灰分在线检测对选煤智能化建设作用的思考

杨忠,梁会东

陕西彬长煤业有限责任公司  陕西 咸阳 712000  

摘要：实现“双碳”目标是党中央做出的重大战略决策。如何在降碳的同时确保能源安全、实现能源产业绿色低碳转型发展，是党中央、国务院高度重视的问题。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和２０３５年远景目标纲要》（“十四五”规划纲要）提出，要推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力，推动煤炭等化石能源清洁高效利用。２０２１年９月，习近平总书记在陕西省榆林市考察时强调，煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级。

关键词：选煤智能化建设；灰分在线检测；炼焦煤选煤厂

引言

随着重介质选煤工艺的普及，磁铁矿粉因其物化性能稳定、真密度高、原料分布广、易于回收等优势，被选煤厂作为主要分选介质广泛使用，已成为重介质洗选生产工艺的主要成本构成。在重介选煤工艺中，由磁铁矿粉组成的悬浮液，因其含量的多少，对洗选效果起决定性作用，然而重介质消耗水平又是衡量全厂生产工艺和管理水平的重要技术指标。

１智能化选煤厂建设目标

２０２１年１月１日，讨论酝酿了五年之久的团体标准———Ｔ／ＣＣＴ００５.１—２０２０《智能化选煤厂建设通用技术规范》正式实施，成为选煤行业智能化建设的纲领性文件。该标准由中国煤炭加工利用协会提出，被列入中国煤炭加工利用协会２０１９年第一批团体标准制修订项目（编号：Ｔ／ＣＣＴ５—２０１９）。在编制过程中，该标准得到了行业的大力支持，在征求意见期间，多家单位积极参与，多次提出修改意见，使标准具有了广泛的实践基础，为我国智能化选煤厂建设提供了较高的参考价值。按照Ｔ／ＣＣＴ００５.１—２０２０《智能化选煤厂建设通用技术规范》的要求，智能化选煤厂的最终目标是“综合分析、智能决策”。“综合分析、智能决策”的目标是什么？从企业生存的角度来说，就是以最少的投入实现最大的产出。以炼焦煤选煤厂为例，由于原煤价值远高于选煤成本的投入，精煤产品与副产品存在巨大的价格差，因此企业管理的目标就是“精煤产率最大化原则”的实时体现，精煤产率最大化的程度直接决定企业经济效益。也就是说，在企业组织管理中投入的各项要素，包括智能化各项底层监测技术的应用、上层网络平台的搭建以及形成的各个子系统，最终都是在为精煤产率最大化这个目标服务。

2煤质管理流程

煤炭企业从长期实践中总结出来的“事前预测有措施、事中控制有手段、事后处置有方法”的煤质管控流程，即采煤工作面回采前先按照国标对煤层采样进行化验，根据化验数据、工作面地质水文情况编制预测报告，并按照市场和用户需求制定出有针对性的煤质管控措施；在选煤生产过程中，对灰分进行快速检测，根据检测结果和用户要求，实时调整生产工艺参数；在商品煤销售过程中，及时检验并出具化验报告，当出现不合格批次产品时，能够及时与销售部门沟通，采取调整流向、降档销售、港口配煤等事后处置措施，确保用户获得满意的产品。

3精煤灰分控制方案

3.1精煤灰分的精准检测

重介智能化的核心是在精煤皮带上安装1台高精度煤质分析仪，为洗选控制系统提供了精准的灰分数据，实现“灰分+密度”智能调控。在使用过程中，通过对各个数据的采集，从后台曲线中可以看出，当重介精煤灰分数据超出限值后，系统及时调整重介悬浮液分选密度，保证灰分数据稳定。灰分控制目标设定值为11.10%，通过对悬浮液分选密度与精煤灰分数据的智能分析，计算工艺滞后时间T0与分析仪容量滞后时间T1，确定系统执行周期T为15min。

3.2煤炭洗选智能化建设

煤炭洗选智能化建设是一项复杂的系统工作，先期开展内部分析对标调查、建设思路及目标定位、建设体系和路径确定环节缺一不可。现状分析与对标管理是智能化建设基础工作，首先研究并响应不同层面智能化建设政策，通过细致分析自己生产工艺、洗选管理模式和建设存在短板，并与行业或者行业外的标杆企业对标，借鉴学习他人经验，剖析其他企业智能化建设痛点问题。建设思路及目标定位是智能化建设重要内容，智能化建设要坚持建设设计思想前瞻性、强调建设过程基础性和衔接融合性、突出技术应用创新性、体现创新成果代表性，以选煤业务为关键、数据信息为核心的顶层设计思路，达到智能化选煤厂中、高级建设目标。智能化建设体系和路径确定为智能化建设提供方向指导，选煤厂智能化建设要以基础平台、自动控制、数据采集与传输、智能分析决策4大板块为主要内容，形成选煤厂智能化建设技术指导配置框架体系。具体路径通过智能洗选建设、智能供配电建设、智能安全保障系统建设、智能设备状态感知建设、智能生产辅助系统建设、智能管理系统建设、基础平台优化建设，实现选煤厂生产系统各工艺过程智能化、生产辅助系统智能化、安全保障设备运维智能化以及建成基于标准选煤数据库的智能管理系统。

3.3智能压滤

智能压滤系统是煤泥水智能加药和压滤系统智能补料、卸料的智能联动系统。煤泥水智能加药是煤泥水处理净化的重要环节，其中检测仪器的应用尤为重要，该厂现用于检测浓缩机中清水层厚度的界面仪，基本能够实际反映监测精度在±200mm以内，并据此判断是否需要加药及加药量。但是受煤质变化影响，界面仪表面会附着煤泥，影响对清水层厚度的判断。该厂采用板框压滤机，其智能系统由压滤机高度集成和压滤机入料压板卸料自动循环等组成，通过与浓缩池煤泥沉降情况、压滤机入料浓度、浓缩池清水层浊度等联动，实现了系统自动补料、自动停料判断、自动排队卸料以及移动端监测控制等功能。下一步需继续探索将智能压滤系统的实时数据反馈至生产数据中心，供数据分析，以便实时调整压滤系统。

3.4上升水流稳定控制

上升水流稳定控制是通过控制上升水流水泵的转速来稳定其流量，包括压力传感器、内置PID的变频器、上升水泵等。SP为上升水流压力设定值，PV为压力传感器检测值。压力传感器将检测信号以4～20mA的直流电流传输到控制器中，控制器根据传感器的信号大小反馈控制变频器的输出频率，调节上升水流水泵的转速，从而控制其流量。在上升水流的管道上安装1个流量计，在线显示其流量。计划在后续分选过程中，通过对特定TBS干扰床分选密度对应的不同上升水流压力设定值的研究，寻找最适合该分选密度的上升水流压力设定值。

结束语

碳达峰、碳中和战略目标的提出，反向要求煤炭工业必须高质量发展。智能工厂的构建可为煤炭企业降本增效和减员减负奠定基础，但距离其成熟应用还有很长的路要走。现场管理者不能心存幻想，认为只要进行智能化改造，管理水平自然就会提高，而是应该认识到，智能化不仅不能代替基础管理，而且对基础管理提出了更高的要求，否则低水平的现场管理、频繁的生产事故会让智能化无用武之地。

参考文献

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