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煤泥水加药论文:煤泥水加药体系运用讨论

煤泥水加药论文:煤泥水加药体系运用讨论

本文作者:詹德宽作者单位:铁法能源公司

自动加药系统的工作原理

系统结构如图1所示,聚丙烯酰胺溶解搅拌药桶总加水量10m3,30min完成。加水到2m3搅拌器启动,斗式提升机开始上料。上料是均匀定量地把聚丙烯酰胺粉剂输送到预混器,在预混器中,聚丙烯酰胺和旋转水流混合,然后进入搅拌桶。上药的速度由PLC控制斗式提升机驱动轮的转速来调节。加水完成以后搅拌器继续搅拌30min,聚丙烯酰胺就能充分溶解,配制好的0.2%(重量比)药液放入聚丙烯酰胺药剂池。当储料箱到低料位时,电容料位传感器报警,提升机停止上料。为提高干粉的流动性,储料箱中有机械振动装置。斗式提升机的链条上有许多小料斗,固定容积的料斗在储料箱中充满,料斗升至提升机顶部最高点处翻转料斗实现卸料。只要控制输送链条的速度就能计量,斗式提升机是容积计量。储料箱装在地面上,最高点距离地面不超过800mm,方便工人上料。预混器中的干粉药剂极易吸潮结块,因此装有螺旋破碎装置。搅拌桶上的液位计有两个作用,一是提供加水到位信号,PLC关闭进水电动阀;二是将配制好的药液排放液位下降的速度反馈给PLC,PLC由此判断过滤器堵塞的程度,严重时发出报警信号。过滤器中的杂物需人工清除。聚丙烯酰胺药剂池高液位时,搅拌桶不工作,中等液位时搅拌桶恢复工作,低液位时加药泵不工作,且报警。高液位和中液位之间有10m3的空间,刚好能容下一桶配制好的聚丙烯酰胺溶液。

自动加药控制系统的组成及控制原理

1自动加药控制系统的组成及功能

自动加药控制系统由5部分组成,见图2。(1)可编程控制器(PLC),是控制系统的核心。PLC可使系统配置灵活,可搭载多种基本单元、扩展单元和扩展模块,组成不同I/O点和不同功能的控制系统。(2)主站。主站为电源空气开关、模拟量模块、光端机及隔离继电器提供承载平台,主站控制柜内配置有DC24V电源。(3)上位机,可以是一台或几台PC机。操控人员也可以使用上位机组态流程图开启和关闭任何设备和阀门。(4)厂级局域网。局域网的形成可以实现厂内相关管理人员随时随地登陆组态软件,监视自动加药流水线的状态。(5)远程控制站。属主站控制柜的远程部件,以触摸屏控制的形式来开启和关闭流程中的设备。

2自动控制系统控制原理

大平煤矿选煤厂煤泥水自动加药控制系统选用三菱可编程控制器(PLC),型号为FX2N-48MR-001。1个输入扩展模块FX2N-16EX(扩展16个输入点),1个RS-485通讯用的扩展板FX2N-485-BD,1个8通道模拟量输入模块FX2N-8AD,1个8通道模拟量输出模块FX2N-8DA;485通讯扩展板用于和上位连接通讯。模拟量输入模块用于把现场的测量信号传给PLC,如流量、浓度、煤泥厚度等;模拟量输出模块用于控制现场的控制单元,如加药泵等,触摸屏作为现场的人机接口,可显示流程、报警和各控制单元的状态(如阀门的开关、流量、液位、浓度、煤泥厚度等和各种曲线图等),还能通过触摸屏设定参数,控制各设备的运行。通过上位机能把每天各参数的运行曲线保存打印,还可以在上位机上把各参数的运行数据做成表格保存、打印,保存的天数取决于硬盘的容量,在上位机也能远程控制所有操作。

3自动加药控制系统特点

(1)采用模块化、集散型结构,保证扩展性、开放性和稳定性;(2)所有操作都有手动和自动两种方式;(3)各被控制对象和监控数据都能在触摸屏和上位机实时显示,且能以表格或曲线形式存档,能历史查询;(4)故障报警响应准确及时,能存档查询;(5)采用标准网络,能与厂级公用系统联网。

工业性试验结果

药剂浓度与浓缩机入料、溢流、底流浓度呈现一定的关系,试验结果如表1所示。(1)溢流浓度值与药剂浓度值成反相关关系,即溢流浓度随着药剂浓度的升高而降低。而当药剂浓度大于等于0‰时,溢流浓度维持在0.5g/L,此时可视为循环水较清澈。(2)底流浓度值与药剂浓度值成正相关关系。而当药剂浓度大于等于2.5‰时,底流浓度过高,易导致耙式浓缩机负荷过重,甚至导致洗煤生产中断。(3)综上试验结论,该选煤厂尾水处理所使用的絮凝剂浓度不宜超过2.5‰;再从浓缩池入料浓度结果来看,当浓度为2.0‰时,入料浓度最低,即尾水处理效率处在较高点。所以,该厂尾水处理所配制的絮凝剂理论浓度定为2.0‰。

技术经济效益分析

(1)浓缩机浓缩效率提高10%以上,溢流中微细颗粒明显减少,即使连续洗煤生产,溢流仍可保持清水状态。同时,底流浓度、粒度的变化也为压滤生产创造了有益的条件,有效提高了压滤煤泥产量。(2)加药系统改造前,聚丙烯酰胺粉剂由人工投加,而这一过程常由于粉剂不均匀造成结块不能充分溶解,造成大约10%的浪费;由于人工添加药液量和添加时间的相对盲目性,投加聚丙烯酰胺药液和净水剂药液,又造成大约20%的浪费。综合起来,聚丙烯酰胺浪费了30%。而实现自动化加药以来,提升机的卸料斗可实现定量均匀的卸料,且PLC浊度计模块可以较准确的探测到洗水浓度,从而更准确的判断加药时间和加药量,杜绝了聚丙烯酰胺的浪费。聚丙烯酰胺价格按12500元/t计,改造前每月聚丙烯酰胺耗用以平均8t计,年用聚丙烯酰胺96t,采用自动加药系统后,每年节省聚丙烯酰胺药费36万元。(3)净水剂以72t/月计,年用净水剂864t,净水剂浪费了20%,净水剂价格按1790元/t计,采用自动加药系统每年节省药剂费30.9万元。(4)自动控制及提高溶解药效,不但节省药剂的费用,而且还能节约大概30%~40%的电能。平均节电按35%计算,现在每天用电450kW•h,电费按0.6元/kW•h计算,则每年约节省电费4万元。(5)加药系统现有两名操作员,人员不减,但降低了劳动强度,提高了系统的自动化程度,便于系统的运行、监控及控制,延长设备的使用寿命。

结论

(1)该絮凝剂自动加药系统设计新颖,运行稳定可靠,在浓缩系统应用中,实现对煤泥沉降速度和澄清水浊度的监测和控制,加快了煤泥浓缩和沉淀效果。(2)据统计,煤泥水自动加药系统改造以后,每年可节约系统运行各项费用约70万元;使用该系统19个月的时间,节约总额将与项目投资总额持平。(3)系统设计最优化,配置简洁,性价比高,采用PLC和变频器控制,系统全自动化运行无需人工操作。