选煤用磁选机喷淋水自动控制系统的研究与应用

苏健

摘要：近年来自动化技术不断发展，为人们的生活提供了便利。自动化技术可以大幅降低人工成本，提高设备的工作效率和准确性。对于煤炭洗选生产企业，往往需要多个环节来将煤炭进行分级分选，选煤过程往往以人工干预为主，导致选煤效率大幅降低，人力成本增加；另一方面，在选煤用设备整体自动化和具体改造自动控制方面，设备的集控水平相对不完善，这使得选煤设备的单机和连锁自动化改造仍有一定的空间。由此来看，煤炭洗选技术需要进一步改进，以提高选煤效率，提高煤炭质量。本文对选煤用磁选机的喷淋水卸料进行自动化技术改造，利用传感器、PLC、电磁阀、计算机和网络传输技术实现煤用磁选机喷淋水卸料的自动启停、水量大小调节，从而提高选煤的精度，提高磁选机的自动化水平，达到节约介质的目的，实现选煤厂降本增效。

关键词：选煤厂；喷淋水；自动控制系统；应用；

1我国选煤厂自动化技术现状

选选煤生产仅仅依靠人工进行操作无法达到预期的效率，此时可以借助设备仪器来有效提升选煤工作效率。近些年来，选煤产业在我国得到了快速的发展，选煤工艺的提升对自动化技术提出了更高的要求，仅仅实现事故报警或者在线监测功能的自动化技术已经无法满足实际需求，而是需要全面自动控制选煤过程中的各项参数与生产设备。这就要求必须要实现对整个选煤厂的有效控制，且在提升计算技术的同时，优化和完善选煤厂自动化控制工作，以此来有效提升选煤厂自动化水平。目前我国选煤自动化技术常见的问题，具体如下：第一，我国无法生产很多控制元件，需要大量从国外进口。为确保电气设备的安全稳定运行，就需要选择国外的知名品牌。在选煤生产中，重介质自动化密度控制的精准度尚有待于进一步提升，浮选自动化程度相对比较低，而且在线自动检测技术使用范围得到了进一步的扩大。第二，选煤厂自动控制系统仪表选型不当且设计不合理，尤其是在恶劣环境下传感器无法稳定工作此外，专业技术人员的缺少，也会导致选煤厂自动控制系统无法正常运行。

2磁选机简述

2.1磁选机的结构及分类

磁选机主要由磁系、筒体、磁偏角调整机构、槽体、支架以及传动机构等几大部分组成。其中磁系和筒体由法兰和端盖密封后，组装成永磁滚筒。永磁滚筒是磁选机的最重要部件，通过永磁滚筒不断旋转，将吸附在筒表面的磁性物质带出磁场^［1］。

根据槽体结构的不同，磁选机可分为顺流式、半逆流式、逆流式三种，大多数选煤厂采用的是逆流式磁选机；根据传动机构的不同，磁选机也可分为链传动和齿轮传动；根据电机位置的不同，磁选机又可分为左传动和右传动两种。

2.2磁选机工作原理

矿浆经给矿箱流入槽体后，在给矿管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的给矿区。在磁场的作用，磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团”或“磁链”，“磁团”或“磁链”在矿浆中受磁力作用，向磁极运动，而被吸附在圆筒上。由于磁极的极性沿圆筒旋转方向是交替排列的，并且在工作时固定不动，“磁团”或“磁链”在随圆筒旋转时，由于磁极交替而产生磁搅拌现象，被夹杂在“磁团”或“磁链”中的脉石等非磁性矿物在翻动中脱落下来，最终被吸在圆筒表面的“磁团”或“磁链”即是精矿^［2］。

3磁选机主要存在的问题

目前洗选中心重介选煤系统的介质粉回收全部依靠磁选机进行回收，现场运行存在如下问题：

（1）精矿随圆筒转到磁系边缘磁力最弱处，在聚氨酯刮刀的作用下被卸到精矿槽中。但经过长时间的使用卸料聚氨酯刮刀经过磨损后导致磁选机筒皮始终吸附一层磁铁矿粉不能及时卸料，导致磁选机筒皮和刮刀的磨损，同时导致磁选机精矿的回收率下降，直接导致了重介选煤系统介耗的增加。

(2)磁选机跑介:在停产期间，磁选机喷淋水开关处于关闭状态，车间内进行打水循环时，所有冲地水聚集到稀介质桶，由稀介质泵打至磁选机回收车间介质，由于喷淋水关闭导致磁选机滚筒黏附大量煤泥，影响磁选机的回收效率^［3］。

(3)自动化程度低:每次生产前后，需要人工开启、关闭喷淋水开关。

(4)水资源浪费:在人工操作条件下，常常会因为工作疏忽导致阀门开或者关，而造成不必要的水资源浪费。

4磁选机喷淋水改造、优化

4.1卸料喷淋水改造内容：

针对上述问题，经过现场的研究，根据磁选机的使用工况，在磁选机精矿堰上方筒皮旁加一道喷淋水装置，用DN25的钢管直接与脱泥筛的喷淋水管链接起来，在磁选机筒皮旁每间隔250mm安装一根喷头，在磁选机正常运行时直接将高压水经过喷头喷到磁选机筒皮上，将聚氨酯刮刀为清理下的磁铁矿直接冲进精矿槽，保证磁选机筒皮每次进过磁极区时筒皮干净。

主要特点：

1、筒皮加装喷淋水装置后延长了磁选机筒皮及刮刀的使用寿命，将原来需要三年更换一次的筒皮及管道，延长到现在的的五年更换一次。

2、磁选机精矿槽进入一部分喷淋水稀介液后流到合介桶，可以甩开合介桶上的补水装置，保证合介桶桶位，减少了合介桶自动补水装置故障对生产的影响。

3、磁选机筒皮加装喷淋水装置后减少了磁选机筒皮损坏后的维修次数，减少了合介桶自动补水阀门的维护量，降低了员工的劳动强度。

4.2喷淋水自动化优化

4.2.1优化特点

1. 自动化程度增加:安装电磁阀门，减少职工劳动量，避免出现人为因素带来的不必要的工作量;安装电磁阀，使得磁选机和喷淋水阀门启停一致，在车间需要进行水循环时，直接开启磁选机即可，不需要人工开启，极大地减少了劳动输出^［4］。

2. 有效地改善了磁选机的工作环境，提高了磁选机回收效率。

（3）对磁选机的喷淋水开关进行设计改造，循环水泵在集控操作机开启的情况下，设计改造喷淋水开关，可以实现磁选机和喷淋水开关同步启停，以保证磁选机正常工作环境。

4.2.2磁选机开关自动化的优化设计

在磁选机卸料自动喷洒系统中，自动控制系统是关键，其包括工控机、PLC、电器控制设备等。在工控机中装有RSLogix编程软件、RSView32图形软件和Rslinx通讯软件。工控机和PLC处理器之间通过Control Net网连接。磁选机开启流程。磁选机由主电路回路和控制电路回路同时控制，当集控上位机给定磁选机开启信号时，信号传输到PLC，PLC传输开启信号至中间继电器，中间继电器吸合，接通主接触器线圈，主接触器吸合，启动磁选机。(2)阀门自动化设计优化。在喷淋水管路上安装1个电磁阀，电磁阀接入220V电源，将磁选机主接触器一组常开辅助点串联在电磁阀220V主电路中，当磁选机启动时，常开辅助触点同时闭合，启动电磁阀，当磁选机停机时，常开触点断开，电磁阀关闭^［5］。

5磁选机喷淋水自动控制系统经济效益

以改造4台磁选机为例：

（1）单台焊接磁选机喷淋水装置使用DN25管共计30米，使用DN25管箍4个，DN25球阀4个，铜喷头8根，单台的材料成本共计200元；

（2）磁选机筒皮加装喷淋水后磁选机筒皮的使用寿命可以延长两年，即单台磁选机筒皮每年可节省费用为8000元。

（3）磁选机加装喷淋水后，可以直接对合介桶进行补水，因此可以甩开合介桶自动补水装置，节约自动补水装置每年更换维修阀门的费用约1万元。

（4）磁选机筒皮加装喷淋水装置后可以提高磁选机的精矿回收率，单台磁选机每年可节约磁铁矿粉费用约3万元。

根据初步分析，4台磁选机计算，改造后每年可以节约重介选煤系统的成本合计：（0.8+1+3）×4=19.2万元/年费用开支。

总之，如何提高磁选机精矿的回收率，延长磁选机筒皮及刮刀的使用寿命，以及进一步降低重介质选煤的成本。

结束语

通过实际应用发现喷淋水阀门优化后磁选机回收效率得到提高，滚筒附着黏泥的情况不再发生，达到了最大限度提高磁选机介质回收率的目的，在一定程度上减轻了员工的劳动强度，更好地实现智能化生产，提高了选煤厂自动化水平，保证了选煤厂高效稳定生产，取得了显著应用效果。
参考文献

[1]侯斌斌,解斌.选煤用磁选机喷淋水自动控制系统的研究与应用[J].煤炭加工与综合利用,2020(10):44-45+49.

[2]潘丽荣.选煤厂浮选自动控制系统研究与应用[D].西安科技大学,2019.

[3]闫胜雄.重介选煤工艺存在问题及自动化控制技术优化研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(03):17+43.

[4]白晓渊.选煤厂主要工艺自动化控制技术解析[J].技术与市场,2018,25(12):117-118.

[5]王照宇.选煤系统自动化控制的重要性分析[J].科技与创新,2017(02):97+99.