重介质选煤控制设备及其密度控制系统和方法 |
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| 申请号 | CN201010142595.6 | 申请日 | 2010-04-09 | 公开(公告)号 | CN101837320B | 公开(公告)日 | 2013-04-03 |
| 申请人 | 芬雷选煤工程技术(北京)有限公司; | 发明人 | 蒋德胜; 肖海峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于重介质选 煤 控制设备的 密度 控制系统，重介质选煤控制设备包括介质桶(26)和分选设备，二者通过管路(24)连通，密度控制系统包括检测装置(21)、控制装置(22)和调节 阀 (23)，调节阀(23)连通 水 源(28)和管路(24)；检测装置(21)检测调节阀(23)和分选设备之间的管路(24)中的悬浮液的密度；控制装置(22)接收检测密度 信号 ，比较检测密度和预定密度；当检测密度小于预定密度时，控制调节阀(23)的开度减小；当检测密度等于预定密度时，控制调节阀(23)的开度不变；当检测密度大于预定密度时，控制调节阀(23)的开度增大。上述密度控制系统能够降低功耗和生产成本，保证分选出的精煤产品 质量 的 稳定性 。本发明还公开了一种重介质选煤控制设备和一种密度控制方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于重介质选煤控制设备的密度控制系统，所述重介质选煤控制设备包括用于盛装合格介质悬浮液的介质桶(26)，以及用于分选煤的分选设备，二者通过管路(24)连通，所述合格介质悬浮液的密度大于选煤所需的预定密度，其特征在于，所述密度控制系统包括检测装置(21)、控制装置(22)和调节阀(23)，所述调节阀(23)可选择地连通水源(28)和所述管路(24)； |
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| 说明书全文 | 重介质选煤控制设备及其密度控制系统和方法技术领域[0001] 本发明涉及选煤领域，特别是涉及一种用于重介质选煤控制设备的密度控制系统。本发明还涉及一种包括上述密度控制系统的重介质选煤控制设备和一种重介质选煤方法。 背景技术[0002] 随着我国国民经济的高速发展，能源消耗迅速增长，煤炭作为我国的主要能源，其消耗量也在不断增长。 [0003] 为提高煤炭的利用效率和减少对环境的污染，我国正在推行“洁净煤技术计划”。选煤是洁净煤技术的基础，它从根本上改善煤炭产品的质量，提高煤炭的利用效率和减轻对大气及环境的污染，同时还可以明显地提高煤矿企业的经济效益。因此，加快选煤工业的发展是当前煤炭工业的重要任务之一。 [0004] 重介质选煤是现在使用的选煤方法中的一种，由于具有分选精度高等特点，可以获得高质量的精煤和较高的数量效率，因此它能适用于各种可选性的原煤，特别是难选和极难选的煤。 [0005] 重介质选煤的原理是：利用阿基米德定理，小于重介质悬浮液密度的颗粒将在悬浮液中上浮，大于重介质悬浮液密度的颗粒在悬浮液中下沉；因此，在选煤时，使用一种密度高的矿物，磨细后与水掺混在一起，让它在水中悬浮，配成重悬浮液，比如：如果重悬浮液密度为1.5，原煤投入重悬浮液中，那么，密度小于1.5的精煤浮起，密度大于1.5的中煤与矸石沉下，从而实现不同密度的煤的挑选。 [0006] 然而，由于在选煤过程中，由于煤炭上携带的煤泥落入悬浮液中，或者选出的煤炭带走悬浮液的重介质，甚至系统进水等原因，很容易造成悬浮液的密度不断变化，因此，在选煤过程中，控制悬浮液的密度就显得尤为重要。 [0007] 为方便理解，将与重介质选煤相关的专业术语解释如下： [0008] 重介质悬浮液：由颗粒状的固体(重介质)、煤泥和水混配而成的； [0009] 悬浮液密度：重介质的密度和煤泥、液体(水)密度的加权平均值； [0011] 合格介质悬浮液，或称工作悬浮液，简称合格介质：给入分选设备的具有给定密度的悬浮液； [0012] 浓介质悬浮液，简称浓介质：高于合格介质悬浮液密度的悬浮液； [0013] 循环悬浮液：在产品脱介筛第一段筛下获得的，密度接近或等于分选密度的悬浮液； [0014] 悬浮液的稳定性：悬浮液维持自身密度不变的性质； [0015] 循环水：生产系统中重复利用的水； [0016] PID控制：比例积分微分控制； [0017] PLC：可编程控制器。 [0018] 分流：就是用几个支路来分担干路的压力，如同河流分支后干流的水量将减少一样。 [0019] 请参考图1，图1为现有技术中一种典型的重介质选煤控制设备的结构示意图。 [0020] 现有技术的重介质选煤控制设备包括浓介质桶11、介质泵12、合格介质桶13以及密度控制系统，浓介质桶11、介质泵12、分流箱14和合格介质桶13各装置之间通过连接管路连接。密度控制系统包括检测装置、控制装置和分流箱14。 [0021] 工作过程中，浓介质悬浮液在介质泵12的作用下进入分流箱14，分流箱14在控制装置的控制下分别沿着箭头C和箭头B的方向向合格介质桶13和浓介质桶11中分流，进入合格介质桶13的介质在介质泵12的作用下沿箭头D所示的方向进入混料桶(图中未示出)，进行所分选煤炭和悬浮液的混合；进入浓介质桶11的介质进行下一次的泵送和分选。 [0022] 控制过程中，检测装置不断检测合格介质桶13中的悬浮液的密度，得到测量密度信号，并将其传输至控制装置，控制装置比较测量密度和预定密度，当测量密度大于预定密度时，控制装置控制分流箱14不给合格介质桶14的分流，使合格介质桶13内的悬浮液的密度逐渐下降，趋近直至等于给定值；当测量密度等于预定密度时，控制装置控制分流箱14不动作，浓介质悬浮液返回浓介质桶11；当测量密度小于预定密度时，控制装置控制分流箱14增大浓介质悬浮液进入合格介质桶13的分流量，使合格介质桶内的悬浮液的密度逐渐上升，趋近直至等于预定密度。 [0023] 然而由于浓介质悬浮液在生产系统中易产生沉淀，为了防止浓介质悬浮液在生产管路和容器(浓介质桶)中产生沉淀，保证悬浮液的稳定性，在生产过程中必须用泵不断打循环，从而增加了设备及管道的磨损，造成了功耗的增加和生产成本的增加；另一方面，由于检测装置检测的是合格介质桶的悬浮液的密度，当需要增加浓介质悬浮液进入合格介质桶的分流量时，浓介质悬浮液与合格介质悬浮液还需要较长的时间才能够混合均匀，造成了对合格介质桶中的悬浮液的密度调节的滞后和下一时刻检测的不准确性，严重时，还会造成超调，使得合格介质桶中的悬浮液的密度变化较大，系统的调节精度和稳定性较差，造成了分选出的精煤产品质量的不稳定。 [0024] 因此，如何减轻设备以及管道的磨损，降低重介质选煤过程中的功耗和生产成本，提高对悬浮液密度调节的准确性，保证悬浮液的密度的稳定性和分选出的精煤产品质量的稳定性，就成为本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。 发明内容[0025] 本发明的目的是提供一种密度调节系统，该密度控制系统能够减轻设备以及管道的磨损，降低重介质选煤过程中的功耗和生产成本，提高对悬浮液密度调节的准确性，保证悬浮液的密度的稳定性和分选出的精煤产品质量的稳定性。本发明的另一目的是提供一种包括上述密度控制系统的重介质选煤控制设备和一种密度控制方法。 [0026] 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于重介质选煤控制设备的密度控制系统，所述重介质选煤控制设备包括用于盛装合格介质悬浮液的介质桶，以及用于分选煤的分选设备，二者通过管路连通，所述合格介质悬浮液的密度大于选煤所需的预定密度，所述密度控制系统包括检测装置、控制装置和调节阀，所述调节阀可选择地连通水源和所述管路； [0027] 所述检测装置检测所述调节阀和所述分选设备之间的管路中的悬浮液的密度，得到检测密度信号； [0028] 所述控制装置接收所述检测密度信号，并比较所述检测密度和所述预定密度，进而控制所述调节阀的开度； [0029] 当所述检测密度小于所述预定密度时，所述控制装置控制所述调节阀的开度减小；当所述检测密度等于所述预定密度时，所述控制装置控制所述调节阀的开度不变；当所述检测密度大于所述预定密度时，所述控制装置控制所述调节阀的开度增大。 [0030] 优选地，还包括介质泵，所述介质泵的泵入口通过所述管路的第一管路与所述介质桶连通，所述介质泵的泵出口通过所述管路的第二管路与所述分选设备连通；所述调节阀可选择地连通所述水源和所述第一管路。 [0031] 优选地，所述检测装置检测所述泵出口中的悬浮液的密度。 [0033] 优选地，还包括存储装置，用于存储所述检测装置的检测信号和所述控制装置的控制参数。 [0034] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种重介质选煤控制设备，包括如上述任一项所述的密度控制系统。 [0035] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于重介质选煤控制设备的密度控制方法，所述重介质选煤控制设备包括调节阀、用于盛装合格介质悬浮液的介质桶，以及用于分选煤的所述分选设备，二者通过管路连通，所述调节阀可选择地连通所述管路和水源，所述合格介质悬浮液的密度略大于选煤所需的预定密度，包括以下步骤： [0036] 1)检测所述调节阀和所述分选设备之间的管路中的悬浮液的密度； [0037] 2)接收所述检测密度信号，并比较所述检测密度和所述预定密度；当所述检测密度小于所述预定密度时，转向步骤3)；当所述检测密度等于所述预定密度时，转向步骤1)；当所述检测密度大于所述预定密度时，转向步骤4)； [0038] 3)减小所述调节阀的开度； [0039] 4)增大所述调节阀的开度。 [0040] 优选地，在步骤1)中，通过密度传感器检测所述调节阀和所述分选设备之间的管路中的介质的密度。 [0041] 本发明所提供的用于重介质选煤控制设备的密度控制系统，重介质选煤控制设备包括用于盛装合格介质悬浮液的介质桶，以及用于分选煤的分选设备，二者通过管路连通，并保证合格介质悬浮液的密度大于选煤所需的预定密度，密度控制系统包括检测装置、控制装置和调节阀，调节阀可选择地连通水源和管路；控制过程中，检测装置检测调节阀和分选设备之间的管路中的悬浮液的密度，得到检测密度信号；控制装置接收检测密度信号，并比较检测密度和预定密度，进而控制调节阀的开度；当检测密度小于预定密度时，控制装置控制调节阀的开度减小；当检测密度等于预定密度时，控制装置控制调节阀的开度不变；当检测密度大于预定密度时，控制装置控制调节阀的开度增大。可以看出，本发明所提供的密度控制系统是通过调节连通水源和管路的调节阀的开度实现对进入混料桶的悬浮液的密度的控制，控制的对象是水，减小了重介质悬浮液对设备和管道的磨损，降低了系统的维护难度和生产成本；同时，本发明所提供的密度控制系统还消除了浓介质循环系统，避免了浓介质所造成的系统的磨损以及防止浓介质沉淀所造成的功耗，进一步降低了生产成本； 另一方面，由于水分与合格介质都进入管路，并在管路中进行混合，相互混合的水分量和合格介质量的比值较小(与现有技术中分流的部分浓介质与合格介质桶中的合格介质的比值相比)，能够较快地混合，即使调节阀的开度很小，也能够在较短的时间内混合均匀，从而提高了检测装置检测的准确性，以及控制过程的准确度，保证了悬浮液密度的稳定，提高了分选出来的精煤产品质量的稳定性。 [0042] 在另一种优选实施方式中，本发明所提供的用于重介质分选系统的密度控制系统还包括介质泵，其泵入口通过管路的第一管路与介质桶连通，其泵出口通过管路的第二管路与分选设备连通，调节阀可选择地连通水源和第一管路。介质泵的设置减小了对于介质桶的放置位置的限制，水分和合格介质均可以很方便地在介质泵的作用下进入分选设备，另一方面，水分和合格介质还可以在介质泵的作用下更好地混合，提高了二者混合的均匀性。 [0043] 在另一种优选实施方式中，本发明所提供的用于重介质分选系统的密度控制系统检测装置检测所述泵出口中的悬浮液的密度，不仅可以检测经过介质泵作用混合更均匀地悬浮液，提高检测结果的精确性，而且可以在第一时间检测调节后的悬浮液，进而进行下一周期地调节，缩短了调节过程的周期，进一步提高了控制的精确性，从而进一步保证了悬浮液密度的稳定，提高了分选出来的精煤产品质量的稳定性。 [0045] 图1为现有技术中一种典型的重介质选煤控制设备的结构示意图； [0046] 图2为本发明一种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节系统的结构示意图； [0047] 图3为本发明一种具体实施方式所提供的重介质选煤控制设备的结构示意图； [0048] 图4为本发明第二种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节系统的结构示意图； [0049] 图5为本发明一种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节方法的流程示意图。 具体实施方式[0050] 本发明的核心是提供一种密度调节系统，该密度控制系统能够减轻设备以及管道的磨损，降低重介质选煤过程中的功耗和生产成本，提高对悬浮液密度调节的准确性，保证悬浮液的密度的稳定性和分选出的精煤产品质量的稳定性。本发明的另一核心是提供一种包括上述密度控制系统的重介质选煤控制设备和一种密度控制方法。 [0051] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 [0052] 请参考图2和图3，图2为本发明一种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节系统的结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的重介质选煤控制设备的结构示意图。 [0053] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于重介质选煤控制设备的密度控制系统，如图3所示，重介质选煤控制设备包括用于盛装合格介质悬浮液的介质桶26，以及用于分选煤的分选设备(图中所示为用于混合分选煤和悬浮液的混合桶27)，二者通过管路24连通，介质桶26中的合格介质悬浮液的密度大于选煤所需的预定密度；如图2和图3所示，密度控制系统包括检测装置21、控制装置22和调节阀23，调节阀23可选择地连通水源28和管路24。 [0054] 本文所述的预定密度为根据所选煤的密度所确定的密度值，以满足某一等级的煤产品的选择。 [0055] 控制过程中，检测装置21检测调节阀23和分选设备之间的管路24中的悬浮液的密度，得到检测密度信号；控制装置22接收检测密度信号，并比较检测密度和预定密度，进而控制调节阀23的开度；当检测密度小于预定密度时，控制装置22控制调节阀23的开度减小，从而减小了进入循环系统的水分量，使管路24中的悬浮液的密度上升；当检测密度等于预定密度时，控制装置22控制调节阀23的开度不变；当检测密度大于预定密度时，控制装置22控制调节阀23的开度增大，增加进入循环系统的水分量，使管路24中的悬浮液的密度下降。 [0056] 本文所述的减小调节阀23的开度是指根据管路24中的悬浮液的密度与预定密度之间的插值以及介质桶26中的悬浮液的密度，适当减小调节阀23的开度，始终保证管路24中的悬浮液的密度等于预定密度；当然，如果介质桶26中的悬浮液的密度基本等于预定密度，可以使调节阀23的开度为零(即关闭调节阀23)。 [0057] 可以看出，本发明所提供的密度控制系统是通过调节连通水源28和管路24的调节阀23的开度实现对进入分选设备(混料桶)的悬浮液的密度的控制，控制的对象是水，减小了重介质悬浮液对设备和管道的磨损，降低了系统的维护难度和生产成本；同时，与现有技术的控制系统相比，本发明所提供的密度控制系统还消除了浓介质循环系统，避免了浓介质所造成的系统的磨损以及防止浓介质沉淀所造成的功耗，进一步降低了生产成本；另一方面，由于水分与合格介质都进入管路，并在管路中进行混合，相互混合的水分量和合格介质量的比值较小(与现有技术中分流的部分浓介质与合格介质桶中的合格介质的比值相比)，能够较快地混合，即使调节阀23的开度很小，也能够在较短的时间内混合均匀，从而提高了检测装置22检测的准确性，以及控制过程的准确度，保证了悬浮液密度的稳定，提高了分选出来的精煤产品质量的稳定性。 [0058] 在一种具体实施方式中，如图3所示，本发明所提供的用于重介质分选系统的密度控制系统还包括介质泵25，其泵入口通过管路24的第一管路241与介质桶26连通，其泵出口通过管路24的第二管路242与分选设备(图中为混料桶27)连通，调节阀23可选择地连通水源28和第一管路241。 [0059] 这样，介质泵25的设置一方面减小了对于介质桶26的放置位置的限制，水分和合格介质均可以很方便地在介质泵25的作用下进入分选设备，另一方面，水分和合格介质还可以在介质泵25的搅动作用下更好地混合，提高了二者混合的均匀性。 [0060] 在另一种具体实施方式中，本发明所提供的用于重介质分选系统的密度控制系统检测装置21可以检测介质泵25的泵出口中的悬浮液的密度，从而，不仅可以检测经过介质泵25作用混合更均匀地悬浮液，提高检测结果的精确性，而且可以在第一时间检测调节后的悬浮液，进而进行下一周期地调节，缩短了调节过程的周期，进一步提高了控制的精确性，进一步保证了悬浮液密度的稳定，提高了分选出来的精煤产品质量的稳定性。 [0061] 具体地，上述检测装置21可以为密度传感器，这样，可以直接得到被测悬浮液的密度，检测过程简单。 [0062] 请参考图4，图4为本发明第二种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节系统的结构示意图。 [0063] 本发明所提供的用于重介质选煤控制设备的密度控制系统还可以包括存储装置29，用于存储检测装置21的检测信号和控制装置22的控制参数。 [0064] 这样，选煤厂就可以根据每次选煤的参数和所选煤的质量，为下一次的选煤提供参考，不断地提高密度控制系统的可靠性和选煤产品的质量。 [0065] 另外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种重介质选煤控制设备，包括如上述任一项所述的密度控制系统，重介质选煤控制设备的其他结构与现有技术相同，本文不再赘述。 [0066] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于重介质选煤控制设备的密度控制方法。 [0067] 上述重介质选煤控制设备包括调节阀23、用于盛装合格介质悬浮液的介质桶26，以及用于分选煤的分选设备，二者通过管路24连通，调节阀23可选择地连通水源28和管路24；合格介质悬浮液的密度略大于选煤所需的预定密度。 [0068] 请参考图5，图5为本发明一种具体实施方式所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节方法的流程示意图。 [0069] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于重介质选煤控制设备的密度调节方法包括以下步骤： [0070] 步骤S1：检测调节阀21和分选设备之间的管路24中的悬浮液的密度。 [0071] 步骤S2：接收检测密度信号，判断检测密度是否大于预定密度；若是，转向步骤S5；若否，转向步骤S3。 [0072] 步骤S3：判断检测密度是否小于预定密度；若是，转向步骤S4；若否，转向步骤S1。 [0073] 步骤S4：增大调节阀23的开度。 [0074] 步骤S5：减小调节阀23的开度。 [0075] 本发明所提供的密度控制方法是通过调节连通水源28和管路24的调节阀23的开度实现对进入分选设备(混料桶)的悬浮液的密度的控制，控制的对象是水，减小了重介质悬浮液对设备和管道的磨损，降低了系统的维护难度和生产成本；另一方面，由于水分与合格介质都进入管路，并在管路中进行混合，相互混合的水分量和合格介质量的比值较小(与现有技术中分流的部分浓介质与合格介质桶中的合格介质的比值相比)，能够较快地混合，即使调节阀23的开度很小，也能够在较短的时间内混合均匀，从而提高了检测装置22检测的准确性，以及控制过程的准确度，保证了悬浮液密度的稳定，提高了分选出来的精煤产品质量的稳定性。 [0076] 当然，上述步骤S2和步骤S3可以互换，只要能够完成检测密度与预定密度的比较即可。 [0077] 具体地，在步骤S1中，通过密度传感器检测调节阀和分选设备之间的管路24中的介质的密度。这样，可以简化被测悬浮液密度的检测过程。 |
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