Автоматический контроль количества и качества поступающего угля и продуктов обогащения

Контроль количества поступающего рядового угля и товар­ных продуктов, отгружаемых потребителям,— необходимое ус­ловие взаимных расчетов, учета работы и финансовой деятель­ности обогатительной фабрики. Весовой учет потоков угля и продуктов обогащения внутри фабрики необходим также для регулирования и анализа работы технологических аппаратов. Применение тех или иных весовых устройств для рядового угля зависит от способа его доставки и оборудования углеприема. На большинство углеобогатительных фабрик уголь поступает в железнодорожных вагонах. Его количество определяется либо порционным взвешиванием на вагонных весах, либо по накладным документам железной дороги.

Непрерывное суммирующее взвешивание осуществляется на конвейерных весах, которые, помимо учета общего количества, позволяют осуществлять текущий автоматический контроль производительности грузопотоков в процессе транспортирова-

вания, приемного комплекса и блокировочные зависимости ме­жду звеньями поточно-транспортной системы. Не нашли также отражения системы теплового контроля ответственных тяжело нагруженных элементов (подшипников дымососа и др.).

Рассмотренная структура автоматического контроля основ­ных и вспомогательных процессов еще не полностью реализо­вана на действующих углеобогатительных фабриках, прежде всего в части автоматического контроля зольности (II) и влаж­ности (VII) угля и продуктов обогащения. Автоматический не­прерывный контроль этих параметров имеется только на неко­торых фабриках, на большинстве же фабрик производится пе­риодический экспрессный контроль.

В целом на современной углеобогатительной фабрике из­меряется около 50 технологических параметров, в том числе входные, выходные и режимные.

На обогатительных фабриках еще применяют механические конвейерные весы типа ЛТ (ЛТМ), выпуск которых прекращен. Серийно же выпускаются более совершенные конвейерные весы, действие которых основано на использовании тензомет-рических устройств.

Весы автоматические тензометрические конвейерные 1954АВ10-630 обеспечивают автоматическое измерение и ди­станционную передачу значений текущей производительности в виде сигнала постоянного тока 0—5 мА и в дискретной форме — суммарного количества взвешиваемой массы матери­ала, транспортируемого ленточным конвейером.

Весы состоят из устройства преобразования нагрузки 1954УПН, преобразователя перемещения 1954ПП, вторичного прибора 1954ПВ- и суммирующего отсчетного устройства.

Тензометрические весы выпускаются пятнадцати типоразме­ров для конвейеров с шириной ленты от 650 до 1600 мм и ско­ростью движения 0,5—2,5 м/с. Наибольшая нагрузка на 1 м ленты — от 250 до 6300 Н. Класс точности весов 1,0; допуска­емая погрешность текущей производительности ±0,5 % от на­ибольшего значения шкалы указателя производительности.

Весы должны быть установлены на строго прямолинейных участках горизонтальных или наклонных конвейеров на рассто­янии не менее 5 м от места загрузки и привода конвейера. Пре­образователь перемещения ленты устанавливают под грузовой частью ленты после преобразователя нагрузки.

Необходимыми условиями нормальной работы конвейерных весов являются: полная техническая исправность конвейера; отсутствие порывов и клепаных швов на ленте (допускается только вулканизация); периодическая проверка установки конвейера и работы весов.

В последнее время значительное распространение получили весовые устройства, основанные на динамическом воздействии потока сыпучего материала на плоскость, лоток или другое тело, находящееся на пути движения потока (главным образом на его перепаде). Кусковой сыпучий материал каскадом ссы­пается на наклонную плоскость (рис. 65), расположенную под углом а к горизонтальной поверхности. Далее материал пере­сыпается на следующее транспортное устройство или в техно­логическую емкость.

Специальное измерительное устройство непрерывно изме­ряет динамическое воздействие падающего материала на пло­скость, вычислительное устройство выдает информацию о рас­ходе материала.

 

Рис. 65. Схема весового устройства фирмы «Хаслер»:

1 — конвейер; 2 — приемная плоскость; 3 — измеритель давления; 4 — вычислительный блок; 5 — блок информационный

Выход и качество продуктов обогащения зависят от золь­ности поступающих рядовых углей, их гранулометрического и фракционного состава. Режимы работы обогатительных аппа­ратов выбирают в соответствии с характеристиками рядового угля. В связи с этим для оперативного управления процессом обогащения необходимо контролировать качество углей, посту­пающих на фабрику. Кроме того, содержание породных фрак­ций в рядовых углях определяет их стоимость, которую выпла­чивает фабрика поставщикам.

Определение зольности и влажности угля и продуктов обо­гащения необходимо также для управления отдельными обога­тительными процессами.

Оценка характеристик рядовых углей и продуктов обогаще­ния обычно производится по результатам экспресс-анализов.

Для механизации и автоматизации отбора и разделки проб рядовых углей, поступающих на обогатительные фабрики, все большее распространение получают опорные пункты (ОП). Ус­пешно действуют ОП при Кальмиусской, Чумаковской и Кураховской ЦОФ в Донбассе, Анжерской ГОФ в Кузбассе. В не­которых случаях на ОП производят также анализ угольных концентратов. Независимость ОП от поставщиков и потребите­лей угля обеспечивает объективность анализов и облегчает финансовые взаиморасчеты между ними.

Создание опорных пунктов позволило значительно сокра­тить численность обслуживающего персонала, занятого ранее отбором и разделкой проб.

Обычно измерение влажности угля и продуктов обогаще­ния производят методом экспрессного термического анализа. Отобранную пробу угля подвергают сушке и по разности ве­сов исходной и высушенной проб определяют процентное со­держание влаги (ГОСТ 11014—81). Однако этот метод непри­годен для оперативного управления технологическими процес­сами, так как продолжительность анализа составляет около часа.

Вместе с тем известно, что от влажности угля зависит ряд его физических характеристик и параметров.

В прямой зависимости от влажности угля находится со­держание в нем водородных атомов, меняются его электриче­ские характеристики: удельное сопротивление, диэлектриче­ская проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь и др.

Для автоматического определения влажности угля наибо­лее приемлемы методы, основанные на изменении его электри­ческих характеристик. Следует отметить, что все эти методы, основанные на измерении косвенных параметров, приемлемы для определенных углей и требуют индивидуальной настройки в связи с колебанием их вещественного состава.

На рис. 67 показано устройство электрического влагомера типа ВАК разработки УкрНИИуглеобогащения, позволяющего устанавливать влажность угля непосредственно в потоке.

 

 

На коромысле 1 (рис. 67, а), установленном шарнирно не­посредственно над конвейером вдоль движения угля, укреп­лена горизонтальная ось. На оси свободно вращается чувстви­тельный элемент 2, представляющий собой три дисковых элек­трода из нержавеющей стали, которые разделены кольцевыми изоляторами из шлакоситалла. При движении ленты конвей­ера диски чувствительного элемента катятся по поверхности угля за счет трения. Степень нажатия дисков на уголь регу­лируется положением противовеса 3 на коромысле.

Влажность угля измеряется по его полной проводимости, поэтому измерительный контур питается высокочастотным электрическим током частотой 6,0 МГц.

Напряжение к дискам подводится посредством латунных контактных колец и медно-графитовых щеток 4. С первичным измерительным прибором ИП чувствительный элемент соеди­няется коаксиальным кабелем. Сигналы первичного измери­тельного прибора передаются во вторичный регистрирующий прибор ВП.

Для температурной компенсации применен терморезистор 5, который реагирует на изменение температуры угля.

Специально проведенные исследования показали, что абсо­лютная погрешность влагомера не превышает 0,7%.

Для оперативного определения состава продуктов гравита­ционного обогащения угля по фракциям плотности разработан и выпускается фракционный анализатор ФАП. Такой анализатор, в част­ности, применяют для оперативного определения потерь лег­ких угольных фракций при автоматическом управлении отса­дочными машинами.

Анализатор может быть применен для разделения на две фракции материала крупностью 1—13 мм при плотности раз­деления от 1200 до 2000 кг/м³. Время анализа 5 мин. Практика показала, что суммарная относительная погрешность контроля фракционного состава проб по сравнению с контрольным мето­дом не превышает 2 % верхнего предела диапазона измерения, время выхода на заданную плотность разделения <35 с.

Действие анализатора основано на утяжелении электропро­водной жидкости, в которой производится расслоение мате­риала магнитным полем.  

В анализаторе ФАП   желоб 1 размещен между по­люсными наконечниками электромагнита 2. Электрический ток через электролит пропускается посредством электродов 3. Тон­кие стрелки вдоль желоба показывают направление электри­ческого тока, поперек желоба — магнитных силовых линий. Го­ризонтальная перегородка 4 делит поток электролита на две части. Легкая фракция выгружается через течку 5, тяжелая — через течку 6.

Анализ пробы материала складывается из следующих по­следовательных операций:

отбор и дешламация пробы;

загрузка пробы и подача электролита в разделительный канал;

разделение пробы на фракции и раздельная выгрузка;

накопление, обезвоживание и взвешивание легкой и тяже­лой фракций;

вычисление процентного содержания фракций;

формирование информационного сигнала и регистрация ре­зультата анализа.

Все операции выполняются автоматически по заданной про­грамме. При этом система автоматически настраивается на за­данную плотность разделения за счет регулирования силы тока в электролите.

Конструктивно анализатор состоит из узла разделения, шкафа питания и шкафа управления, смонтированных на об­щей раме.

Контрольные вопросы

1. Как оценивается надежность средств автоматизации?

2. Каковы основные пути повышения надежности приборов и других средств автоматизации?

3. Как определяется количество угля, поступающего на фабрику и на от­дельные технологические комплексы?

4. В чем заключается преимущество тензометрических конвейерных весов перед механическими?

5. Какие датчики используются в тензометрических конвейерных весах?

6. Как устроена система автоматического отбора и разделки проб угля для экспресс-анализов на зольность на опорных пунктах?

7. В чем заключается экспресс-анализ угля на влажность?

8. На чем основано действие электрического влагомера для определения влажности угля непосредственно на конвейере?

9. Какие вы знаете устройства для контроля уровня сыпучих материалов в бункерах и других емкостях?

10. Как измеряется расход технической и оборотной воды на углеобогати­тельных фабриках?

11. Как можно измерить расход зашламованной воды в открытом желобе?

12. Как определяют расход твердого с потоком шламовой воды?

13. Какие основные типы плотномеров для жидких продуктов используются на углеобогатительных фабриках?

14. Как достигается изменение диапазона измерений в проточных плотноме­рах манометрического типа?

15. В каких промышленных приборах применяются проникающие излу­чения?

16. На чем основано действие гамма-реле?

17. Каковы основные предупредительные меры обеспечения техники безопас­ности при использовании радиоизотопных приборов?

Контрольные вопросы

1. Какие существуют способы и устройства для учета количества угля в бункерах?

2. Каковы функции системы централизованного управления ПТС?

3. Какие датчики используются в подсистемах блокировки и защиты в авто­матизированных системах управления ПТС?

4. В чем заключается автоматизация насосных установок технической и обо­ротной воды?