摘要：目前重介质选煤工艺在很多选煤厂中得到应用。在重介质选煤过程中，选煤的工艺参数发生了变化，这些参数对分选效果有显著影响，如果单靠人工控制，很难达到最佳控制效果。因此，重介质选煤自动控制显得尤为重要。自动控制系统不仅能改善产品质量，提高分选效率，还能减少人员劳动力，降低损耗，提高选煤厂的经济效益。发达国家的重介质选煤几乎完全实现了自动控制，如选煤厂集中监控、悬浮液密度自动控制、悬浮液黏度自动控制、旋流器入口压力自动控制、灰分自动控制等。本文介绍了重介质选煤过程中常用的控制仪表以及控制系统，并分析了目前重介质选煤自动控制系统存在的问题。
关键词：重介质选煤；自动控制；发展历史；技术要点
中图分类号：T712
文献标识码：A
引言
介质选煤是用密度大于水，并介于煤和矸石之间的重液或重悬浮液作介质实现分选的一种重力选煤方法。依所用介质不同，可分为重液选煤和重悬浮液选煤两大类。重液是指某些无机盐类的水溶液和高密度的有机溶液。重悬浮液是由加重质（高密度固体微粒）与水配制成具有一定密度呈悬状的两相流体。当原煤给入充满这种悬浮液的分选机后，小于悬浮液密度的煤上浮，大于悬浮液密度的矸石（或中煤）下沉，实现按劳取酬密度分选。重液选煤因介质腐蚀性大，回收难，成本高，工业上未能应用。目前，生产中广泛应用的是重悬浮液选煤，通称重介质选煤。
1重介质选煤自动控制技术发展中存在的问题
1.1自动控制技术中的数据采集系统不够完善
虽然在重介质选煤生产中已经实现了自动化的控制技术，控制中心也实现了自动化的数据采集，但是在数据采集系统中依旧存在着数据采集信息不够完善，采集的数据结果不够完整等问题。在自动化的数据传输过程中控制系统主要依赖的是传感器，从目前的情况来看，传感器的发展已经接近成熟，但是在稳定性和精确性上依旧存在着很多的问题，其耐用性也比较差，所以采集的数据也不够完善。
1.2控制软件与全程的控制需求匹配度低
重介质选煤自动化技术是一项多环节、多参数的技术，但是目前我国所使用的控制软件多为单一性的或者是所提供的控制项目较少，不能满足多元化的控制需求，这就导致参与控制的软件较多，各个控制系统相对独立，使得控制软件与全程的控制系统匹配度较低。
2重介质选煤自动控制技术要点
2.1采用设备集中连锁控制系统
集中连锁控制系统是由工艺系统、控制设备、生产设备组合而成，而工艺设备又可以分为煤的洗选系统、浓缩系统、原煤系统、压滤系统、密控系统，这些系统之间存在着互相联系又相对独立的关系，对于选煤系统的设计，根据选煤厂的情况以及对全自动化控制的要求，集中联锁控制系统一般采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统的主控设备，此控制系统的特点是，节省施工所用电缆，传输距离长、施工工程量小，工程成本低，大大提高了自动化控制的效率。集中控制系统的主要功能有以下几点，一是具有数据采集功能，采集出的数据主要有整个煤厂水系统的浓度、压力、流量等、精煤的水分、灰分、电动阀门与电动机的工作状态以及工作效率、主电机的电流量等等。二是其控制方式主要是就地解锁和集中联锁两种方式，可以集控所有的电气化设备，对其进行集中化的控制，对于不参与总控制系统的设备机器进行就地解锁控制，从而使控制系统实现条理、高效、规范化的控制。三是故障检测警报功能，此功能基于集控系统对于所有设备扫描与检测从而可以及时发现设备出现的故障，及时检测出故障发生的原因，然后通过网络信号传播到集控中心对故障设备进行及时的停用或修理。四是具有设备自动保护功能，主要体现在可以对设备实现报警停用功能，可以在事故发生时保护设备，降低损失。
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2.2介质桶液位自动控制
在给料量不变的情况下，介质桶液位的波动会影响分选系统中煤与介质的混合比。因此，控制介质桶的液位是保证产品质量的重要因素之一。检测介质桶液位的仪表有压力式液位计、浮球式液位计、射线式液位计、超声波液位计等。安太堡选煤厂、桃山选煤厂用的是压力传感器，屯兰矿选煤厂、石板选煤厂、临涣选煤厂、镇城底矿选煤厂、马家沟矿选煤厂用的是超声波液位计。超声波液位计具有性能稳定、精度高、抗干扰能力强、安装调试方便等优点，目前越来越多的选煤厂使用超声波液位计。使用超声波液位计检测液位高度时，若液位高，可调节介质的分流；若液位低，可添加水或浓介质。
2.3灰分自动测控
精煤灰分的检测效果直接影响最终产品的质量，因此，要对精煤灰分进行在线检测，来实现灰分的回控。20世纪90年代普遍认为重介质选煤厂不适合使用双能量γ透射法在线灰分仪，因为灰分仪对铁元素很敏感，使用重介质法选出的煤会有残留的铁，有可能使灰分测量结果出现很大的误差。20世纪90年代末期，很多现代化的重介质选煤厂的介耗已经普遍降低，使得灰分仪的应用成为可能。而现在，大部分重介质选煤厂使用的灰分仪都取得了很好的效果。已经使用了较长时间的选煤厂有后所煤矿选煤厂、华丰煤矿选煤厂、山西太原选煤厂、重庆南桐选煤厂等。选煤厂采用灰分仪检测重介质精煤产品，将测得的结果反馈给自动控制子系统或操作人员，为自动控制系统提供数据。
2.4密度自动控制
在重介质选煤过程中，悬浮液密度是影响精煤质量的重要参数之一。因此，稳定悬浮液密度可提高产品精度。常用的密度计有水柱平衡式密度计、差压式密度计、浮子式密度计、放射性密度计。由波兰和前苏联引进的设备多是水柱平衡式密度计，这种密度计结构简单，但不便于维护，不少厂已经拆除。浮子式密度计过去多用于选矿厂，而在选煤厂中很少使用。选煤厂使用最多的是差压密度计和放射性密度计，如滴道盛和煤矿洗煤厂用的是差压密度计，而像屯兰矿选煤厂、安太堡选煤厂、桃山选煤厂、镇城底矿选煤厂、漳村矿选煤厂、石板选煤厂等使用的是放射性密度计。由于差压密度计所测的密度和实际密度相差较大，现在大部分选煤厂已经使用放射性密度计。放射性密度计将测得的密度值转换为４～２０ｍＡ的模拟信号并送到集中控制室。
悬浮液密度自动控制技术已经相当成熟，并在国内外的重介质选煤自动控制中广泛应用，尤其在新建的重介选煤厂，而部分老厂改进后也采用了密度自动控制系统，使用PID算法实现控制。当自动调控悬浮液密度、液位时，有较明显的大惯性、大滞后的特性。针对这些问题，相继提出了Ｓｍｉｔｈ预估控制算法、复合模糊PID预测控制算法等。由于重介质选煤过程中的很多参数是非线性的，传统PID控制算法效果没有预期的好，近年逐渐出现了神经网络、模糊控制、遗传算法、自适应等现代控制算法，这些算法在处理非线性、强耦合、多目标等问题时具有很大的优势。
结束语
综上所述，随着我国采煤应用技术的发展，重介质选煤自动化技术也将不断的朝着智能化，标准化的方向发展，这将极大地提高我国选煤工业效率的进步，带动选煤事业的发展，不断提高我国采煤企业的核心竞争力，推动这些企业走向现代化、国际化的道路，也将引领整个选煤行业走向更加高端的发展道路。
参考文献
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论文作者:李普迎
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/2
标签：选煤论文; 密度计论文; 介质论文; 悬浮液论文; 选煤厂论文; 灰分论文; 自动控制论文; 《工程管理前沿》2019年第07期论文;