选煤厂耙式浓缩机自动加药系统的设计.doc

选煤厂耙式浓缩机自动加药系统的设计 赵玮烨 （山西晋城煤业集团技术中心 山西 晋城 048006） 摘要：随着采煤机械化程度的不断提高，选煤厂入选原煤中细粒煤含量增多，给煤泥水处里及煤泥脱水回收增加了难度，如何处理煤泥水及煤泥脱水回收是选煤厂生产的重要环节。本文介绍了耙式浓缩机自动加药系统，来辅助选煤厂煤泥水处理及煤泥脱水回收。 关键字：选煤厂；浓缩机；自动加药； 1.引言 目前国内大多数选煤厂是靠人工在耙式浓缩机中加入絮凝剂溶液来加速煤泥沉淀，降低浓缩机溢流水的浊度。但是靠人工配制凝聚剂溶液和人工控制加药量存在不少问题。如配制凝聚剂溶液时，劳动强度大；人工撒粉状凝聚剂时，粉尘对工人的健康有害；人工撒药容易形成团块不易溶解，使搅拌时间加长，浪费电力，增加电机及设备磨损等。此外，由于没有浊度检测仪表，只能靠观察溢流水的清浊程度控制加药量，但溢流水的浊度是随着进入浓缩机的煤泥水的浓度、流量及煤泥的性质、粒度等不断变化，而靠人工控制不可能适应这种变化，并且药剂的浪费比较严重[1]。所以设计安装合理的耙式浓缩机自动加药系统对选煤厂节能减排、安全生产有着重大的经济效益和社会效益。 2. 耙式浓缩机自动加药系统 耙式浓缩机自动加药系统由凝聚剂溶液制备、浓度检测、凝聚剂溶液自动添加三个部分组成，如图1所示。 图1耙式浓缩机自动加药系统 2.1凝聚剂溶液制备装置 该装置可自动将粉状凝聚剂配制成所需浓度的凝聚剂溶液，主要由螺旋送料机、风力提升机、混合器、搅拌桶、水泵、储备池、液位电极、空气压缩机、电磁阀、控制柜等组成。 工作原理：由螺旋送料机送出的粉状凝聚剂，经风力提升器输送至混合中心管吹散后，与由混合器供水腔下法兰开孔喷出的清水均匀混合一起注入搅拌桶，搅拌约1小时后，便制成一定浓度的凝聚剂溶液，然后再经水泵泵至储备池，即可供需要添加凝聚剂的设备使用。 2.2溢流水浊度测量装置 目前，国内的科研工作者采用检测对象有：煤泥水浓度、流量、溢流水浊度、溢流水浓度、浓缩机的煤泥层厚度、清水层厚度、过渡区的跨度、澄清界面的沉降速度值等[2]。本设计采用低频超声波检测煤泥水和溢流水浓度，根据煤泥水浓度检测的指标调节变频器的频率以控制加药量，同时还检测溢流水的浊度，以其浊度值的高低对煤泥水的加药量进行二次修订，使加入煤泥水的两种药剂(净水剂、絮凝剂)能够满足浓缩机浓缩指标的要求，经过加药后的煤泥水进入浓缩机浓缩。 现场安装时，将超声波探头装于采样管路的外壁，一侧为射频发生器，一侧为射频接收器，当管道内流体参数变化后，由接收探头接收到的声波幅度将随悬浮液浓度的增加而衰减，声波幅度转换成的电压值也随浓度的增加而衰减。 超声波在煤泥水中主要是以纵波方式传播[3]。根据声学原理知，平面超声波在矿浆中传播时，穿过△l距离后，其振幅I的变化可表示为： （1） 式中：为初始振幅，由超声波发射器的发射电压及发射传感器的特性来确定，是固定值；为衰减系数；为传播距离，由工艺条件确定，也是固定值，用射频测距仪测量。 工作时能实时连续地测量发射和接收电压，采用穿透比较法就可得知穿过被测矿浆时超声波的衰减量。矿浆的超声波衰减系数为： （2） （3） 式中：为矿浆的超声波衰减系数；清水的超声波衰减系数；分别是清水和矿浆条件下的发射电压；分别是清水和矿浆条件下的接收电压。 当浓度——电压衰减曲线经过标定后，即可从测量电压得到浓度值。超声波浓度计输出4~20mA模拟信号作为浓度指示，发送到PLC计算得出具体浓度值，并供PLC决策加药量。 2.3凝聚剂溶液自动添加装置 凝聚剂溶液自动控制装置采用西门子S7-200型PLC，PLC根据煤泥水泵启停信号对加药电磁阀进行控制，其加药量多少则由PLC根据检测到的煤泥水入料浓度按一定配方方案通过变频器进行调节，再通过检测溢流水的浊度对加药量进行修订。由于检测的溢流水浊度滞后于煤泥水的入料，所以此浊度值只作为加药量多少的修正值，其修正参数的选择靠实践经验。由于煤泥水性质随选煤入料的性质不同而变化，故而在编程过程中，按照历年的煤泥水性质的变化情况，编制出多个适应各种煤泥水性质的控制方案，以供计算机随时自动选择不同的配方，确保加药更及时、准确。 3.结论 煤泥水自动加药系统的应用，一定程度上能降低工人劳动强度，减少药剂的消耗量，提高煤泥回收率，改善产品质量，对环境保护也有一定的效益。对于晋煤集团打造现代化矿井，发展现代化的选煤厂也是很重要的环节，它直接关系到产品的质量和资源使用率。我们应大力发展选煤厂自动化系统，研究不同煤质的煤泥水与药剂的选择性，从实践中不断完善煤泥水自动加药系统。 参考文献