使用管道式流量計監測浮選係統提高藥劑消（xiāo）耗的準確性（xìng）
點擊次數：2257 發布時間：2021-01-03 08:49:57
摘（zhāi）要: 針對浮選成本（běn）高（gāo）、效率低，浮選精煤質量難以保證的問題（tí），呂家坨選煤廠的浮選自動加藥及乳化控製係統采用以 S7 － 300 PLC 為控製器，用管道式流量計和煤泥濃度計分別檢測（cè）進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（shí）準確的對藥劑實施乳化和（hé）加入。生產實踐（jiàn）表明，控製軟（ruǎn）件采用人工智能技術並結合數（shù）字濾波，使測量、計算數據存儲數據曲線，藥劑消耗量準確可靠（kào）。
開灤能源化工股份有限公司呂家坨選煤廠(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、浮選聯合工藝，該廠浮（fú）選工藝為原生煤泥和重介分流煤泥進入（rù） 2 個煤泥（ní）混料桶，然後進入（rù） 2 個礦漿預處理器（qì），1 個礦漿預處理器供料2 個浮選機，4 個浮選機的精礦進入再選預處（chù）理（lǐ）器，供再（zài）選浮選機。呂家坨選煤廠煤泥水量大，浮選係統設（shè）備多（duō）、工藝複雜，每班操作人員少，實現其全麵（miàn）自動化控製是非常必要的。
浮（fú）選是洗（xǐ）選 ＜ 0. 5 mm 煤泥*有效的方法，利用浮選可以降（jiàng）低煤泥的灰分和硫分。在我國，煤（méi）泥（ní）浮選的（de）處理量一般占全部入（rù）選量的 20% 左右。因 此，在煤炭潔淨生產中，強化、優（yōu）化浮選過程是一個十分重（chóng）要的環節（jiē）。傳（chuán）統的浮選生（shēng）產都是依靠浮選司機經驗操作，生產效（xiào）率較低，一些主要工藝參數，如（rú）礦漿流量、礦漿（jiāng）濃度、藥劑添加、尾礦灰分等都沒有做到實時定量。人工（gōng）操作相對於自動加藥和乳化（huà）作業既不準確也不及時，造成（chéng）浮（fú）選成本高、效率低，浮選精煤質量難以保證。對該過程實（shí）現自動控製，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（gōng）作環境和降低工人的（de）勞動強度（dù）。
浮選自動加藥及乳化控製（zhì）係統對穩定浮選精煤灰分，提高藥劑分散度（dù）及顆粒接觸麵積起到了一定的（de）作（zuò）用，獲得了較好的經濟效益和社會效益，也是選煤廠實現人工智能控製的有效單元。
1 硬件構成
該係統設有（yǒu）自動控製櫃（guì），配（pèi）有工業控製計算機和礦漿濃度計、流量計、藥劑（jì）計量泵、藥劑乳化裝置等單元（yuán）組成，根據選（xuǎn）煤廠浮選工藝的設計，在操作麵板和工控機（jī）均設有起泡劑（jì）和捕收劑的設定旋鈕電位器，旋（xuán）鈕設定隻針對噸幹煤（méi）泥的藥比，且具有全部的手（shǒu）、自動操（cāo）作裝（zhuāng）置。儀表（biǎo）櫃內裝有（yǒu）流（liú）量計和濃度計等二次檢測（cè）儀表，乳（rǔ）化（huà）器的操（cāo）作及控製在裝置本身上。開關電源、隔離模塊、PLC 等安裝在操作台內部，為提高係統的可靠性，所有控製和信號線纜全部采用 ＲVVP － 銅芯聚（jù）氯乙烯絕緣屏蔽型護套軟電纜，該電纜外（wài）層有較密（mì）的銅網屏蔽，信號穩定可靠。
1. 1 PLC 可編程序控製器
係統控製（zhì）核心由西門子 S7 － 300 的 CPU 及模擬量（liàng）、數字（zì）量輸入∕輸出模塊組成，輸（shū）入∕輸出通道均采取（qǔ）光（guāng）電隔離等措施，大大提高了係統的抗幹擾性能，可穩定工作在較惡劣的生產（chǎn）環境中。軟件采用 SIEMENS STEP7 6. 0 編程，用戶界麵全部漢（hàn）化，各功能采用菜單提示，界麵友好（hǎo），易於操作。控（kòng）製（zhì）程序主要完（wán）成的功能（néng）: 數據采集、數字濾波、控製模型（xíng）運（yùn）算（suàn）、PID 輸出、存貯、顯示生（shēng）產主（zhǔ）要工（gōng）藝（yì）參數及運行曆史曲線。呂家坨選煤廠采用 3 台礦漿預處理器、6 台 16 m3機械攪拌式浮選機，分兩期施工，在軟（ruǎn）件設計時采用兩台 PLC 並行運行方式，兩台控製櫃（guì）分別控製南（nán）北浮選係統和新係統，內部含有 SIEMENS S7 － 300 係列 PLC，ABB 變頻器。計算機組成網絡係統，與兩（liǎng）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（pín）器直接接線到計量泵電動機。輸（shū）入信號（hào）是兩台流量計、兩台濃度（dù）計，是 4 ～ 20 mADC 信號。控製櫃采用（yòng） 380VAC 動力電源。
1. 2 管道式（shì）流量計
流量計一（yī）般采用電磁（cí）式結構，根據現場（chǎng）工藝狀況，分別在原礦漿管道和稀釋（shì）水管道上，根據管（guǎn）徑選用不同的規格，管徑一般在100 ～ 500 mm 之 間。本係統采用 LZD 一體防爆型管道式（shì）流量計，整體設計符合 GB 3836-2000 爆炸性氣體使用環境要求，儀器儀表特點為: **的單片機智能化管理，分流量段進行修正，確保（bǎo）流量計（jì）量的（de）準確性與穩定性; 傳感器測量管（guǎn）內無活動及阻流部件，因此無壓力損（sǔn）失，無阻塞; 合理選用襯裏材料及電*材料，可實（shí）現良好的耐腐蝕性和耐磨性; 測（cè）量不受液體的密度、粘度（dù）、溫度（dù）、壓力和（hé）電導率（lǜ）變（biàn）化的影響; 低頻矩形波勵磁，不受工頻及現場各種雜散幹擾的影響，工作穩定（dìng）可靠; 不（bú）受流體方向影響，正、反向均可（kě）準（zhǔn）確計量; 高阻快速響應電路，無（wú）失真采（cǎi）集微弱信號和快速反應流量變（biàn）化; 寬量程比 (0. 3 ～ 10 m /s)，滿量程流速範圍寬; 具有小信號切（qiē）除功能，用戶（hù）可通過設置切除幹擾性小流量; 大屏幕多參數（shù）同步顯示，瞬時流量、流速（sù）、正負向累計總量以及報警提示等; 故障自診斷功能，當流量計工作異常時，測量界（jiè）麵顯示故障部位及（jí）報警; 紅外遙控功能、磁（cí）力感應式非接觸操作以及按鍵接觸操作，操作（zuò）多樣、方便。測量精度可達（dá） 1. 5% ，相（xiàng）對濕度在 5% ～ 95% 之（zhī）間。
安裝方向可垂直、水平、傾斜，但水平安裝時要求二電*的中心軸線處（chù）於水平狀（zhuàng）態，安裝應保（bǎo）證測（cè）量（liàng）管內能充滿介質，不能（néng）有不滿管現象（xiàng）或有大量氣泡通過傳感器。對於液固兩相（xiàng）介質，*好（hǎo）是垂（chuí）直安裝，流體自下而上流動。這樣既可避（bì）免固體顆粒在測量管中沉積（jī），又使襯裏的磨損均勻，延長使用壽命。為了避（bì）免在安裝後形成旋渦流，應保證（zhèng）連接管、密封件、接地環及（jí）感（gǎn）應器這四者同心連接，不（bú）要相互錯開。要求前置直（zhí）管段長為 5 倍管道內徑，後置直管段長為（wéi） 3 倍管道內徑。
1. 3 濃度計
濃度計一般分為同位素濃度（dù）計和雙膜盒差（chà）壓濃度計。雖然同位素濃（nóng）度計的測量精（jīng）度較高，但由於價格昂貴難（nán）於維護和管理，目前現場（chǎng）一般（bān）推薦使用雙膜盒式（shì）濃度計，該儀表安裝（zhuāng）容（róng）易、使用安全和（hé）易於管理，實踐證（zhèng）明這（zhè）種方式的濃度計也能滿足生產要求（qiú）。選煤廠浮選生產中，入浮濃度是（shì）一個重要參數，它直接關係到洗選效果與精煤產率。*佳入浮濃度由小浮選試驗得出，多數選煤廠（chǎng）*佳（jiā）入浮濃度在 80 ～ 120 g /L 之間。主要技術參數為: 測量精度為 0. 25% ，通（tōng）過儀表（biǎo）量程的遷（qiān）移，選取密度測量變化（huà）範（fàn）圍為 1 000 ～ 1 200 g /L 的上下限值，對應測量信號為 4 ～ 20 mA，實（shí）際誤差應在±0. 5 g /L。管徑範圍為 0 ～ 750 mm，環境溫（wēn）度為 － 10 ～ 50 ℃。
1. 4 變頻式藥（yào）劑計量泵
計量泵（bèng）在市場上有多種方式（shì），其流量調節基本（běn）有兩種: 一是調節泵（bèng）的柱塞行程長度; 二是采用變頻器改變電源頻率調節泵速，後者便於實現流量的控製和計算機管理。主要技術（shù）參數為: 測量精度（dù）為±1% ，測量範圍為（wéi） 0 ～ 300 L /h 可調（diào），環境（jìng）溫度為（wéi）－ 10 ～ 50 ℃。
1. 5 單一藥劑乳化（huà）器
選煤廠浮選藥劑乳化裝置是將藥劑和水製（zhì）成乳化液，實現（xiàn）藥劑的合理使用，將對浮選效果和節約藥劑起到（dào）一（yī）定（dìng）的作用。在使用中可根據（jù）藥劑和水（shuǐ）的配製比例觀（guān）察藥劑的乳化效（xiào）果，通過乳化器操作箱（xiāng）內（nèi）的的電位器調整水泵（bèng）轉速（sù），即調整乳化壓力。自動加藥控製是根據入浮流量與入浮濃（nóng）度的檢測結果，控製起泡劑（jì）與捕收劑的加入。乳化器的工作（zuò）原理如圖 1 所示。
2 控製原理及功能
2. 1 藥劑自動添加（jiā）原理
藥劑添加是浮選生產（chǎn）中的重要環節，其添加量（liàng）的大（dà）小、準確與（yǔ）否和油醇配比等都直接影響產品的質量（liàng）、效果及經濟效（xiào）益。傳統浮選司（sī）機憑經驗調節油嘴（zuǐ）加藥，沒有做到定量，在流量、濃度、煤質發生變化（huà）時（shí），不能及時調節，產品質量難以保證，尾礦跑粗現象嚴重。
STD － Ⅲ型浮選工（gōng）藝參數自動測控係統通過雙膜盒差壓計測量原礦漿濃度; 采用管道式流量計測量原（yuán）礦漿流量，由 PLC 計算出入（rù）浮幹煤泥（ní）量和藥劑的（de）瞬時添加量，用變頻式計量泵完成浮選藥（yào）劑的添加。通過上位機還可以打印小時、班、天及（jí）月的運行數據，更加有利於生產管理及技（jì）術分析，藥劑自動原理如圖 2 所示，k1、k2、k3 是計算修正參數。以 PID 算法（fǎ）為核心，通過優化控製程序計算（suàn）出藥劑給定量，在捕收劑和起泡劑管（guǎn）道上分別安裝藥劑測量裝置，用於檢測藥劑的添加量。當藥劑測（cè）量值小於藥劑給定（dìng）量時，PID 輸（shū）出（chū）增大，反（fǎn）之則減小（xiǎo）。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分
在控製係統中，通（tōng）過對入浮礦漿的流量、濃度檢測（cè），計算出入浮的煤泥量，根據人工設定的藥（yào）劑加入量/噸煤泥，計（jì）算出起泡劑和（hé）捕收劑的加入量，然後（hòu）通過在線乳化，分（fèn）別送到礦漿預處（chù）理器和浮選機各室。調節藥強旋鈕可以改變噸煤耗油量，這樣選煤廠（chǎng）可根據客戶要求（qiú），方便生（shēng）產（chǎn）出不同灰分等級的浮選精煤產品。
2. 3 乳化（huà）器構成及操作（zuò）
射（shè）流泵可產生一定壓力，通過文李氏管將藥劑吸入，並和水形成乳化液（yè）。
電氣操作箱（xiāng）通過（guò）對電機頻率的調（diào）整（zhěng）可使射流泵改（gǎi）變供水壓力，即達到調整乳化效果。操作箱上有啟動、停止按鈕，可控製射流泵的運行，操作箱內部有一個（gè）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水（shuǐ）壓力，可通過乳化器上的壓力表觀察，一般壓力調節到 0. 25 ～ 0. 4 MPa 之間即可，在變頻器的小顯示屏上可查看運轉速（sù）度，電機電流等參數。
在（zài）乳化裝置的進水管處應安裝有閥門，工作（zuò）前將該（gāi）進水閥們打開，然後開（kāi）啟操作箱（xiāng）的啟動按鈕，注意觀察供水壓力，通常在（zài） 0. 25 ～ 0. 5 MPa 範圍內調整 (注意觀察乳化效果) 調整（zhěng）射流泵壓力。該裝置停止時，按操作箱上的（de）停止按鈕，關閉進水閥門。
係（xì）統的控製櫃、操作台和現場儀（yí）表（biǎo）在布線時，要信號線與動力線嚴格分（fèn）開，無法分開的地方控製（zhì）線要求穿管，以防動力電源幹擾（rǎo）控製信號。
2. 4 參數設定操作（zuò）
係統具有電腦操作和控（kòng）製櫃手動操（cāo）作，而電腦操作又有手動和（hé）自動兩種方式，在自動狀態下有測量參數的實際值（zhí）和人工給定值得選擇。手動運行是通過拖（tuō）動鼠標條改變藥劑量的添（tiān）加。選擇自（zì）動時係統是根據流量、濃度、起（qǐ）泡劑設定、捕收劑設定，自動確定藥劑（jì）的加（jiā）入量，此時手動拖動鼠標條是沒用的。藥（yào）劑比是由捕收劑除（chú）起泡劑運算所得（dé），在自動（dòng）運行時，需**調整起泡劑（jì）設定和捕收劑設（shè）定（dìng）。
3 結語
以呂（lǚ）家坨選煤廠應用前後的對比，在正（zhèng）確使用的情況下，除穩定產品煤質量、縮小精煤灰分（fèn）區間外，回收（shōu） 率 可 提 高（gāo） 1 ～ 1. 5 個 百 分（fèn） 點，以 選 煤 廠(3. 0 Mt /a) 年處理60 萬 t 浮選煤泥計算，可多產出（chū）商品煤 0. 6 ～0. 9 萬 t ，按噸精煤中煤差價 500 元計（jì）算，可增加收入300 ～450 萬（wàn）元 ; 另外還使浮選藥劑的消耗（hào）下降了 10 ～15 個百分點，節省藥（yào）劑 180 ～ 270萬元。浮選自（zì）動加藥（yào）及乳化控製係統實現了浮選生產過程中參數的精確實時（shí）檢測、內部（bù）數據（jù）浮點（diǎn）運算及精準的藥劑加入量（liàng）自動（dòng）控製，實時在線的（de）藥劑乳化及加入（rù），降低浮選藥劑消耗、穩定了浮選精煤灰分、提高了浮選精煤產率、減輕了工人勞動強度（dù）。該係統通過多種網絡接口可實現與全廠自動化係統的數據共享，下一步可結合浮選精煤（méi）灰分和尾礦灰分的測量，采用大數據（jù）處理技術構建浮選灰分智能控製閉環，實現浮選精煤灰分的在線測控，對提高選（xuǎn）煤廠的運行（háng）質量和經濟效（xiào）益有較大的意義。
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開灤能源化工股份有限公司呂家坨選煤廠(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、浮選聯合工藝，該廠浮（fú）選工藝為原生煤泥和重介分流煤泥進入（rù） 2 個煤泥（ní）混料桶，然後進入（rù） 2 個礦漿預處理器（qì），1 個礦漿預處理器供料2 個浮選機，4 個浮選機的精礦進入再選預處（chù）理（lǐ）器，供再（zài）選浮選機。呂家坨選煤廠煤泥水量大，浮選係統設（shè）備多（duō）、工藝複雜，每班操作人員少，實現其全麵（miàn）自動化控製是非常必要的。
浮（fú）選是洗（xǐ）選 ＜ 0. 5 mm 煤泥*有效的方法，利用浮選可以降（jiàng）低煤泥的灰分和硫分。在我國，煤（méi）泥（ní）浮選的（de）處理量一般占全部入（rù）選量的 20% 左右。因 此，在煤炭潔淨生產中，強化、優（yōu）化浮選過程是一個十分重（chóng）要的環節（jiē）。傳（chuán）統的浮選生（shēng）產都是依靠浮選司機經驗操作，生產效（xiào）率較低，一些主要工藝參數，如（rú）礦漿流量、礦漿（jiāng）濃度、藥劑添加、尾礦灰分等都沒有做到實時定量。人工（gōng）操作相對於自動加藥和乳化（huà）作業既不準確也不及時，造成（chéng）浮（fú）選成本高、效率低，浮選精煤質量難以保證。對該過程實（shí）現自動控製，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（gōng）作環境和降低工人的（de）勞動強度（dù）。
浮選自動加藥及乳化控製（zhì）係統對穩定浮選精煤灰分，提高藥劑分散度（dù）及顆粒接觸麵積起到了一定的（de）作（zuò）用，獲得了較好的經濟效益和社會效益，也是選煤廠實現人工智能控製的有效單元。
1 硬件構成
該係統設有（yǒu）自動控製櫃（guì），配（pèi）有工業控製計算機和礦漿濃度計、流量計、藥劑（jì）計量泵、藥劑乳化裝置等單元（yuán）組成，根據選（xuǎn）煤廠浮選工藝的設計，在操作麵板和工控機（jī）均設有起泡劑（jì）和捕收劑的設定旋鈕電位器，旋（xuán）鈕設定隻針對噸幹煤（méi）泥的藥比，且具有全部的手（shǒu）、自動操（cāo）作裝（zhuāng）置。儀表（biǎo）櫃內裝有（yǒu）流（liú）量計和濃度計等二次檢測（cè）儀表，乳（rǔ）化（huà）器的操（cāo）作及控製在裝置本身上。開關電源、隔離模塊、PLC 等安裝在操作台內部，為提高係統的可靠性，所有控製和信號線纜全部采用 ＲVVP － 銅芯聚（jù）氯乙烯絕緣屏蔽型護套軟電纜，該電纜外（wài）層有較密（mì）的銅網屏蔽，信號穩定可靠。
1. 1 PLC 可編程序控製器
係統控製（zhì）核心由西門子 S7 － 300 的 CPU 及模擬量（liàng）、數字（zì）量輸入∕輸出模塊組成，輸（shū）入∕輸出通道均采取（qǔ）光（guāng）電隔離等措施，大大提高了係統的抗幹擾性能，可穩定工作在較惡劣的生產（chǎn）環境中。軟件采用 SIEMENS STEP7 6. 0 編程，用戶界麵全部漢（hàn）化，各功能采用菜單提示，界麵友好（hǎo），易於操作。控（kòng）製（zhì）程序主要完（wán）成的功能（néng）: 數據采集、數字濾波、控製模型（xíng）運（yùn）算（suàn）、PID 輸出、存貯、顯示生（shēng）產主（zhǔ）要工（gōng）藝（yì）參數及運行曆史曲線。呂家坨選煤廠采用 3 台礦漿預處理器、6 台 16 m3機械攪拌式浮選機，分兩期施工，在軟（ruǎn）件設計時采用兩台 PLC 並行運行方式，兩台控製櫃（guì）分別控製南（nán）北浮選係統和新係統，內部含有 SIEMENS S7 － 300 係列 PLC，ABB 變頻器。計算機組成網絡係統，與兩（liǎng）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（pín）器直接接線到計量泵電動機。輸（shū）入信號（hào）是兩台流量計、兩台濃度（dù）計，是 4 ～ 20 mADC 信號。控製櫃采用（yòng） 380VAC 動力電源。
1. 2 管道式（shì）流量計
流量計一（yī）般采用電磁（cí）式結構，根據現場（chǎng）工藝狀況，分別在原礦漿管道和稀釋（shì）水管道上，根據管（guǎn）徑選用不同的規格，管徑一般在100 ～ 500 mm 之 間。本係統采用 LZD 一體防爆型管道式（shì）流量計，整體設計符合 GB 3836-2000 爆炸性氣體使用環境要求，儀器儀表特點為: **的單片機智能化管理，分流量段進行修正，確保（bǎo）流量計（jì）量的（de）準確性與穩定性; 傳感器測量管（guǎn）內無活動及阻流部件，因此無壓力損（sǔn）失，無阻塞; 合理選用襯裏材料及電*材料，可實（shí）現良好的耐腐蝕性和耐磨性; 測（cè）量不受液體的密度、粘度（dù）、溫度（dù）、壓力和（hé）電導率（lǜ）變（biàn）化的影響; 低頻矩形波勵磁，不受工頻及現場各種雜散幹擾的影響，工作穩定（dìng）可靠; 不（bú）受流體方向影響，正、反向均可（kě）準（zhǔn）確計量; 高阻快速響應電路，無（wú）失真采（cǎi）集微弱信號和快速反應流量變（biàn）化; 寬量程比 (0. 3 ～ 10 m /s)，滿量程流速範圍寬; 具有小信號切（qiē）除功能，用戶（hù）可通過設置切除幹擾性小流量; 大屏幕多參數（shù）同步顯示，瞬時流量、流速（sù）、正負向累計總量以及報警提示等; 故障自診斷功能，當流量計工作異常時，測量界（jiè）麵顯示故障部位及（jí）報警; 紅外遙控功能、磁（cí）力感應式非接觸操作以及按鍵接觸操作，操作（zuò）多樣、方便。測量精度可達（dá） 1. 5% ，相（xiàng）對濕度在 5% ～ 95% 之（zhī）間。
安裝方向可垂直、水平、傾斜，但水平安裝時要求二電*的中心軸線處（chù）於水平狀（zhuàng）態，安裝應保（bǎo）證測（cè）量（liàng）管內能充滿介質，不能（néng）有不滿管現象（xiàng）或有大量氣泡通過傳感器。對於液固兩相（xiàng）介質，*好（hǎo）是垂（chuí）直安裝，流體自下而上流動。這樣既可避（bì）免固體顆粒在測量管中沉積（jī），又使襯裏的磨損均勻，延長使用壽命。為了避（bì）免在安裝後形成旋渦流，應保證（zhèng）連接管、密封件、接地環及（jí）感（gǎn）應器這四者同心連接，不（bú）要相互錯開。要求前置直（zhí）管段長為 5 倍管道內徑，後置直管段長為（wéi） 3 倍管道內徑。
1. 3 濃度計
濃度計一般分為同位素濃度（dù）計和雙膜盒差（chà）壓濃度計。雖然同位素濃（nóng）度計的測量精（jīng）度較高，但由於價格昂貴難（nán）於維護和管理，目前現場（chǎng）一般（bān）推薦使用雙膜盒式（shì）濃度計，該儀表安裝（zhuāng）容（róng）易、使用安全和（hé）易於管理，實踐證（zhèng）明這（zhè）種方式的濃度計也能滿足生產要求（qiú）。選煤廠浮選生產中，入浮濃度是（shì）一個重要參數，它直接關係到洗選效果與精煤產率。*佳入浮濃度由小浮選試驗得出，多數選煤廠（chǎng）*佳（jiā）入浮濃度在 80 ～ 120 g /L 之間。主要技術參數為: 測量精度為 0. 25% ，通（tōng）過儀表（biǎo）量程的遷（qiān）移，選取密度測量變化（huà）範（fàn）圍為 1 000 ～ 1 200 g /L 的上下限值，對應測量信號為 4 ～ 20 mA，實（shí）際誤差應在±0. 5 g /L。管徑範圍為 0 ～ 750 mm，環境溫（wēn）度為 － 10 ～ 50 ℃。
1. 4 變頻式藥（yào）劑計量泵
計量泵（bèng）在市場上有多種方式（shì），其流量調節基本（běn）有兩種: 一是調節泵（bèng）的柱塞行程長度; 二是采用變頻器改變電源頻率調節泵速，後者便於實現流量的控製和計算機管理。主要技術（shù）參數為: 測量精度（dù）為±1% ，測量範圍為（wéi） 0 ～ 300 L /h 可調（diào），環境（jìng）溫度為（wéi）－ 10 ～ 50 ℃。
1. 5 單一藥劑乳化（huà）器
選煤廠浮選藥劑乳化裝置是將藥劑和水製（zhì）成乳化液，實現（xiàn）藥劑的合理使用，將對浮選效果和節約藥劑起到（dào）一（yī）定（dìng）的作用。在使用中可根據（jù）藥劑和水（shuǐ）的配製比例觀（guān）察藥劑的乳化效（xiào）果，通過乳化器操作箱（xiāng）內（nèi）的的電位器調整水泵（bèng）轉速（sù），即調整乳化壓力。自動加藥控製是根據入浮流量與入浮濃（nóng）度的檢測結果，控製起泡劑（jì）與捕收劑的加入。乳化器的工作（zuò）原理如圖 1 所示。
2 控製原理及功能
2. 1 藥劑自動添加（jiā）原理
藥劑添加是浮選生產（chǎn）中的重要環節，其添加量（liàng）的大（dà）小、準確與（yǔ）否和油醇配比等都直接影響產品的質量（liàng）、效果及經濟效（xiào）益。傳統浮選司（sī）機憑經驗調節油嘴（zuǐ）加藥，沒有做到定量，在流量、濃度、煤質發生變化（huà）時（shí），不能及時調節，產品質量難以保證，尾礦跑粗現象嚴重。
STD － Ⅲ型浮選工（gōng）藝參數自動測控係統通過雙膜盒差壓計測量原礦漿濃度; 采用管道式流量計測量原（yuán）礦漿流量，由 PLC 計算出入（rù）浮幹煤泥（ní）量和藥劑的（de）瞬時添加量，用變頻式計量泵完成浮選藥（yào）劑的添加。通過上位機還可以打印小時、班、天及（jí）月的運行數據，更加有利於生產管理及技（jì）術分析，藥劑自動原理如圖 2 所示，k1、k2、k3 是計算修正參數。以 PID 算法（fǎ）為核心，通過優化控製程序計算（suàn）出藥劑給定量，在捕收劑和起泡劑管（guǎn）道上分別安裝藥劑測量裝置，用於檢測藥劑的添加量。當藥劑測（cè）量值小於藥劑給定（dìng）量時，PID 輸（shū）出（chū）增大，反（fǎn）之則減小（xiǎo）。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分
在控製係統中，通（tōng）過對入浮礦漿的流量、濃度檢測（cè），計算出入浮的煤泥量，根據人工設定的藥（yào）劑加入量/噸煤泥，計（jì）算出起泡劑和（hé）捕收劑的加入量，然後（hòu）通過在線乳化，分（fèn）別送到礦漿預處（chù）理器和浮選機各室。調節藥強旋鈕可以改變噸煤耗油量，這樣選煤廠（chǎng）可根據客戶要求（qiú），方便生（shēng）產（chǎn）出不同灰分等級的浮選精煤產品。
2. 3 乳化（huà）器構成及操作（zuò）
射（shè）流泵可產生一定壓力，通過文李氏管將藥劑吸入，並和水形成乳化液（yè）。
電氣操作箱（xiāng）通過（guò）對電機頻率的調（diào）整（zhěng）可使射流泵改（gǎi）變供水壓力，即達到調整乳化效果。操作箱上有啟動、停止按鈕，可控製射流泵的運行，操作箱內部有一個（gè）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水（shuǐ）壓力，可通過乳化器上的壓力表觀察，一般壓力調節到 0. 25 ～ 0. 4 MPa 之間即可，在變頻器的小顯示屏上可查看運轉速（sù）度，電機電流等參數。
在（zài）乳化裝置的進水管處應安裝有閥門，工作（zuò）前將該（gāi）進水閥們打開，然後開（kāi）啟操作箱（xiāng）的啟動按鈕，注意觀察供水壓力，通常在（zài） 0. 25 ～ 0. 5 MPa 範圍內調整 (注意觀察乳化效果) 調整（zhěng）射流泵壓力。該裝置停止時，按操作箱上的（de）停止按鈕，關閉進水閥門。
係（xì）統的控製櫃、操作台和現場儀（yí）表（biǎo）在布線時，要信號線與動力線嚴格分（fèn）開，無法分開的地方控製（zhì）線要求穿管，以防動力電源幹擾（rǎo）控製信號。
2. 4 參數設定操作（zuò）
係統具有電腦操作和控（kòng）製櫃手動操（cāo）作，而電腦操作又有手動和（hé）自動兩種方式，在自動狀態下有測量參數的實際值（zhí）和人工給定值得選擇。手動運行是通過拖（tuō）動鼠標條改變藥劑量的添（tiān）加。選擇自（zì）動時係統是根據流量、濃度、起（qǐ）泡劑設定、捕收劑設定，自動確定藥劑（jì）的加（jiā）入量，此時手動拖動鼠標條是沒用的。藥（yào）劑比是由捕收劑除（chú）起泡劑運算所得（dé），在自動（dòng）運行時，需**調整起泡劑（jì）設定和捕收劑設（shè）定（dìng）。
3 結語
以呂（lǚ）家坨選煤廠應用前後的對比，在正（zhèng）確使用的情況下，除穩定產品煤質量、縮小精煤灰分（fèn）區間外，回收（shōu） 率 可 提 高（gāo） 1 ～ 1. 5 個 百 分（fèn） 點，以 選 煤 廠(3. 0 Mt /a) 年處理60 萬 t 浮選煤泥計算，可多產出（chū）商品煤 0. 6 ～0. 9 萬 t ，按噸精煤中煤差價 500 元計（jì）算，可增加收入300 ～450 萬（wàn）元 ; 另外還使浮選藥劑的消耗（hào）下降了 10 ～15 個百分點，節省藥（yào）劑 180 ～ 270萬元。浮選自（zì）動加藥（yào）及乳化控製係統實現了浮選生產過程中參數的精確實時（shí）檢測、內部（bù）數據（jù）浮點（diǎn）運算及精準的藥劑加入量（liàng）自動（dòng）控製，實時在線的（de）藥劑乳化及加入（rù），降低浮選藥劑消耗、穩定了浮選精煤灰分、提高了浮選精煤產率、減輕了工人勞動強度（dù）。該係統通過多種網絡接口可實現與全廠自動化係統的數據共享，下一步可結合浮選精煤（méi）灰分和尾礦灰分的測量，采用大數據（jù）處理技術構建浮選灰分智能控製閉環，實現浮選精煤灰分的在線測控，對提高選（xuǎn）煤廠的運行（háng）質量和經濟效（xiào）益有較大的意義。
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