使用（yòng）插入式電磁流量計監測浮選係統提高藥（yào）劑（jì）消耗的準確性（xìng）
點擊次數：2363 發布（bù）時間：2021-01-01 13:32:45
摘要: 針對浮選成本高、效（xiào）率低，浮選精煤質量難以保（bǎo）證的問題，呂家坨（tuó）選煤（méi）廠的浮選自動加藥及乳化控（kòng）製係統采用以 S7 － 300 PLC 為控（kòng）製器，用插入式（shì）電（diàn）磁流量計和煤泥濃度計分別檢測進（jìn）入浮選係統的流量和濃度，PLC 計算藥劑的加入量，變頻控製計量泵，乳化器實時準確（què）的對藥劑實施（shī）乳化和加入。生產實踐表明（míng），控製軟件采用（yòng）人（rén）工智能技術並結合數字濾波，使測（cè）量、計算數據存儲數據曲線，藥劑（jì）消耗量準確可靠（kào）。
開灤能源化工股份有限公司呂家坨選（xuǎn）煤廠(以下簡稱呂家坨選煤廠) 設計能力為 3. 0 Mt /a，生產工藝為重介（jiè）、浮選聯合工藝，該廠浮選工藝為原生煤泥和重介分流煤泥進入 2 個煤泥混料桶，然後進入 2 個礦漿預處理器，1 個礦漿預處理器供料（liào）2 個（gè）浮選機，4 個浮選機的精（jīng）礦進入（rù）再選預處理器，供再選浮選機。呂家坨選煤廠煤泥水量大，浮選係統設備多、工藝複雜（zá），每班操作人員少，實現其全麵自動化（huà）控製是非常必要的。
浮選（xuǎn）是洗選 ＜ 0. 5 mm 煤泥*有效（xiào）的（de）方法，利用浮選可以降低煤（méi）泥的灰分和硫分。在我國（guó），煤泥浮選的處理量一（yī）般占全部入（rù）選（xuǎn）量的 20% 左右。因 此，在煤炭潔淨生產中，強化、優化浮選過程是一個十分重要的環節。傳（chuán）統的浮選（xuǎn）生產（chǎn）都是依靠浮選司機經驗操作，生（shēng）產效率較低，一些主要工藝參數，如（rú）礦（kuàng）漿流量、礦漿濃度、藥劑添加、尾（wěi）礦灰分（fèn）等都沒有做到實時定量。人工操作相對於自動加藥和乳化作業既不準確也不及時，造成（chéng）浮選成本高、效（xiào）率低，浮選精煤質量難以（yǐ）保證。對該過程實現自動（dòng）控製，可以提高精煤產率、準確控製精煤灰分、節省浮選藥劑、改善工作環境和降低工人的勞動（dòng）強度。
浮選自動加藥及乳化控製係統對穩定浮（fú）選精煤灰分（fèn），提高藥劑分散度及顆粒接觸麵積起到了一定的作用，獲得了較好的經濟效益和社會效益（yì），也（yě）是選煤（méi）廠實現人（rén）工（gōng）智能控製的有效單元。
1 硬件構成
該係統設有自動控製櫃，配有工業控製計算機和礦漿濃（nóng）度計、流量計、藥劑計量泵、藥（yào）劑乳化裝置等單元（yuán）組成，根（gēn）據選煤廠（chǎng）浮選工藝的（de）設計，在操作麵板和工控機均設有起泡劑和捕收（shōu）劑的設定旋鈕電位器，旋鈕設定隻（zhī）針對噸幹煤泥（ní）的藥比，且具有全部的手、自動操作裝置。儀表櫃內裝有流量計（jì）和濃度計（jì）等二次檢測儀表（biǎo），乳化器的操作及控製在（zài）裝置本身上。開關電源、隔離（lí）模塊、PLC 等安裝在操作台內部（bù），為（wéi）提高係統的可靠性，所有控製和信號線纜全部采用 ＲVVP － 銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽（bì）型護套軟電纜，該電纜外（wài）層有較密的銅網屏蔽，信號穩定可靠。
1. 1 PLC 可編程序控製（zhì）器
係統控製核（hé）心由西門子 S7 － 300 的 CPU 及模擬量、數字量輸（shū）入∕輸出模塊組（zǔ）成，輸（shū）入∕輸出通道均采取光電隔離等措施（shī），大大提（tí）高了係統的抗幹擾性能，可穩定工作在較惡劣的（de）生產環境中。軟件（jiàn）采（cǎi）用 SIEMENS STEP7 6. 0 編程（chéng），用戶界麵（miàn）全部漢化，各功能采用菜單提示，界麵友好，易於操作。控製程序主要完成的功能: 數（shù）據采（cǎi）集、數字濾波（bō）、控製模（mó）型運算、PID 輸出、存貯、顯示生產（chǎn）主要工（gōng）藝參數及運行曆史曲線。呂家坨（tuó）選煤廠采用 3 台礦（kuàng）漿預處理器、6 台 16 m3機械攪拌式浮選機，分兩期施（shī）工，在軟件設計時采用兩（liǎng）台 PLC 並行運行方（fāng）式，兩台控製櫃分（fèn）別控製南北浮選（xuǎn）係統和新係統，內部含有 SIEMENS S7 － 300 係列（liè） PLC，ABB 變頻器。計算（suàn）機組成網絡係統，與兩台 PLC 組成 MPI網絡，係統*大的優點是獨立運行能力強。對計量泵的控製是輸出動力電源，由變頻器直接接線到計量泵電動機。輸入信號是兩台（tái）流量計、兩台濃度計，是 4 ～ 20 mADC 信號。控製櫃采用 380VAC 動力電源（yuán）。
1. 2 插入式電磁流量計
流量計一般采用電磁（cí）式結構，根據現場工（gōng）藝狀況（kuàng），分別在原礦（kuàng）漿管道和稀釋水管道（dào）上，根據管徑選（xuǎn）用（yòng）不（bú）同的規格（gé），管徑一般在100 ～ 500 mm 之 間。本係統采（cǎi）用 LZD 一體防爆（bào）型（xíng）插入（rù）式電磁流（liú）量計，整體設計符合 GB 3836-2000 爆炸性氣體使用（yòng）環境（jìng）要求，儀器儀表（biǎo）特點為: **的單片機智（zhì）能（néng）化管理，分流（liú）量（liàng）段進行（háng）修正，確保流量計量的準確性與穩定性; 傳感器測量管內無活動（dòng）及阻（zǔ）流部件，因此無壓（yā）力（lì）損失，無阻塞; 合理選（xuǎn）用襯（chèn）裏（lǐ）材料及電*材料，可實現良好的耐（nài）腐蝕性和耐磨性; 測量不受（shòu）液體的密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響; 低頻（pín）矩形波勵磁，不受（shòu）工頻及（jí）現場（chǎng）各種（zhǒng）雜散幹擾的影響，工作（zuò）穩定可靠; 不受流體方向影響，正、反向均可準確計量; 高（gāo）阻快速響應（yīng）電（diàn）路，無（wú）失真采集微弱信號和快速反應流量變化; 寬量程比 (0. 3 ～ 10 m /s)，滿量程流速（sù）範圍寬; 具有（yǒu）小信（xìn）號切除功能，用戶可通過設（shè）置切（qiē）除（chú）幹擾性小流（liú）量; 大屏幕多參數同（tóng）步顯示，瞬時流量、流速、正負向（xiàng）累計總量以及報警（jǐng）提（tí）示等（děng）; 故障自診斷功（gōng）能，當流（liú）量計工作異（yì）常時，測量（liàng）界麵顯示故障部位及報警; 紅外遙控功（gōng）能、磁力感應式非接觸操作以及按鍵接觸操作，操作多樣、方便。測量精度可達 1. 5% ，相對濕度在 5% ～ 95% 之間。
安裝（zhuāng）方（fāng）向可垂直、水平、傾斜，但水平安裝時（shí）要求二電*的中心軸線處於水平狀（zhuàng）態，安裝應保證測量管內能充滿介質，不能有不滿管現象或有大量氣泡通過傳感器。對於液固兩相介（jiè）質，*好是垂直安裝（zhuāng），流體（tǐ）自下而上流動。這樣既可避免固體顆粒在測量管中沉積，又使襯裏的磨損均勻，延長使用壽（shòu）命。為了避免在安（ān）裝（zhuāng）後形成旋渦流（liú），應保證連（lián）接（jiē）管（guǎn）、密封件、接地環及感應器這四者同心連接，不要相（xiàng）互錯開。要求前置直管段長為 5 倍管道內徑，後置直管段長為 3 倍管道內徑。
1. 3 濃度計
濃度計一般分為同位素濃度計和雙膜盒差壓（yā）濃度計。雖然同位素濃度計的測量精（jīng）度較高，但由於價格昂貴難於維（wéi）護和管理，目前現場一般推（tuī）薦使用雙膜盒式（shì）濃度計，該儀表安裝（zhuāng）容易、使用安全和易於（yú）管理，實踐證明這種方式的濃度計（jì）也能滿足生產要求。選煤廠浮選生產中，入（rù）浮濃度是一個重要參數，它直接關係到洗選效果與精煤（méi）產（chǎn）率。*佳入浮濃度由小浮選試驗得出，多數選煤廠*佳入浮濃度在 80 ～ 120 g /L 之間。主要技術參數為: 測量精（jīng）度為 0. 25% ，通過儀表量程的遷移（yí），選取（qǔ）密度測量變化範圍為 1 000 ～ 1 200 g /L 的上下限值，對應測量信號（hào）為 4 ～ 20 mA，實際誤差應在±0. 5 g /L。管徑範圍為 0 ～ 750 mm，環（huán）境溫度為 － 10 ～ 50 ℃。
1. 4 變頻式藥劑計量泵
計量泵在市場上（shàng）有（yǒu）多種方式，其流量調節基本有兩種: 一（yī）是調節泵的柱塞（sāi）行（háng）程長（zhǎng）度; 二是采用變頻器改變電源頻率調節泵速，後者便於實現（xiàn）流量的控製和計（jì）算機管（guǎn）理。主要技術參數為: 測量精度為（wéi）±1% ，測量範圍為 0 ～ 300 L /h 可調，環境溫度為－ 10 ～ 50 ℃。
1. 5 單一藥劑乳化器
選煤廠浮選藥劑乳化裝置是將藥劑和水製成（chéng）乳化液，實現藥劑的合理使用（yòng），將對浮選效果和節約藥劑起到一定的作用。在使用中可根（gēn）據藥劑和水的配製比（bǐ）例觀察藥劑的乳化效果，通過乳化器操（cāo）作箱內的的（de）電位器調整水泵轉（zhuǎn）速，即（jí）調整乳化壓力（lì）。自（zì）動加藥控（kòng）製是根據入浮流量與入（rù）浮濃度的檢測結果，控製起泡劑與捕收劑的加（jiā）入。乳（rǔ）化器的工作原理如圖 1 所示。
2 控製原理及功能
2. 1 藥（yào）劑自動添加（jiā）原（yuán）理
藥劑添加是浮選生產中的重要環節，其添加量的大小、準確與否和油醇配比等都直接（jiē）影響產品的質量、效（xiào）果及經濟效益。傳統浮選司機憑經（jīng）驗調節油嘴加（jiā）藥，沒有做到定量，在流量、濃度、煤質發生變化時，不能及（jí）時調節，產品質量難以保證，尾礦跑粗（cū）現象嚴重。
STD － Ⅲ型浮選工藝參數自動測控係統通過雙膜盒差壓計測量原礦（kuàng）漿濃度; 采用插入式電磁流量計測量原礦漿流量，由 PLC 計（jì）算出（chū）入浮幹煤泥量和藥劑的瞬時添加量，用變頻式計量泵完成浮選藥劑的（de）添加。通過上位機還可以打印小時、班、天（tiān）及月的運行數（shù）據，更加有利於生產管理及技術（shù）分析，藥劑自動原理（lǐ）如圖 2 所示，k1、k2、k3 是計算修正參數。以 PID 算法為核心，通過優化控製程序計算出藥劑（jì）給定量，在捕收劑和起泡劑管道上分別安裝（zhuāng）藥（yào）劑測量裝置，用於檢測（cè）藥劑（jì）的添加量。當藥劑測量值小於藥劑給（gěi）定量（liàng）時，PID 輸出（chū）增大，反之則減小。加藥泵變頻器控製原理如圖 3 所示。
2. 2 改變藥強控製浮選精煤灰（huī）分
在控製係（xì）統中，通（tōng）過對入浮（fú）礦漿的流量、濃度檢測，計算出入浮的煤泥量，根據人工設定的（de）藥劑加入量（liàng）/噸煤泥，計算出起泡劑和捕收劑的加入量，然後通過在線乳化，分別送（sòng）到（dào）礦漿預處理器和浮選機各室。調節藥強旋（xuán）鈕可以改變噸煤耗油量，這樣選煤廠可根據客戶要求，方便生產出不同灰分等級的浮選精煤（méi）產品。
2. 3 乳化器構成及操作
射流泵可產生一定（dìng）壓力，通過文李氏管將藥劑吸入（rù），並和水形成（chéng）乳化液。
電氣操作箱（xiāng）通過對電機頻率的調整可使射流泵改變（biàn）供水壓力，即達到（dào）調整（zhěng）乳化效果。操（cāo）作箱（xiāng）上有（yǒu）啟動、停止按鈕，可控製射流泵的運行，操作箱內部有（yǒu）一（yī）個電位器，可用來調節射流泵電機的轉速，即調節射流泵產生的（de）水壓力，可通過乳化器上的壓力表觀察（chá），一般壓力調節到 0. 25 ～ 0. 4 MPa 之間即可，在變頻器的小（xiǎo）顯示屏上可查看運轉速度，電機電流等參數。
在乳化裝置的進水管處應（yīng）安裝有閥（fá）門，工作（zuò）前將該進水閥們打開，然後開啟操作箱（xiāng）的啟動按鈕，注意觀察供水壓力（lì），通常在（zài） 0. 25 ～ 0. 5 MPa 範圍（wéi）內調整（zhěng） (注意觀察乳化效果) 調整射流（liú）泵壓力。該裝置停止時，按操作箱上的停止按鈕，關閉進水閥門。
係統的控製櫃、操作台和現場儀表在布線時（shí），要信號線與動力（lì）線嚴格分開，無（wú）法分開的地（dì）方控製線要求穿管，以（yǐ）防動力電源幹擾控製（zhì）信號。
2. 4 參（cān）數設定操作
係統具有電腦（nǎo）操作（zuò）和控製櫃手動操作，而電腦操（cāo）作又有手動和自動兩種方式，在自（zì）動狀態（tài）下有測量參（cān）數的實（shí）際值和人工（gōng）給定值得選擇。手（shǒu）動運行是通過（guò）拖動鼠標（biāo）條改變藥劑量的添加（jiā）。選擇自動時係統是根（gēn）據（jù）流量、濃度、起泡劑設定、捕（bǔ）收劑設（shè）定，自動（dòng）確定藥劑的加入量（liàng），此時手動（dòng）拖動鼠標條是沒用的。藥劑比是由捕收劑除起泡劑運算所得，在自（zì）動運行時，需**調整起泡劑設定和捕收劑設定。
3 結語
以呂家坨選煤廠應用前後的對比，在正確使用的情況下，除穩定產品煤質量、縮小（xiǎo）精煤灰分區間外，回收 率 可 提 高 1 ～ 1. 5 個（gè） 百 分 點，以 選 煤 廠(3. 0 Mt /a) 年（nián）處理60 萬（wàn） t 浮選煤泥計算，可多產出（chū）商品煤 0. 6 ～0. 9 萬 t ，按噸精（jīng）煤（méi）中煤差價 500 元計算，可增加（jiā）收入300 ～450 萬元 ; 另外還（hái）使（shǐ）浮選藥劑的消（xiāo）耗（hào）下降了 10 ～15 個百分（fèn）點，節省藥劑 180 ～ 270萬元。浮選自動加藥及乳化控製係統實現了浮選生產過程中參數的精確（què）實時檢測、內部數（shù）據浮點運（yùn）算及精準的藥劑加入量自動控製，實時在線的藥（yào）劑乳化及加入，降低浮選藥劑消耗、穩（wěn）定了浮選精煤灰（huī）分、提高了（le）浮選精煤產率、減輕了工人勞（láo）動強度。該係統通過多種網絡接口可（kě）實現與全廠自動化係統的數據共享（xiǎng），下一步可結合浮選精煤灰分和尾礦灰分的測量，采用大數據處（chù）理技術構建浮選灰分智能控製閉環，實現（xiàn）浮選精煤（méi）灰分的在線（xiàn）測控，對提高選煤（méi）廠的運行質（zhì）量和經濟效益有較大的意義。
開灤能源化工股份有限公司呂家坨選（xuǎn）煤廠(以下簡稱呂家坨選煤廠) 設計能力為 3. 0 Mt /a，生產工藝為重介（jiè）、浮選聯合工藝，該廠浮選工藝為原生煤泥和重介分流煤泥進入 2 個煤泥混料桶，然後進入 2 個礦漿預處理器，1 個礦漿預處理器供料（liào）2 個（gè）浮選機，4 個浮選機的精（jīng）礦進入（rù）再選預處理器，供再選浮選機。呂家坨選煤廠煤泥水量大，浮選係統設備多、工藝複雜（zá），每班操作人員少，實現其全麵自動化（huà）控製是非常必要的。
浮選（xuǎn）是洗選 ＜ 0. 5 mm 煤泥*有效（xiào）的（de）方法，利用浮選可以降低煤（méi）泥的灰分和硫分。在我國（guó），煤泥浮選的處理量一（yī）般占全部入（rù）選（xuǎn）量的 20% 左右。因 此，在煤炭潔淨生產中，強化、優化浮選過程是一個十分重要的環節。傳（chuán）統的浮選（xuǎn）生產（chǎn）都是依靠浮選司機經驗操作，生（shēng）產效率較低，一些主要工藝參數，如（rú）礦（kuàng）漿流量、礦漿濃度、藥劑添加、尾（wěi）礦灰分（fèn）等都沒有做到實時定量。人工操作相對於自動加藥和乳化作業既不準確也不及時，造成（chéng）浮選成本高、效（xiào）率低，浮選精煤質量難以（yǐ）保證。對該過程實現自動（dòng）控製，可以提高精煤產率、準確控製精煤灰分、節省浮選藥劑、改善工作環境和降低工人的勞動（dòng）強度。
浮選自動加藥及乳化控製係統對穩定浮（fú）選精煤灰分（fèn），提高藥劑分散度及顆粒接觸麵積起到了一定的作用，獲得了較好的經濟效益和社會效益（yì），也（yě）是選煤（méi）廠實現人（rén）工（gōng）智能控製的有效單元。
1 硬件構成
該係統設有自動控製櫃，配有工業控製計算機和礦漿濃（nóng）度計、流量計、藥劑計量泵、藥（yào）劑乳化裝置等單元（yuán）組成，根（gēn）據選煤廠（chǎng）浮選工藝的（de）設計，在操作麵板和工控機均設有起泡劑和捕收（shōu）劑的設定旋鈕電位器，旋鈕設定隻（zhī）針對噸幹煤泥（ní）的藥比，且具有全部的手、自動操作裝置。儀表櫃內裝有流量計（jì）和濃度計（jì）等二次檢測儀表（biǎo），乳化器的操作及控製在（zài）裝置本身上。開關電源、隔離（lí）模塊、PLC 等安裝在操作台內部（bù），為（wéi）提高係統的可靠性，所有控製和信號線纜全部采用 ＲVVP － 銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽（bì）型護套軟電纜，該電纜外（wài）層有較密的銅網屏蔽，信號穩定可靠。
1. 1 PLC 可編程序控製（zhì）器
係統控製核（hé）心由西門子 S7 － 300 的 CPU 及模擬量、數字量輸（shū）入∕輸出模塊組（zǔ）成，輸（shū）入∕輸出通道均采取光電隔離等措施（shī），大大提（tí）高了係統的抗幹擾性能，可穩定工作在較惡劣的（de）生產環境中。軟件（jiàn）采（cǎi）用 SIEMENS STEP7 6. 0 編程（chéng），用戶界麵（miàn）全部漢化，各功能采用菜單提示，界麵友好，易於操作。控製程序主要完成的功能: 數（shù）據采（cǎi）集、數字濾波（bō）、控製模（mó）型運算、PID 輸出、存貯、顯示生產（chǎn）主要工（gōng）藝參數及運行曆史曲線。呂家坨（tuó）選煤廠采用 3 台礦（kuàng）漿預處理器、6 台 16 m3機械攪拌式浮選機，分兩期施（shī）工，在軟件設計時采用兩（liǎng）台 PLC 並行運行方（fāng）式，兩台控製櫃分（fèn）別控製南北浮選（xuǎn）係統和新係統，內部含有 SIEMENS S7 － 300 係列（liè） PLC，ABB 變頻器。計算（suàn）機組成網絡係統，與兩台 PLC 組成 MPI網絡，係統*大的優點是獨立運行能力強。對計量泵的控製是輸出動力電源，由變頻器直接接線到計量泵電動機。輸入信號是兩台（tái）流量計、兩台濃度計，是 4 ～ 20 mADC 信號。控製櫃采用 380VAC 動力電源（yuán）。
1. 2 插入式電磁流量計
流量計一般采用電磁（cí）式結構，根據現場工（gōng）藝狀況（kuàng），分別在原礦（kuàng）漿管道和稀釋水管道（dào）上，根據管徑選（xuǎn）用（yòng）不（bú）同的規格（gé），管徑一般在100 ～ 500 mm 之 間。本係統采（cǎi）用 LZD 一體防爆（bào）型（xíng）插入（rù）式電磁流（liú）量計，整體設計符合 GB 3836-2000 爆炸性氣體使用（yòng）環境（jìng）要求，儀器儀表（biǎo）特點為: **的單片機智（zhì）能（néng）化管理，分流（liú）量（liàng）段進行（háng）修正，確保流量計量的準確性與穩定性; 傳感器測量管內無活動（dòng）及阻（zǔ）流部件，因此無壓（yā）力（lì）損失，無阻塞; 合理選（xuǎn）用襯（chèn）裏（lǐ）材料及電*材料，可實現良好的耐（nài）腐蝕性和耐磨性; 測量不受（shòu）液體的密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響; 低頻（pín）矩形波勵磁，不受（shòu）工頻及（jí）現場（chǎng）各種（zhǒng）雜散幹擾的影響，工作（zuò）穩定可靠; 不受流體方向影響，正、反向均可準確計量; 高（gāo）阻快速響應（yīng）電（diàn）路，無（wú）失真采集微弱信號和快速反應流量變化; 寬量程比 (0. 3 ～ 10 m /s)，滿量程流速（sù）範圍寬; 具有（yǒu）小信（xìn）號切除功能，用戶可通過設（shè）置切（qiē）除（chú）幹擾性小流（liú）量; 大屏幕多參數同（tóng）步顯示，瞬時流量、流速、正負向（xiàng）累計總量以及報警（jǐng）提（tí）示等（děng）; 故障自診斷功（gōng）能，當流（liú）量計工作異（yì）常時，測量（liàng）界麵顯示故障部位及報警; 紅外遙控功（gōng）能、磁力感應式非接觸操作以及按鍵接觸操作，操作多樣、方便。測量精度可達 1. 5% ，相對濕度在 5% ～ 95% 之間。
安裝（zhuāng）方（fāng）向可垂直、水平、傾斜，但水平安裝時（shí）要求二電*的中心軸線處於水平狀（zhuàng）態，安裝應保證測量管內能充滿介質，不能有不滿管現象或有大量氣泡通過傳感器。對於液固兩相介（jiè）質，*好是垂直安裝（zhuāng），流體（tǐ）自下而上流動。這樣既可避免固體顆粒在測量管中沉積，又使襯裏的磨損均勻，延長使用壽（shòu）命。為了避免在安（ān）裝（zhuāng）後形成旋渦流（liú），應保證連（lián）接（jiē）管（guǎn）、密封件、接地環及感應器這四者同心連接，不要相（xiàng）互錯開。要求前置直管段長為 5 倍管道內徑，後置直管段長為 3 倍管道內徑。
1. 3 濃度計
濃度計一般分為同位素濃度計和雙膜盒差壓（yā）濃度計。雖然同位素濃度計的測量精（jīng）度較高，但由於價格昂貴難於維（wéi）護和管理，目前現場一般推（tuī）薦使用雙膜盒式（shì）濃度計，該儀表安裝（zhuāng）容易、使用安全和易於（yú）管理，實踐證明這種方式的濃度計（jì）也能滿足生產要求。選煤廠浮選生產中，入（rù）浮濃度是一個重要參數，它直接關係到洗選效果與精煤（méi）產（chǎn）率。*佳入浮濃度由小浮選試驗得出，多數選煤廠*佳入浮濃度在 80 ～ 120 g /L 之間。主要技術參數為: 測量精（jīng）度為 0. 25% ，通過儀表量程的遷移（yí），選取（qǔ）密度測量變化範圍為 1 000 ～ 1 200 g /L 的上下限值，對應測量信號（hào）為 4 ～ 20 mA，實際誤差應在±0. 5 g /L。管徑範圍為 0 ～ 750 mm，環（huán）境溫度為 － 10 ～ 50 ℃。
1. 4 變頻式藥劑計量泵
計量泵在市場上（shàng）有（yǒu）多種方式，其流量調節基本有兩種: 一（yī）是調節泵的柱塞（sāi）行（háng）程長（zhǎng）度; 二是采用變頻器改變電源頻率調節泵速，後者便於實現（xiàn）流量的控製和計（jì）算機管（guǎn）理。主要技術參數為: 測量精度為（wéi）±1% ，測量範圍為 0 ～ 300 L /h 可調，環境溫度為－ 10 ～ 50 ℃。
1. 5 單一藥劑乳化器
選煤廠浮選藥劑乳化裝置是將藥劑和水製成（chéng）乳化液，實現藥劑的合理使用（yòng），將對浮選效果和節約藥劑起到一定的作用。在使用中可根（gēn）據藥劑和水的配製比（bǐ）例觀察藥劑的乳化效果，通過乳化器操（cāo）作箱內的的（de）電位器調整水泵轉（zhuǎn）速，即（jí）調整乳化壓力（lì）。自（zì）動加藥控（kòng）製是根據入浮流量與入（rù）浮濃度的檢測結果，控製起泡劑與捕收劑的加（jiā）入。乳（rǔ）化器的工作原理如圖 1 所示。
2 控製原理及功能
2. 1 藥（yào）劑自動添加（jiā）原（yuán）理
藥劑添加是浮選生產中的重要環節，其添加量的大小、準確與否和油醇配比等都直接（jiē）影響產品的質量、效（xiào）果及經濟效益。傳統浮選司機憑經（jīng）驗調節油嘴加（jiā）藥，沒有做到定量，在流量、濃度、煤質發生變化時，不能及（jí）時調節，產品質量難以保證，尾礦跑粗（cū）現象嚴重。
STD － Ⅲ型浮選工藝參數自動測控係統通過雙膜盒差壓計測量原礦（kuàng）漿濃度; 采用插入式電磁流量計測量原礦漿流量，由 PLC 計（jì）算出（chū）入浮幹煤泥量和藥劑的瞬時添加量，用變頻式計量泵完成浮選藥劑的（de）添加。通過上位機還可以打印小時、班、天（tiān）及月的運行數（shù）據，更加有利於生產管理及技術（shù）分析，藥劑自動原理（lǐ）如圖 2 所示，k1、k2、k3 是計算修正參數。以 PID 算法為核心，通過優化控製程序計算出藥劑（jì）給定量，在捕收劑和起泡劑管道上分別安裝（zhuāng）藥（yào）劑測量裝置，用於檢測（cè）藥劑（jì）的添加量。當藥劑測量值小於藥劑給（gěi）定量（liàng）時，PID 輸出（chū）增大，反之則減小。加藥泵變頻器控製原理如圖 3 所示。
2. 2 改變藥強控製浮選精煤灰（huī）分
在控製係（xì）統中，通（tōng）過對入浮（fú）礦漿的流量、濃度檢測，計算出入浮的煤泥量，根據人工設定的（de）藥劑加入量（liàng）/噸煤泥，計算出起泡劑和捕收劑的加入量，然後通過在線乳化，分別送（sòng）到（dào）礦漿預處理器和浮選機各室。調節藥強旋（xuán）鈕可以改變噸煤耗油量，這樣選煤廠可根據客戶要求，方便生產出不同灰分等級的浮選精煤（méi）產品。
2. 3 乳化器構成及操作
射流泵可產生一定（dìng）壓力，通過文李氏管將藥劑吸入（rù），並和水形成（chéng）乳化液。
電氣操作箱（xiāng）通過對電機頻率的調整可使射流泵改變（biàn）供水壓力，即達到（dào）調整（zhěng）乳化效果。操（cāo）作箱（xiāng）上有（yǒu）啟動、停止按鈕，可控製射流泵的運行，操作箱內部有（yǒu）一（yī）個電位器，可用來調節射流泵電機的轉速，即調節射流泵產生的（de）水壓力，可通過乳化器上的壓力表觀察（chá），一般壓力調節到 0. 25 ～ 0. 4 MPa 之間即可，在變頻器的小（xiǎo）顯示屏上可查看運轉速度，電機電流等參數。
在乳化裝置的進水管處應（yīng）安裝有閥（fá）門，工作（zuò）前將該進水閥們打開，然後開啟操作箱（xiāng）的啟動按鈕，注意觀察供水壓力（lì），通常在（zài） 0. 25 ～ 0. 5 MPa 範圍（wéi）內調整（zhěng） (注意觀察乳化效果) 調整射流（liú）泵壓力。該裝置停止時，按操作箱上的停止按鈕，關閉進水閥門。
係統的控製櫃、操作台和現場儀表在布線時（shí），要信號線與動力（lì）線嚴格分開，無（wú）法分開的地（dì）方控製線要求穿管，以（yǐ）防動力電源幹擾控製（zhì）信號。
2. 4 參（cān）數設定操作
係統具有電腦（nǎo）操作（zuò）和控製櫃手動操作，而電腦操（cāo）作又有手動和自動兩種方式，在自（zì）動狀態（tài）下有測量參（cān）數的實（shí）際值和人工（gōng）給定值得選擇。手（shǒu）動運行是通過（guò）拖動鼠標（biāo）條改變藥劑量的添加（jiā）。選擇自動時係統是根（gēn）據（jù）流量、濃度、起泡劑設定、捕（bǔ）收劑設（shè）定，自動（dòng）確定藥劑的加入量（liàng），此時手動（dòng）拖動鼠標條是沒用的。藥劑比是由捕收劑除起泡劑運算所得，在自（zì）動運行時，需**調整起泡劑設定和捕收劑設定。
3 結語
以呂家坨選煤廠應用前後的對比，在正確使用的情況下，除穩定產品煤質量、縮小（xiǎo）精煤灰分區間外，回收 率 可 提 高 1 ～ 1. 5 個（gè） 百 分 點，以 選 煤 廠(3. 0 Mt /a) 年（nián）處理60 萬（wàn） t 浮選煤泥計算，可多產出（chū）商品煤 0. 6 ～0. 9 萬 t ，按噸精（jīng）煤（méi）中煤差價 500 元計算，可增加（jiā）收入300 ～450 萬元 ; 另外還（hái）使（shǐ）浮選藥劑的消（xiāo）耗（hào）下降了 10 ～15 個百分（fèn）點，節省藥劑 180 ～ 270萬元。浮選自動加藥及乳化控製係統實現了浮選生產過程中參數的精確（què）實時檢測、內部數（shù）據浮點運（yùn）算及精準的藥劑加入量自動控製，實時在線的藥（yào）劑乳化及加入，降低浮選藥劑消耗、穩（wěn）定了浮選精煤灰（huī）分、提高了（le）浮選精煤產率、減輕了工人勞（láo）動強度。該係統通過多種網絡接口可（kě）實現與全廠自動化係統的數據共享（xiǎng），下一步可結合浮選精煤灰分和尾礦灰分的測量，采用大數據處（chù）理技術構建浮選灰分智能控製閉環，實現（xiàn）浮選精煤（méi）灰分的在線（xiàn）測控，對提高選煤（méi）廠的運行質（zhì）量和經濟效益有較大的意義。