选煤厂浮选机电气自动化控制系统应用研究

＊崔瑞峰

（山西新元煤炭有限责任公司选煤销售部 山西 045000）

前言

浮选机是选煤厂重要的煤炭洗选设备，在选煤厂的煤炭洗选过程中承担着重要的作用，浮选机质量的优劣甚至直接关系到选煤厂选煤质量的好坏。浮选机能够体现出选煤厂机电设备电子自动化控制系统水平的高低。因此，做好浮选机电气自动化控制系统，提升选煤厂工作效率、生产效率具有重要现实意义。本文从选煤厂浮选机的常见典型问题着手，对选煤厂浮选机电气自动化控制系统应用研究进行思考与探究。

1.选煤厂浮选机的工作原理

选煤厂浮选机的主要技术参数包括：浮选机型号、设备高度、入料质量浓度、处理能力、设备直径和入料压力等。选煤厂浮选机工作原理可以概括为以下环节：一是，电机带动叶轮旋转产生离心力、形成负压状态。在这样的状态下浮选机会吸进来大量的空气，空气可以与泵浆混合，同时通过浮选机的搅动使得矿浆和添加的药品混合。浮选出的矿物粘连在泡沫上，在矿浆表面漂浮，形成矿化泡沫。二是，浮选入料在泵压的作用下，可以将带有压力的煤泥送到浮选机，在空气反应器的作用下，煤泥会处于负压状态，吸收大量的空气，煤泥会与空气充分混合。三是，利用浮选分配盘将煤泥分配到浮选机槽体，在浮选机槽体中的煤泥中的空气会依次出现膨胀、析出和上浮等状态，产生大量的小气泡，析出煤泥中的杂质，杂质会在浮选药剂的作用下浮选出来，浮选机的槽体内会形成一个泡沫层。四是，继续进料，在液面不断上升的过程中，泡沫层会从溢流堰流出来，最终进入到浮精桶，完成浮选流程。

2.选煤厂浮选机存在的典型问题

(1)选煤厂浮选机的浮选池的液位不能及时调整

选煤厂浮选机所利用的浮选池液位不是通过自动化设备进行调控的。选煤厂在利用不同的浮选机的时候，浮选的性能差异会比较大，在此种情况下不能够根据液泡层的厚度来调整浮选池的液位。因此，不能及时、准确地刮除泡沫产品，不利于选煤厂的浮选工作高效进行。

(2)选煤厂浮选机的刮煤机的规格不能及时调整

选煤厂浮选机内部的刮煤机的数量和运行速度都一样，能够处理一定规模的浮选工作，但是不能够根据泡沫厚度的实际情况进行及时、有效地调整。泡沫副刀片安装在浮选机的长轴上面，它们的运转速度相同，不能够根据泡沫室里面泡沫层的厚度进行有效的调整，势必会影响到煤的质量。

(3)选煤厂浮选机的自动化程度低

选煤厂利用浮选机进行选煤生产过程中，应当有效控制浮选槽的液位，确保浮选槽矿浆液面处于稳定的状态。及时、有效、合理控制浮选槽的液位不但可以确保浮选工作顺利开展，还能够提高浮选指标，保证选煤厂浮选作业中煤矿的回收率和质量。但是，选煤厂浮选机所采用的浮选槽多数都是通过手动调节阀门对液面进行控制的，这种手动控制液面的方式不利于对煤炭复选进行分析和有效控制，给煤炭洗选工作带来一定的困难。同时，选煤厂浮选机所采用的浮选槽一般采用的是串联模式，相互之间影响比较大。

3.选煤厂浮选机电气自动化控制系统设计

(1)选煤厂浮选机电机控制设计

选煤厂浮选机的启动方式主要包括两种，分别为短暂启动与远程启动。但是，选煤厂所用浮选机的浮选槽功率通常比较大，一般在160kW至200kW，容易造成电机的损坏。因此，要采取有效措施做好浮选槽的电机保护。浮选槽的电机启动过程中会产生很大的机械冲击和较大的电流冲击，为了更好做好浮选槽的电机保护，确保浮选机正常工作，应当增加软启动器。软启动器的安装，在一定程度上保障了电机平稳达到最佳运转状态，避免了较大转速带来的机械振动，降低了大功率发动机造成的电流冲击，有效保护了浮选机，确保浮选机处于最佳运转状态。

(2)选煤厂浮选机的模糊控制设计

选煤厂浮选机在浮选过程中会面临许多的复杂因素，变化的参数很多，实时在线监测很难得到保证。同时，浮选过程中的浮选液位、浮选药剂量、给矿浓度、给矿粒度和给矿流量等各项指标均会对浮选的精密程度造成影响。但是，浮选过程中的各项指标，比如浮选药剂量、充气量等指标均不受浮选机的控制，在浮选的过程中很难精准把握各项指标，导致浮选结果的不确定性。为了保证选煤厂浮选机在浮选作业过程中准确把控各项指标，提升浮选精准度，应以PID为控制核心。在此基础上，针对选煤厂浮选工艺面临的各种影响因素，建立模糊控制规则，利用模糊控制规则进行合理预算、推理。针对模糊控制规则的推理结果，进行模糊闭环控制，提高选煤厂浮选机的工作精准度。

(3)选煤厂浮选机智能优化设计

选煤厂浮选机在达到稳定运行状态以后，输出却依然会处于波动状态，输出的内容会在设定的数值上下变化。虽然波动的数据变化不大，但是会造成执行机构的频繁波动，长此以往会造成选煤厂浮选机的损坏，影响它的使用时长。因此，可以在受控对象处于稳定状态以后，通过智能优化设计的方式对数据进行收集，计算出最佳输出值，通过手动的方式调整输出，试输出值达到最佳输出状态。通过以上有效操作，可以减少因执行机构波动造成的损害，延长系统的使用时间，使选煤厂浮选机中的气动制动器处于最佳运行状态。选煤厂浮选机的液位控制系统具体包括：气动执行机构、液位控制器、锥形阀、上位机、液位测量装置和监控系统等。选煤厂浮选机通过智能优化设计可以对整个浮选过程进行智能优化控制，确保浮选槽处于稳定的液位，充气量达到自动调节，保证整个浮选流程达到稳定、高效运行状态。

(4)选煤厂浮选机液位检测设计

在选煤厂浮选机的设计过程中，需要利用液位计对液位进行监测。为了有效提高浮选机的精准度，采用的调节阀应当选择梭阀设计的阀芯。通常情况下，气动执行器具有良好的调节速度，能够确保液位的正常调节。为了避免停电等特殊情况或者突发情况的发生，应当分别为气动执行机构、电动执行机构配备手轮，以便在必要的时候进行手动控制。通过对选煤厂浮选机液位检测的设计，可以有效解决浮选机中大量泡沫对液位测量造成的影响，使浮选机的液位测量变得更加简单、高效、可靠。

4.结语

选煤厂浮选机能够体现出选煤厂机电设备电子自动化控制系统水平的高低，切实研究选煤厂浮选机电气自动化控制系统的应用，对选煤厂的长远发展具有重要的现实意义。因此，应当重视不断提升选煤厂浮选机的精准度，采取有效措施提升选煤厂浮选机的效率和精准度，做好浮选机电气自动化控制系统，提升选煤厂工作效率和经济利益。针对选煤厂浮选机所存在的典型问题，具体提出了选煤厂浮选机电机控制设计、选煤厂浮选机的模糊控制设计、选煤厂浮选机智能优化设计、选煤厂浮选机液位检测设计等选煤厂浮选机电气自动化控制系统设计有效措施。未来，选煤厂浮选机自动化控制系统将达到更加先进的状态，选煤效率将更加高效，选煤流程将更加清洁、环保，选煤经济效益将得到更好保障。