关于选煤厂生产系统启停车优化的研究

摘 要：为了提高生产效率，减少无必要的设备磨损及电力损耗，降低生产成本，通过对现有系统启停车环节的各类指标统计，寻找优化的可行性措施。对榆家梁洗煤厂各关联设备启停车控制、各生产系统之间的相互切换、单套系统内投入撤出优化、生产不同煤种时单独系统的优化、现有设备如何提高利用率问题等方面展开研究。以此来达到生产效率的提高和生产成本的降低。

关键词：选煤厂；优化；啟停车；生产效率

1 洗煤厂概况

榆家梁洗煤厂原煤加工采用筛分破碎、重介洗选工艺，原煤经过分级筛后，小于25mm的原煤直接进入混煤系统，大于200mm块煤经破碎机破碎后进入混煤系统装仓外运，200mm以下的块煤进入重介浅槽分选机进行分选后，产出精煤和矸石两种产品。其中矸石进入矸石仓，精煤经过双层脱水脱介筛脱水分级，筛上物与筛下物（经离心脱水）混合作为块煤装仓外运，煤泥水经过重力漩流器分级后，粗煤泥经高频筛脱水分离，细煤泥经高效煤泥浓缩机、加压过滤机脱水处理后与筛分破碎系统的混煤混合装仓外运，全厂洗水实现闭路循环。由于生产工艺流程的连续性要求，洗煤厂设备的起车、停车必须严格按顺序进行，因此洗煤厂是采用逆煤流逐台延时启动，即起车时从仓上的设备开始，而停车时从原煤仓下的设备开始，两台设备之间启动时间一般为3～5s，以避开前台电动机启动时产生的冲击电，减小对电网的冲击。

2 洗煤厂的启动、停车顺序

洗煤厂生产工艺流程的连续性要求洗煤厂设备的启动、停车必须严格按要求进行。集控起车逆煤流方向从仓上设备逐台启动至水洗设备，两套水系系统并列启动，最后逐次启动筛选系统。集控停车采用顺煤流方向，从筛分系统到水系系统再到仓上设备。

启动顺序：洗煤厂是采用逆煤流逐台延时启动，启动时时间一般为3～5s，以避开前台电动机启动时产生的冲击电，减小对电网的冲击。全系统起车除去预警时间，实际用时644s，消耗功率782.475kw·h。

停车顺序：洗煤厂是采用顺逆煤流逐台延时停车。全系统停车耗时1316s，消耗功率1377.88kw·h。

3 集中控制过程中的优缺点

集中控制室的设备在控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点，系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口，也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

3.1 集中控制在实际生产中优点

集控系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，实时动态掌握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员，另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能、又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

3.2 集中控制起停车过程中存在的缺点

（1）空载起车时间过长

设备起车时按照逆煤流顺序起车，仓上的大功率设备先启动，然后是水洗设备，接着筛分设备。这样的启动方式，由于是空载起车，不存在煤的流向造成设备压死情况，所以启动过程中，逐台启动的方式造成了设备的起车时间过长，同时，大功率设备先起的方式也会造成整个过程中耗电量过大的结果。

（2）集中控制停车顺序不合理，造成矸石筛堵塞

顺序停车时，主洗系统停车顺序是矸石筛和重介泵同时停下。312S后，重介浅槽停车。由于浅槽分选的特殊性，中间部分的煤未能分选完。当重介泵停下后，浅槽内遗留了大部分煤被刮板全部拉到了矸石筛上，然而矸石筛早已停下，造成堵塞，设备上积煤。

（3）集控起车中，重介泵短时间内达不到分选密度及过热

重介质储存在一个长方体的箱体内，由于底部表面积大，重介质分散在底部，所以起车后，得待重介液循环到一定时间后才能达到分选密度，短时间内难以达到理论分选密度。同时重介桶由于底部时锥形，当停车时间过长时，就造成大量介质沉淀在底部，时常压死重介泵，起车时就会造成电机过热。

4 系统优化方案

4.1 空载起车优化原则

空载情况下，仓上大功率设备最后起，小功率筛分、水洗设备同时起，水洗重介循环系统提前起。这样优化前设备起车时间是709s，优化后208s，优化前消耗功率782.475kw·h，优化后消耗功率236.117kw·h。小功率设备同时起节省了起车时间，水洗系统提前起，缩短了重介达到理论分选密度的时间，避免了设备的长时间空转，减小了电能损耗。

4.2 系统停车由集控停车方式改为手动停车，改变停车顺序，节能降耗

集控全系统停车需要1316S，手动停车只需要497 S，设备运转时间节省819s。由于集控停车还会造成矸石筛堵料，现在采用手动停车时，改变停车顺序，当重介泵停后，除去浅槽，矸石筛和矸石皮带最后停，其他设备上煤带空就可以停，这样既可以节省电力也防止矸石筛堵料。另外当循环水泵停下后，就没有循环水冲洗浅槽内被拉到矸石筛上精煤的介质了，为了减少介质的消耗，本厂从清扫水管道延伸了一根水管到矸石筛，当循环水停下后，开启清扫水管，这样就可以避免介质被拉到矸石仓，造成消耗。

4.3 手动提前启动重介泵，增加生产有效时间

重介泵起车后悬浮液密度达到理论分选密度较慢，平均需要35分钟，这样就造成了大量设备空置运转和煤量加不正常，甚至一段时间内矸石筛上出现跑精的现象，影响产量。针对这种现象，本厂采用手动提前启动重介泵的起车方式，待重介悬浮液循环后，方可起车。这样就缩短了悬浮液达到分选密度的时间，避免了设备空置运转时间，使生产的有效时间大大增加。

4.4 启车前鼓风搅拌，避免过热现象

重介桶下面没有鼓风机导致重介泵在一段时间没有启动的情况下，突然起车由于介质的大量沉淀就会导致重介泵过热，为了避免这种情况，现场师傅通过经验总结，每当停车时，在重介泵回流的情况下，打住出料口闸板，这样就可以避免管道内有大量的空气，起车时，通过低压风机鼓风，就会对沉淀的介质起到搅拌的作用，避免了起车是过热现象。endprint

5 起停车优化贯彻企业精细化管理方针

为了贯彻洗选中心精细化管理方针，落实双增双节政策。榆家梁洗煤厂对现有工艺系统，设备运转做全面分析后，通过严格控制设备起停车方案，提出一些切实可行的精细化管理办法。

5.1 产品仓上刮板机灵活启停，实现节能降耗

榆家梁洗煤厂有1#、2#、3#、4#4个产品仓，其中1#、2#为混煤仓，3#为4-3煤仓，4#为块煤仓。上仓混煤皮带1号刮板机直落2#仓。因此2号刮板机通过插板控制担任分配混煤到1#仓的任务。长期以来，全系统运转时，2号刮板机也全时间运转。通过时间计算，榆家梁洗煤厂全系统平均每天生产16小时，2号刮板机电机功率为400kw，这样的生产方式造成2号刮板机每天耗电6400度。实际生产得知，本厂混煤由专一线装车外运，平均3小时/列。然而全系统生产时，生产一列混煤需要2小时，于是正常生产外运情况下，2号刮板机只需要起车后先通过插板全部将混煤分配到1#仓，当1#仓仓位上升到1列半仓位时即可停车502运转，随后混煤全部直落2#仓，这样2号刮板机刮板机全天生产运行中只有3小时，平均耗电1200度，节约电能5200度，降低了能耗。

同样，3号、4号为仓上刮板机，上仓皮带3号刮板机直落4#仓。3号、4号刮板机运转时，为系统生产4-3煤时间，煤被分配到3#仓。由于全天生产中，全系统生产平均16小时，4-3煤平均6小时。为了节能降耗，本厂采用4#仓装块煤，3#仓装4-3煤的分配方式。可节省3号、4号刮板机运转时间10小时，节约电能1800度。

5.2 保护闭锁投撤控制启停车，提升生产效率

全系统运转时，为了控制入洗量大小，筛选系统可以存在入洗、直通两种生产方式。如果全系统启用两套水洗，入洗量控制在1200t/h左右，采用一套水洗入洗量控制在700t/h左右。在保证入洗量700t/h时，2#筛选系统可以直通生产。当筛选系统直通生产时，原煤不经过水洗设备，大粒度破碎后和小粒度混合直通通过混煤皮带进入混煤仓。由于保护闭锁原则为故障以上设备全部闭锁。于是，当水洗设备出现故障时，筛选系统全部闭锁，但是实际生产过程中，2#筛分直通生产，对水洗设备无任何影响。基于这样一个情况，时常造成2#筛分无必要停车，又因为高压设备延时保护，所以每次2#筛分闭锁后，得等3分钟后才能启动，导致生产效率大大降低。如果可以多增加一个闭锁投撤控制方式。当采用上面这种生产方式的时候，就将水洗设备与其闭锁的保护甩开。这样水洗设备出现故障时，只闭锁1#筛分，2#筛分正常生产，提高生产效率。

5.3 浮球控制启停车，节省设备运行时间

榆家梁洗煤厂煤粒水系统流程为煤粒水通过旋流器后，大于0.5mm的通过刮刀离心力和高频筛处理。1#水洗处理时，只需启动高频筛。当2#水洗系统启用时，就需要将高频筛和刮刀机离心机同时启用。但是当入洗量偏小时，整个系统的煤粒量偏小，时常造成高频筛空载运转。另外高频筛还承担着处理筛分扫地泵，沉淀池的煤粒水处理。所以基本是全天启动，设备运行时间太长。针对这种实际情况，本厂采用浮球控制高频筛运转。当煤粒水达到浮球高度时，高频筛集控运转，这样就避免了设备的空转运行，同时，减小了设备的运行时间，减轻了设备的磨损程度。

参考文献：

[1]采用专业化管理模式 提高选煤厂经济效益[J]. 肖佳华.煤质技术. 2011（06）

[2]选煤厂管理模式的探讨[J]. 邵燕祥，吴彬.煤炭加工与综合利用. 2010（04）

[3]浅谈高效选煤厂的设计特点[J]. 李志勇，张法军，乔继.煤质技术. 2001（06）

[4]选煤厂电动机节能技术途径[J]. 张文仲，杜艳青，陈桂敏，宋晨星.选煤技术. 2009（02）

[5]集中控制系统在鲍店煤矿选煤厂的应用[J]. 张学军.选煤技术. 1999（03）

[6]加強介质管理 降低介质消耗[J]. 张磊，胡云继，董海成.选煤技术. 2007（01）

作者简介：

董丽景，女，汉族，1977年出生，陕西神木人，毕业于内蒙古工业大学，计算机科学与技术，本科生，助理工程师，主要从事选煤厂生产组织和工艺优化方面的工作。endprint