進料

單臺壓濾機生產方式有手動、自動兩種控制方式，在自動控制模式下作業人員需要根據自身經驗來判定是否結束進料，整個控制過程中人為因素影響較為明顯，嚴重依賴操作人員自身經驗。因此，設計了自動結束進料控制單元，通過現場布置的各類監測設備獲取大量的生產。數據，得到壓濾機入料泵在進料時的電流變化情況所示，依據歷史監測數據并經后臺服務器邏輯運算，將最終決定的指令傳輸給ＰＬＣ，實現壓濾機進料自動結束。

自動卸料

控制選煤廠布置有２套壓濾系統，每套系統內布置６臺壓濾機，壓濾機煤泥收集刮板（一臺壓濾機對應一部煤泥收集刮板）、轉載刮板（６臺壓濾機共用一部轉載刮板）將壓濾后的煤泥運送至皮帶輸送機。由于壓濾機數量較多，而轉載刮板運量不能滿足多臺壓濾機產生的煤泥運送需要，因此設計了壓濾機自動卸料控制系統，該系統的運行控制環如圖６所示，作業人員可通過智能終端選擇卸料壓濾機，控制系統通過監測壓濾機運行狀態并與預先設定條件進行比對，通過卸料控制單元邏輯運算，最終將控制結果傳輸給壓濾機ＰＬＣ，從而實現多臺壓濾機自動排隊卸料，在滿足生產的同時運送的煤泥量也不會超過轉載刮板運送能力。

閉鎖控制

單元壓濾系統作業流程為線性，下游設備（如刮板輸送機、皮帶輸送機等）出現異常時，上游壓濾設備必須停止運行。壓濾機刮板受壓濾機ＰＬＣ控制，同時也受選煤系統ＰＬＣ控制，在雙重控制下刮板輸送機可以往不同的帶式輸送機上運輸煤泥，采用的閉鎖裝備也有差異。因此，設計壓濾系統閉鎖控制系統，將選煤系統、壓濾機ＰＬＣ控制信號相互通信，從而實現不同控制方式下的控制裝置相互閉鎖，如壓濾機ＰＬＣ控制時，選煤系統ＰＬＣ閉鎖無法對刮板輸送機進行控制，反之亦然。

現場實施效果

選煤廠智能壓濾控制系統于２０１９年５月安裝調試，２０１９年７月正式投入運行，迄今為止已經平穩運行８個月，應用效果顯著。通過采用智能壓濾控制系統將現場作業人員數量由６人減少至３人，并顯著降低了作業人員勞動強度；在保持壓濾系統入料不變的情況下，采用智能壓濾控制系統后壓濾機生產效率提升１５％以上，月可以減少煤泥外流量約３ｔ，取得顯著應用效果。