Особенности автоматического контроля и регулирования основных технологических параметров на фабрике

 

К средствам автоматизации, применяемым на углеобогати­тельных и брикетных фабриках, предъявляются общепромыш­ленные требования в отношении как достоверности получаемой и перерабатываемой информации, так и целесообразности авто­матически выполняемых функций и надежности. Кроме того, в зависимости от категории производственных помещений предъявляются особые требования.

Основное эксплуатационное требование к средствам авто- 1атики — надежность работы, т. е. способность безотказно вы-юлнять свои функции в заданных условиях эксплуатации в те- [ение установленного срока.

Следует учитывать, что надежность средств автоматики зави­сит не только от их качества, но и от их соответствия условиям работы, качества монтажа, технологического состояния объ­екта автоматизации и четкости организации эксплуатации.

исновными путями повышения надежности систем автома­тизации являются:

отыскание простейших по своей структуре САР, отвечаю­щих требованиям по качеству регулирования;

применение в системах автоматизации наиболее надежных элементов;

снижение нагрузки элементов;

резервирование.

Важнейшее требование, предъявляемое к средствам авто­матики,— их соответствие условиям работы в производствен­ных помещениях углеобогатительных и брикетных фабрик. В связи с этим электрические средства автоматики, устанав­ливаемые в этих помещениях, могут быть общепромышленного исполнения либо должны быть повышенной надежности про­тив взрыва (Н) или взрывобезопасными при любых поврежде­ниях (О). Особенно опасными являются бункера и надбункер-ные помещения при переработке углей, выделяющих метан, а также помещения сушки, сухого дробления и классификации при обработке углей, дающих взрывоопасную пыль.

Высокая взрывоопасность характерна для ряда помещений брикетных фабрик.

В других помещениях фабрики к средствам автоматики предъявляются жесткие требования в отношении пыле-, бры- зго- и влагозащищенности.

Для снижения трудоемкости, достижения удобства и про­стоты обслуживания целесообразна унификация:

применение однотипных средств автоматизации (использо­вание одного типа вторичных приборов, регуляторов и т. д.);

использование аппаратуры, построенной по блочному прин­ципу;

централизованное или групповое расположение аппаратуры и средств автоматизации.

Обогатительные процессы оценивают качественно-количе­ственными показателями. Поэтому при наладке и эксплуата­ции технологии помимо контроля обогатительных процессов необходим контроль количества материала в потоках и его качественные характеристики. Количество твердых материа­лов (рядовой уголь и продукты обогащения) в потоках оцени­вается производительностью (т/ч), как и количество жидких материалов в потоках (м³/ч).

К качественным характеристикам твердых материалов, для определения которых на углеобогатительных фабриках приме­няют средства автоматического контроля, относятся влажность и зольность (%,).

Крупность исходного угля и продуктов обогащения опреде­ляют по выходу классов крупности при классификации на гро­хотах.

К качественным характеристикам жидких потоков, для ко­торых применяют средства автоматизации, относятся:

эффективная плотность минеральных и водоугольных сус­пензий (кг/м³);

содержание твердого в угольных суспензиях и шламовых водах (г/л);

давление в трубопроводах (Па, кПа); температура (°С);

давление или разрежение газового потока (Па, кПа); мо­жет также контролироваться влажность газа.

На рис. 62 показана обобщенная схема цепи технологиче­ских аппаратов углеобогатительной фабрики для обработки коксующихся углей. Рассмотрим схему с точки зрения необхо­димости автоматического контроля и регулирования.

Рядовой уголь в виде равномерного потока кускового мате­риала поступает на грохоты первичной классификации 1. По­ступающий рядовой уголь должен непрерывно взвешиваться (I) для определения производительности фабрики и для рас­четов с поставщиком. При этом целесообразно определять его зольность (II). Поток рядового угля должен быть автомати­чески стабилизирован по производительности.

Надрешетный класс 100 мм (+ 100) после конвейера 2, на котором может производиться выборка посторонних предметов, и дробления в зубчатой валиковой дробилке 3 попадает вме­сте с подрешетным продуктом первичной классификации на классификационные грохоты 4.

 

 

    

Крупный машинный класс13—100 мм направляется на обогащение в тяжелосредные се­параторы 6. Здесь должно производиться определение на­грузки на сепаратор — взвешивание (I) поступающего угля.

В тяжелосредный сепаратор непрерывно подается магнетитовая кондиционная суспензия (КС), плотность которой автоматически контролируется, регистрируется и регулируется (III). Разбавленная некондиционная магнетитовая суспензия (НКС), получающаяся после ополаскивания продуктов обога­щения сепаратора на грохотах 7 и 5, поступает в систему ре­генерации и обрабатывается на магнитных сепараторах 9. Магнитный сепаратор сбрасывает шламовую воду, которая да­лее сгущается в гидроциклоне 16. В емкостях с кондиционной и некондиционной суспензиями замеряются уровни, предусмот­рена сигнализация. При этом желателен автоматический конт­роль зольности продуктов обогащения тяжелосредного сепара­тора. Получаемый промпродукт поступает для раскрытия зе­рен в молотковую дробилку 10. Порода после ополаскивания на грохоте поступает в породный бункер 22. Подрешетный продукт—13 мм классификационных грохотов 4 поступает на дешламационные грохоты 5, где производится отмывка от него шламистых частиц крупностью <0,5 мм. Для дешламации на грохот через брызгала подается вода.

Получаемый мелкий машинный класс 0,5—13 мм поступает в отсадочные машины 11. При этом производятся стабилизация и контроль нагрузки взвешиванием (I) поступающего угля, контроль и регулирование (V) воды, подаваемой в отсадочную машину. В отсадочной машине автоматически контролируется и регулируется режим отсадки (A), контролируется и регули­руется ( VI ) давление подаваемого сжатого воздуха. Отсадоч­ные машины выдают концентрат и породу. Их зольность дол­жна контролироваться (II) в целях корректирования режима отсадки. Для контроля качества продуктов отсадки обычно применяют экспресс-анализ расслоением в тяжелых жидкостях или в аппаратах ФАП.

Промпродукт отсадочной машины 11 и дробленый промпро­дукт тяжелосреднего сепаратора поступают на переобогащение в отсадочную машину 12. В этой отсадочной машине контроли­руются и регулируются те же параметры A, V, VI, что и в от­садочной машине 11. Концентраты отсадочных машин совме­стно обезвоживаются и ополаскиваются на грохотах 15. Затем концентрат дополнительно обезвоживается в центрифугах 14. После механического обезвоживания мелкий концентрат ча­стично подвергается термической сушке в сушилке 21.

Подача угля (и промпродукта) в сушилку автоматически регулируется (I), так же автоматически регулируются режимы горения в топочном устройстве и процесса сушки (A). В тече­ние сушки целесообразен автоматический контроль влажности (VII) поступающих и высушенных материалов.

Обезвоженный концентрат подается в погрузочные бункера 26. При отгрузке должны быть непрерывное взвешивание (I) и автоматический контроль влажности (VII) и зольности (II). Промпродукт отсадочной машины 12 обезвоживается в центрифугах 13 и поступает в отгрузочные бункера промпродукта 25 либо предварительно направляется на термическую сушку в сушилки 21. Необходим автоматический контроль количества (I) поступающего промпродукта и желателен автоматический контроль влажности (VII) и зольности (II).

Загрузка концентрата и промпродукта в бункера должна быть автоматизирована (А) в отношении распределения по ячейкам бункеров и выдачи информации о степени их запол­нения.

Подрешетные воды дешламационных грохотов 5, шламовая вода магнитных сепараторов 9, системы регенерации магнетитовой суспензии и фугата обезвоживающих центрифуг подвер­гаются сгущению в гидроциклонах 16. Перед входом в гидро­циклон осуществляется автоматический контроль давления (VI) поступающей водоугольной суспензии. Крупный сгущен­ный продукт гидроциклона возвращается на дешламационные грохоты 5. Слив гидроциклонов поступает в радиальный сгу­ститель 17. Слив радиального сгустителя представляет собой оборотную воду, которая возвращается в технологический про­цесс и используется в качестве транспортной и подрешетной воды в отсадочных машинах, подается в брызгала на грохо­тах и т. п. Качество оборотной воды целесообразно автомати­чески контролировать на содержание в ней твердого (IV).

Сгущенный продукт сгустителя поступает на обогащение во флотационные машины 19. Перед подачей во флотомашины со­став (III) и количество (V) водоугольной суспензии (угольной пульпы) автоматически контролируются и регулируются. Ре­жим флотации автоматически регулируется (А). Флотоконцентрат поступает для обезвоживания в вакуум-фильтры 20. Фильтрат возвращается во флотационный процесс. Обезвожен­ный флотоконцентрат направляется в бункера 24 и из них на сушку в сушилках 21. Целесообразно контролировать золь­ность (II) флотоконцентрата и флотохвостов. Флотохвосты сгу­щаются в радиальном сгустителе 18. Слив сгустителя исполь­зуется в качестве оборотной воды. Осадок направляется во внешние отстойники-илонакопители. Объем (V) и содержание твердого (IV) сбрасываемых хвостов автоматически контроли­руются.

Для упрощения схемы на рисунке все оборудование пока­зано в одном экземпляре; не показаны транспортное оборудо­вание, промежуточные емкости, различное вспомогательное обо­рудование и приемные устройства для рядового угля, которые могут быть весьма разнообразны (приемные бункера, приемные ямы, опрокидыватели и др.).  

В целом на современных углеобогатительных фабриках измеряется до 50 параметров, в том числе входные, выходные и режимные.