CN102266819B - 动力煤的高效、优质跳汰选控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，包括以下步骤：实施灰分自动跟踪的闭环控制技术，使跳汰选煤对动力煤煤质变化的适应性得到根本性的提高，保证低、中、高灰精煤得到充分地回收；建立按洗产品灰分配仓、配煤环节，提高洗产品的装车灰分的稳定率——即建立先高效跳汰分选回收精煤，再按灰分配仓、配煤实现精煤质量优质化的工艺模式。本发明为低质煤的高效回收与处理提供了一种切实可行的方法，不但使经济效益得到大幅度提升，同时达到充分地利用能源、减少低质煤的排放对环境的污染，从而在煤炭洗选加工环节实现节能减排。本发明对涉及低质动力煤的跳汰选煤厂具有较为普遍的适用性。

Description

动力煤的高效、优质跳汰选控制方法

技术领域

本发明涉及能源领域中的洁净煤、低质煤的高效回收与处理技术，具体的说是动力煤的高效、优质跳汰选控制方法。

背景技术

在动力煤的跳汰分选过程中，由于入选煤质中的-1.8kg/L各密度级的灰分、含量的随机变化，尤其是夹矸煤/高灰煤(低质煤)的灰分、含量的随机、频繁大幅度变化影响，会导致精煤产品(对动力精煤也称洗产品，常用的有洗块、洗粒、洗末，后同)质量(灰分)的大幅度波动；在入选煤质(指其中-1.8kg/L各密度级的含量和灰分，即精煤含量部分，后同)随机变化大而频繁的条件下，未实现灰分闭环的跳汰控制会使高灰低质煤随矸石排放大量损失，即使按常规的跳汰灰分闭环操作，也会产生不可避免的排料带煤损失或精煤污染，不但严重地影响精煤产品的质量，同时会严重地影响精煤的回收率、影响入洗量的提升。

常规的跳汰灰分闭环控制^[1][2]如图1所示。在常规的跳汰灰分闭环控制下，图1中的“设定灰分”为定值，这个定值限定在生产要求的精煤灰分指标区间内，通过灰分闭环控制的调节作用，“控制跳汰机二段实际分选密度，追踪二段最佳分选密度的随机变化”^[3](“分选密度”也可称为“切割点”，后同)，达到使“精煤灰分”稳定在“设定灰分”左右的窄带区间内，来满足精煤灰分指标的要求；在常规的跳汰灰分闭环控制下精煤灰分的控制效果如图2所示：图2中的横坐标为精煤灰分，纵坐标为灰分出现的频率，两条统计曲线分别为24小时内对一分钟和十分钟的精煤灰分统计曲线，生产中一般以十分钟统计曲线的灰分分布为重点考查精煤质量，精煤灰分曲线所包络的面积可视为精煤的产量或含量；在图2中绝大部分的灰分都落在18.00％～22.00％之间，少量的高灰(22.00％～24.00％)是在灰分闭环的控制作用下，排弃低质煤后的剩余量而混杂在精煤之中。

目前国内动力煤配仓、配煤已经开始应用，但是在煤炭洗选环节一直停留在以恒定密度控制为主进行分选的水平，没有达到“跟随煤质变化、以灰分控制为主的高效分选”的层次，加上配仓的精煤灰分划分欠佳，导致配煤的控制精度不高。

参考文献：

[1]于海波，等。跳汰灰分闭环集成监控系统[J]，煤炭加工与综合利用，2009(2)：4～7。

[2]于海波，等。中国跳汰选自动控制新技术[C]，第15届国际选煤大会论文集，2006年10月：213～218；

[3]于海波，等。跳汰机实时分选密度测控及灰分闭环控制的探讨[J]，选煤技术，2002(2)：16～17。

发明内容

针对在两段跳汰机同时排矸分选动力煤、入选煤质中低质煤含量随机、频繁、大幅度波动条件下，现有的跳汰控制技术(包括常规的跳汰灰分闭环控制)无法实现有效分选的不足之处，本发明提供了一套跟随煤质变化、以灰分闭环控制为主的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

动力煤的高效、优质跳汰选控制方法包括以下步骤：

实施灰分自动跟踪的闭环控制技术，使跳汰选煤对动力煤煤质变化的适应性得到根本性的提高，保证低、中、高灰精煤得到充分地回收；

建立按洗产品灰分自动分仓环节，提高洗产品的装车灰分的稳定率，即建立先高效跳汰分选回收精煤，再按灰分配仓提高精煤质量的工艺模式。

灰分自动跟踪的闭环控制的结构是在常规的跳汰灰分闭环控制中设定灰分之前增加设定灰分自动跟踪调整控制环节，输入信号包括设定灰分输入、精煤灰分和设定灰分控制区间；通过该闭环控制的结构实现按灰分自动跟踪的闭环控制的原理进行控制，该原理包括：“入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系”和“对‘入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系’分析的结论”。

灰分自动跟踪的闭环控制的原理中“入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系”包括：灰分单体分布与最佳切割点、灰分多体分布与最佳切割点的变迁、灰分的单体非正态分布、灰分自动跟踪的闭环控制时产生对最佳切割点的跟踪误差。

灰分自动跟踪的闭环控制的原理中“对‘入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系’分析的结论”包括：

a)“最佳切割点”是客观存在的，只有在“最佳切割点”处运行，才能取得理想的分选效果；

b)在不同的煤质条件下，精煤灰分分布不同，“最佳切割点”的位置也不同，即“最佳切割点”随精煤灰分分布的变化移动，因此应当跟踪“最佳切割点”的变化进行灰分闭环控制，才能把低灰、中灰、高灰精煤都分选出来；

c)要解决对“最佳切割点”的跟踪问题，必须自动地对精煤灰分分布的变化进行识别，只能利用测灰仪测量的精煤灰分实现；

d)实现利用精煤灰分对“最佳切割点”的跟踪后，即应用“灰分自动跟踪的闭环控制”后，会存在跟踪误差的问题。

灰分自动跟踪的闭环控制时产生对最佳切割点的跟踪误差采用以下修正方法：

人工校正，即按照“确定灰分单体分布与最佳切割点的方法”确定最佳切割点；

消除最佳切割点的控制误差的主要影响源，即减少测灰仪灰分中断的情况。

确定灰分单体分布与最佳切割点的方法为：当测量灰分稳定后，对煤里含矸量进行人工观察，据此修正设定灰分输入：根据在精煤震动筛筛面上满负荷运行的精煤分布内含有矸石块个数，矸石多则降低设定灰分，看不到矸石则提高设定灰分；每修正一次，等待测量灰分稳定后，再进行观察再修正，反复多次，直到达到每分钟内经过筛面的精煤中观察到1～2块粒度小于25mm的矸石块，即可确定当前设定灰分对应于当前精煤灰分分布的最佳切割点。

所述设定灰分输入是对输出动态灰分设定值直接进行调节，同时相对于动态灰分设定值的两侧设置两个边界分别为动态灰分设定值的区间下限和动态灰分设定值的区间上限，采用在动态灰分设定值的区间的上、下限之间不进行灰分跟踪调节的原则，回避测灰仪测量误差引起的误调节；

设定灰分控制区间输入端设定的灰分控制区间上限值和灰分控制区间下限值确定了灰分控制区间的范围，调节灰分控制区间上限值是控制高灰低质煤的灰分上限限位，即产生高于该灰分的舍弃、低于该灰分的回收的控制效果；调节灰分控制区间下限值是控制低灰煤的灰分下限限位，即产生低于该灰分的多回收、高于该灰分的正常回收的控制效果；并且根据灰分控制区间下限值设置灰分控制区间下限值的区间上限，根据灰分控制区间上限值设置灰分控制区间上限值的区间下限；

精煤灰分输入为测灰仪测得的灰分信号，设定灰分自动跟踪调整控制环节依此对精煤煤质变化进行判别，对动态灰分设定值进行增、减量调节，步骤为：

当精煤灰分发生变化或者时钟计时到，将时间计数器清零；

判断精煤灰分值是否大于动态灰分设定值区间的上限；

如果精煤灰分值大于动态灰分设定值区间的上限，则对动态灰分设定值进行增量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否大于灰分区间上限值的区间下限；

如动态灰分设定值不大于灰分区间上限值的区间下限，则跳转执行调整调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如动态灰分设定值大于灰分区间上限值的区间下限，则令动态灰分设定值等于灰分区间上限值的区间下限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果精煤灰分值不大于动态灰分设定值区间的上限，接续判断精煤灰分值是否小于动态灰分设定值区间的下限；

如果精煤灰分值不小于动态灰分设定值区间的下限，则直接退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果精煤灰分值小于动态灰分设定值区间的下限，则对动态灰分设定值进行减量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否小于灰分区间下限值的区间上限；

如果动态灰分设定值不小于灰分区间下限值的区间上限，则跳转执行调节动态灰分设定值区间的上、下限程序后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果动态灰分设定值小于灰分区间下限值的区间上限，则令动态灰分设定值等于灰分区间下限值的区间上限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

按洗产品灰分自动分仓环节为：建立洗块、洗粒、洗末产品按灰分配仓的质量优质化系统，同时增建洗块、洗粒、洗末产品配煤质量优质化处理系统，形成动力煤高效、优质跳汰选的生产工艺控制流程。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为低质煤的高效回收提供了一种切实可行的方法，不但使经济效益得到大幅度提升，同时达到充分地利用能源、减少低质煤的排放对环境的污染，在煤炭洗选加工环节实现节能减排。

2.本发明针对跳汰入选煤质变化进行“灰分自动跟踪的闭环控制”，通过配仓、配煤实现精煤质量优质化，克服了现有跳汰分选方法、工艺的不足，对涉及低质煤分选的动力煤跳汰选煤厂具有普遍的适用性。

3.本发明为目前涉及低质煤分选的动力煤跳汰选煤厂提供了一套完整的系统控制方案，具有针对性强、入洗量越大、低质煤含量越大投入产出比越高的显著特点，特别适合现有跳汰选煤厂的技术改造。

附图说明

图1为常规的跳汰灰分闭环控制方框图；

图2为常规的跳汰灰分闭环控制下精煤灰分的控制效果；

图3为“灰分自动跟踪的闭环控制”方框图；

图4为“灰分自动跟踪的闭环控制”下精煤灰分的控制效果；

图5为灰分单体分布与最佳切割点；

图6为灰分多体分布与最佳切割点的变迁；

图7为灰分的单体非正态分布；

图8为“灰分自动跟踪的闭环控制”时产生对最佳切割点的跟踪误差；

图9为“灰分自动跟踪的闭环控制”中各控制参数的图示说明；

图10为“设定灰分自动跟踪调整控制”环节的控制程序框图；

图11为“灰分自动跟踪的闭环控制”配套工艺改进方案。

具体实施方式

本发明为解决在入选煤质低、中、高灰煤含量随机变化条件下的高效分选问题，从控制的角度看，实质上是提出了控制目标的“最佳标准”条件；在此前提下需要针对被控对象的特点进行分析，也就是要搞清“入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系”；根据控制对象的特点、“最佳标准”条件和跳汰分选工艺过程与控制的关系确定控制的切入点、建立起相应的控制模式和程序控制步骤，并且进行控制误差的因素分析和相应的修正处理，形成完整的“灰分自动跟踪的闭环控制”。

针对“灰分自动跟踪的闭环控制”配套的洗产品质量优质化工艺模式：建立洗块、洗粒、洗末产品按灰分配仓的质量优质化系统，同时增建洗块、洗粒、洗末产品配煤质量优质化处理系统。

1.入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系——发明的原理

1.1灰分单体分布与最佳切割点

在跳汰分选过程中的每5～10分钟内，入选原料煤中精煤的各级灰分组成与含量的分布为一相对稳定、确定的，称为“灰分的单体分布”，不妨以正态分布来假设进行分析说明，如图5中的曲线Q所示。

图5中横坐标为灰分从左到右由低到高，纵坐标为各灰分级的含量，精煤的灰分与含量构成曲线Q，而曲线Q的包络面积即为入选原料煤中精煤的总量值。

在跳汰分选过程中，最佳切割点为图5中的A线，A线左侧为精煤溢流产物，A线右侧为废弃排出物(矸石)。在A点，尽管有少量的高灰精煤损失，但可保证跳汰溢流的精煤中不过矸；随着切割点的右移到C线，将会有矸石进入精煤，C线偏离A线越远，进入精煤的矸石越多；反之，随着切割点的左移到B线，将会使高灰精煤(或夹矸煤)进入矸石形成过排(过度排放)，过排的精煤量值由B线右方/Q曲线/横坐标所包络的面积确定，B线偏离A线越远，矸石中带煤量越多。

就动力煤跳汰入洗煤质来说，在暂短的稳态时间内(如5～10分钟内)，可以认为是呈现单体分布的。

对于入洗煤质较稳定的情况，精煤呈现灰分单体分布的时态较多且重叠，一旦略有变化，可通过调整精煤指标区间来配合最佳切割点的变迁，按常规的跳汰灰分闭环控制即可解决。

1.2灰分多体分布与最佳切割点的变迁

当入洗煤质不稳定、随机频繁、波动较大的情况下，常规的跳汰灰分闭环就难以控制了。在跳汰分选过程中的较长时间内，精煤的“各级灰分组成与含量”的分布为多个“灰分的单体分布”的组合，如图6中的曲线Q1、Q2、Q3所示。

可以这样假设现场的煤质变化：在时刻1时，精煤分布为曲线Q1，灰分不高不低，称为“中灰”状态；过了10分钟后为时刻2时，精煤分布为曲线Q2，灰分走高，称为“高灰”状态；又过了10分钟后为时刻3时，精煤分布为曲线Q3，灰分走低，称为“低灰”状态。

假设在时刻1时，已取准最佳切割点为A1；当时间到达时刻2时，精煤灰分走高，而切割点依然为A1，这就会形成大量的高灰低质煤随矸石排走的情况；当时间到达时刻3时，精煤灰分走低，而切割点依然为A1，这就会形成精煤中大量过矸的情况。

1.3灰分的单体非正态分布

以上分析是假设以精煤的灰分/含量为正态分布，分析“最佳切割点”的变迁。实际上普遍的情况是，精煤的灰分/含量为非正态分布。例如，动力煤跳汰入洗煤质在“高灰”状态下的精煤灰分/含量分布往往如图7所示，这时的最佳切割点不是在A点，而是在C点。

1.4“灰分自动跟踪的闭环控制”时产生最佳切割点的跟踪误差

由于入洗煤质的变化是随机的，因此若采用“灰分自动跟踪的闭环控制”的方式，调节过程中不可避免地会产生对应新煤质“最佳切割点”的跟踪误差。如图8所示，即打算由A1点调整到A2点时，可能调整到的是B2点或是C2点；打算由A2点调整到A3点时，可能调整到的是B3点或是C3点。

基于上述对“入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系”分析，可以得出以下结论：

a)“最佳切割点”是客观存在的，只有在“最佳切割点”处运行，才能取得理想的分选效果；

b)在不同的煤质条件下，精煤灰分分布不同(如低灰、中灰、高灰)，“最佳切割点”的位置也不同，即“最佳切割点”随精煤灰分分布的变化移动，因此应当跟踪“最佳切割点”的变化进行灰分闭环控制，才能把低灰、中灰、高灰精煤都分选出来；

c)要解决对“最佳切割点”的跟踪问题，必须自动地对精煤灰分分布的变化进行识别，只能利用测灰仪测量的精煤灰分实现；

d)实现利用精煤灰分对“最佳切割点”的跟踪后，即应用“灰分自动跟踪的闭环控制”后，会存在跟踪误差的问题。

通过“入选精煤灰分分布的变化与最佳切割点的相关关系”分析和得出的结论，形成发明“灰分自动跟踪的闭环控制”的原理体系。

2.“灰分自动跟踪的闭环控制”的构成与应用效果——建立新的控制模式

2.1“灰分自动跟踪的闭环控制”的构成

基于上述分析，自动地进行最佳切割点的跟踪，只能依据精煤灰分的变化自动调整“常规的跳汰灰分闭环控制”的“设定灰分”才能实现。从而推出解决问题的切入点是：在常规的跳汰灰分闭环控制的基础上，在图1中“设定灰分”之前增加“设定灰分自动跟踪调整控制”环节，与常规的跳汰灰分闭环控制(图1)结合，建立起“灰分自动跟踪的闭环控制”新的控制模式，如图3所示。因此问题焦点转化为“设定灰分自动跟踪调整控制”环节的设计。

“设定灰分自动跟踪调整控制”环节有三个输入端：

a)设定灰分输入，用于人工设定/修正灰分值；

b)设定灰分控制区间，由人工设定灰分控制区间的上、下限值，即提供对精煤灰分的上、下极限控制区间范围；

c)精煤灰分输入，作为对设定灰分调整的依据、完成自动跟踪精煤灰分的目标。

“设定灰分自动跟踪调整控制”环节有一个输出端，即经过对三路输入信号进行智能识别处理后形成“动态灰分设定值”，再接续进行“常规的跳汰灰分闭环控制”。

2.2“灰分自动跟踪的闭环控制”的应用效果

在“灰分自动跟踪的闭环控制”方式下的典型精煤灰分控制效果的灰分统计如图4所示。在图4中，24小时内精煤灰分波动宽度达到16个灰分(19.00％～35.00％)，远远超出生产要求的精煤灰分指标区间，但是会使入选的煤炭资源(低灰、中灰、高灰低质煤)得到高效的回收，实现动力煤的高效跳汰选。

比较图2与图4可以看出，在“常规的跳汰灰分闭环控制”与“灰分自动跟踪的闭环控制”两种灰分闭环控制方式之间存在着巨大的差异：

a)适应范围不同。“灰分自动跟踪的闭环控制”适应范围宽，特别是可以适应入洗煤质频繁、大范围的波动，将低灰、中灰、高灰低质精煤都分选出来，实现高效跳汰选；而“常规的跳汰灰分闭环控制”只能在入洗煤质波动不大的条件下应用，不适应入洗煤质频繁、大范围波动的条件下应用；

b)生产效果和工艺不同。在“常规的跳汰灰分闭环控制”下，可以直接生产合格灰分的精煤产品；而“灰分自动跟踪的闭环控制”不能直接生产合格灰分的精煤产品——由于生产的精煤灰分波动范围太宽，必须增设根据精煤动态灰分的配仓控制方能分离出不同灰分等级的合格产品，再增设配煤控制限定合格产品的品种，形成先高效产出，后优质处理的生产工艺模式。

3.“灰分自动跟踪的闭环控制”环节的设计——程序控制步骤

图3为“灰分自动跟踪的闭环控制”结构，由“设定灰分自动跟踪调整控制”环节和“常规的跳汰灰分闭环控制”环节(见图1)两部分组成；其中的“设定灰分自动跟踪调整控制”环节是为实现“灰分自动跟踪的闭环控制”而需要进行设计的核心，“常规的跳汰灰分闭环控制”环节为原有技术。

“设定灰分自动跟踪调整控制”环节控制程序流程的具体实施包括“环节端子功能的内部控制参数设置”和“环节的控制软件程序流程”两个配套部分。

3.1“设定灰分自动跟踪调整控制”环节端子功能的内部控制参数设置

针对该环节的三个输入量以及内部设置参数可以参见图9进行说明：

a)“设定灰分输入”可以对输出“动态灰分设定值”直接进行调节，同时程序内部相对于“动态灰分设定值”的两侧设置了一条控制带(见图9)，带边界称为“动态灰分设定值的区间下限”和“动态灰分设定值的区间上限”，在“动态灰分设定值的区间的上、下限”之间不进行灰分跟踪调节，回避测灰仪测量误差引起的误调节；

b)“设定灰分控制区间”输入端设定图9中的“灰分控制区间上限值”和“灰分控制区间下限值”，调节“灰分控制区间上限值”可以控制高灰低质煤的灰分上限限位，即产生“高于该灰分的舍弃、低于该灰分的精煤回收”的控制效果；调节“灰分控制区间下限值”可以控制低灰煤的灰分下限限位，即产生“低于该灰分的多回收、高于该灰分的正常回收”的控制效果。与此同时，根据“灰分控制区间下限值”内部程序设置了“灰分控制区间下限值的区间上限”；根据“灰分控制区间上限值”内部程序设置了“灰分控制区间上限值的区间下限”，一旦“灰分控制区间上、下限值”变动，则“灰分控制区间上、下限值的区间下、上限”立即随动；

c)“精煤灰分”输入端输入测灰仪测得的灰分信号，“设定灰分自动跟踪调整控制”环节依此对精煤煤质变化进行识别，并对动态灰分设定值进行增、减量调节，构成对精煤灰分变化的自动随动跟踪；与此同时，修正后的“动态灰分设定值”经过后续“常规的跳汰灰分闭环控制”环节构成对分选密度的自动调节，使系统在不同煤质对应的“最佳切割点”左右运行。

3.2“设定灰分自动跟踪调整控制”环节的控制软件程序流程

实现“设定灰分自动跟踪调整控制”环节的控制程序框图说明由图10所示，由“动态灰分设定值调节程序入口”进入，该程序执行步骤如下：

当精煤灰分发生变化或者时钟计时到，将时间计数器清零；

判断精煤灰分值是否大于动态灰分设定值区间的上限；

如果精煤灰分值大于动态灰分设定值区间的上限，则对动态灰分设定值进行增量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否大于灰分区间上限值的区间下限；

如动态灰分设定值不大于灰分区间上限值的区间下限，则跳转执行调整调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如动态灰分设定值大于灰分区间上限值的区间下限，则令动态灰分设定值等于灰分区间上限值的区间下限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果精煤灰分值不大于动态灰分设定值区间的上限，接续判断精煤灰分值是否小于动态灰分设定值区间的下限；

如果精煤灰分值不小于动态灰分设定值区间的下限，则直接退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果精煤灰分值小于动态灰分设定值区间的下限，则对动态灰分设定值进行减量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否小于灰分区间下限值的区间上限；

如果动态灰分设定值不小于灰分区间下限值的区间上限，则跳转执行调节动态灰分设定值区间的上、下限程序后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

如果动态灰分设定值小于灰分区间下限值的区间上限，则令动态灰分设定值等于灰分区间下限值的区间上限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

4.“灰分自动控制跟踪的闭环控制”灰分跟踪精度的提高——跟踪误差的修正方法

灰分自动跟踪控制时会产生对最佳切割点的跟踪误差，这是因为在实施“灰分自动跟踪的闭环控制”存在着许多不确定的因素，如“入洗煤质的大幅度随机变化”、“测灰仪测量精度低引起的测量灰分不确定性”、“‘设定灰分自动跟踪调整控制’环节的调整与入洗煤质的大幅度随机变化的相匹配特性”等等。产生最佳切割点的跟踪误差会导致轻微的“矸中带煤”或“煤里含矸”的不良后果，对此从两方面同时入手进行解决：

a)人工校正，即按照“确定灰分单体分布与最佳切割点的方法”确定最佳切割点：要求操作工人在生产过程中，当测量的精煤灰分稳定后，对煤里含矸量进行人工观察，据此修正设定灰分输入：根据在精煤震动筛筛面上满负荷运行的精煤分布内含有矸石块个数，矸石多则降低设定灰分，看不到矸石则提高设定灰分；每修正一次，等待测量灰分稳定后，再进行观察再修正，反复多次，一直达到每分钟内经过筛面的精煤中观察到1～2块粒度小于25mm的矸石块，即可确定当前设定灰分对应于当前精煤灰分分布的最佳切割点。每个小班人工校正2～3次，特别是开机运行、待精煤灰分稳定后必须进行这样的操作一次；待校正完之后，系统会以新的“动态灰分设定值”为基准接续自动运行，这是依据计算机控制系统具有“记忆”功能的特点。普遍的情况是：当目前“运行的切割点”距离“最佳切割点”较远时，需要校正的重复次数多，距离较近时需要校正的重复次数少。

b)消除产生“最佳切割点的跟踪误差”的主要影响源，即减少测灰仪灰分中断的情况。如上煤量的间歇性与操作人员给煤量配合经常失调，时常引起入洗煤流间歇中断而引起测灰仪测量灰分中断。但是上煤量的快慢与减缓速度可以从煤仓料位反映出来，因此可根据仓位的高低、上升下降的斜率，与给煤量的控制再次结合起来，形成给煤/原料煤仓位/排料/灰分闭环的多重调节，移峰填谷，减少测灰仪灰分中断的情况。

上述两个方面中：a)方面则属于对操作工人的正常操作技术要求；b)方面需要根据现场情况在程序中调整参数或调整其它控制程序配合加以解决。

5.实现精煤产品优质化需要进行的生产工艺配套改造——控制工艺的配套改造方法

根据入仓煤质进行配仓、根据各仓煤质不同进行配煤均为现有技术；但是把两者与“灰分自动跟踪的闭环控制”相结合形成工艺配套的方式，尚属首例。

在跳汰系统应用“灰分自动跟踪的闭环控制”技术、实现动力煤的高效跳汰选后，洗产品包括的洗块、洗粒、洗末的灰分波动范围同时变宽，因此首先应当分别建立根据洗块、洗粒、洗末精煤灰分分别入仓的“配仓系统”，划分出各仓精煤灰分波动的范围，这是实现动力煤产品优质化非常必要的第一个关键步骤。

其次在精煤仓下建立“配煤系统”，是形成质量稳定的标准产品、将在高效跳汰选产生的效益转化成能够被市场所承认的商品所必须增添的控制环节，是实现动力煤产品优质化的第二个关键步骤。

根据现场高灰低质煤的含量多少，可以采用不同的配煤方法：当高灰低质煤的含量较小，小于精煤总量的30％时，可以采用全部配煤的方法；当高灰低质煤的含量较大，大于精煤总量的30％时，可以采用部分配煤的方法，对高灰低质煤进行分流单独处理，这是因为在配仓控制环节可以调节低灰、中灰煤仓入仓灰分的范围，同样可以为配煤创造好的条件。

如果精煤煤质较好，实行了按灰分配仓后各仓精煤的灰分区间较窄，市场可以接受，就可以省去“配煤系统”；否则，还是建立“配煤系统”为佳，便于出厂精煤品种的随时调整。

图11为“含有低质煤的动力煤高效、优质跳汰选控制方法”的工艺改革方案，把采用“灰分自动跟踪的闭环控制”方法后对洗块、洗粒、洗末精煤质量的影响全面地考虑进来，同时建立洗块、洗粒、洗末产品配仓、配煤的质量优质化配套系统，形成完善的动力煤高效、优质跳汰选的生产工艺控制流程。

本发明方法为目前涉及高灰低质煤的动力煤跳汰选煤厂提供了一套完整的系统控制方案，具有针对性强、入洗量越大、低质煤含量越多投入产出比越高的显著特点，特别适合现有跳汰选煤厂的技术改造。

Claims (6)

1.一种动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于包括以下步骤：

针对常规的跳汰灰分闭环控制不适应入洗煤质频繁、大范围波动的条件下应用的弊病，提出利用测灰仪测量的精煤灰分来自动地对精煤灰分分布的变化进行识别，跟踪最佳切割点的变化进行灰分闭环控制的方法，即灰分自动跟踪的闭环控制，以适应入洗煤质频繁、大范围的波动，将低灰、中灰、高灰低质精煤都分选出来，实现动力煤的高效跳汰选；配合建立按洗产品灰分自动分仓、配煤环节，实现精煤产品优质化的工艺模式；

灰分自动跟踪的闭环控制的结构是在常规的跳汰灰分闭环控制的设定灰分之前增加设定灰分自动跟踪调整控制环节，输入信号包括设定灰分输入、精煤灰分和设定灰分控制区间；经过对三路输入信号进行智能识别处理后形成动态灰分设定值，再接续进行常规的跳汰灰分闭环控制；

所述设定灰分自动跟踪调整控制环节的设定灰分输入是对输出动态灰分设定值直接进行调节，同时相对于动态灰分设定值的两侧设置两个边界分别为动态灰分设定值的区间下限和动态灰分设定值的区间上限，采用在动态灰分设定值的区间的上、下限之间不进行灰分跟踪调节的原则，回避测灰仪测量误差引起的误调节；

设定灰分控制区间输入端设定的灰分控制区间上限值和灰分控制区间下限值确定了灰分控制区间的范围，调节灰分控制区间上限值是控制高灰低质煤的灰分上限限位，即产生高于该灰分的舍弃、低于该灰分的回收的控制效果；调节灰分控制区间下限值是控制低灰煤的灰分下限限位，即产生低于该灰分的多回收、高于该灰分的正常回收的控制效果；并且根据灰分控制区间下限值设置灰分控制区间下限值的区间上限，根据灰分控制区间上限值设置灰分控制区间上限值的区间下限；

精煤灰分输入为测灰仪测得的灰分信号，设定灰分自动跟踪调整控制环节依此对精煤煤质变化进行判别，对动态灰分设定值进行增、减量调节，步骤为：

当精煤灰分发生变化或者时钟计时到，将时间计数器清零；

判断精煤灰分值是否大于动态灰分设定值区间的上限；

如果精煤灰分值大于动态灰分设定值区间的上限，则对动态灰分设定值进行增量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否大于灰分区间上限值的区间下限；

如动态灰分设定值不大于灰分区间上限值的区间下限，则跳转执行调整调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序；

所述常规的跳汰灰分闭环控制为：设定灰分为定值，该定值限定在生产要求的精煤灰分指标区间内，通过灰分闭环控制的调节作用，控制跳汰机二段实际分选密度，追踪二段最佳分选密度的随机变化，达到使精煤灰分稳定在设定灰分左右的窄带区间内，来满足精煤灰分指标的要求；

所述灰分自动跟踪的闭环控制的最佳切割点为：在不同的煤质条件下，精煤灰分分布不同，“最佳切割点”的位置也不同，即“最佳切割点”随精煤灰分分布的变化移动，跟踪“最佳切割点”的变化进行灰分闭环控制，把低灰、中灰、高灰精煤都分选出来。

2.按权利要求1所述的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于：

所述灰分自动跟踪的闭环控制时会产生跟踪误差，其修正方法为：

人工校正，当测量灰分稳定后，对煤里含矸量进行人工观察，据此修正设定灰分输入：根据在精煤震动筛筛面上满负荷运行的精煤分布内含有矸石块个数，矸石多则降低设定灰分，看不到矸石则提高设定灰分；每修正一次，等待测量灰分稳定后，再进行观察再修正，反复多次，直到达到每分钟内经过筛面的精煤中观察到1～2块粒度小于25mm的矸石块，即可确定当前设定灰分对应于当前精煤灰分分布的最佳切割点。

3.按权利要求1所述的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于：

如动态灰分设定值大于灰分区间上限值的区间下限，则令动态灰分设定值等于灰分区间上限值的区间下限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

4.按权利要求1所述的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于：

如果精煤灰分值不大于动态灰分设定值区间的上限，接续判断精煤灰分值是否小于动态灰分设定值区间的下限；

如果精煤灰分值不小于动态灰分设定值区间的下限，则直接退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

5.按权利要求4所述的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于：

如果精煤灰分值小于动态灰分设定值区间的下限，则对动态灰分设定值进行减量跟踪调节；

接续判断动态灰分设定值是否小于灰分区间下限值的区间上限；

如果动态灰分设定值不小于灰分区间下限值的区间上限，则跳转执行调节动态灰分设定值区间的上、下限程序后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

6.按权利要求5所述的动力煤的高效、优质跳汰选控制方法，其特征在于：

如果动态灰分设定值小于灰分区间下限值的区间上限，则令动态灰分设定值等于灰分区间下限值的区间上限值，接续调节动态灰分设定值区间的上、下限后，退出设定灰分自动跟踪调整控制环节的控制程序。

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