1.地面生產系統工藝流程 煤炭資源儲量世界第一可采儲量世界第二位2005年煤炭總產量19億噸2004年原煤入洗能力為6.5億噸(35％)2020年原煤入洗要達到90％----市場前景十分巨大 •煤炭洗選的作用 –提高煤炭質量，減少燃煤污染物排放 •煤炭洗選可脫除煤中50%－80％的灰分、30%－40％的全硫（或60%~80%的無機硫），燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO2和NOx的排放，入洗1億噸動力煤一般可減排60～70萬噸SO2，去除矸石16M噸 –提高煤炭利用效率，節約能源 •煉焦煤的灰分降低1%，煉鐵的焦炭耗量降低2.66%，煉鐵高爐的利用系數可提高3.99%；合成氨生產使用洗選的無煙煤可節煤20%；發電用煤灰分每增加1%，發熱量下降200～360J/g,每度電的標準煤耗增加2～5g；工業鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%~8%； –優化產品結構，提高產品競爭能力 •利于煤炭產品由單結構、低質量向多品種、高質量轉變，實現產品的優質化。煤炭消費的用戶對煤炭質量和品種的要求不斷提高。有些城市，要求煤炭硫分小于0.5%，灰分小于10% –減少運力浪費 •由于平均煤炭運距約為600公里，煤炭經過洗選，可去除大量雜質，每入洗100Mt原煤，可節省運力9600Mt.km。 2.工藝分項介紹 原煤準備—篩分破碎車間—主廠房—濃縮壓濾—裝倉系統—裝車站 2.1 原煤篩分破碎系統 2.1.1.篩分破碎系統在帶孔的篩面上使物體按照粒度大小進行分級作業稱為篩分.使塊煤分裂成更小顆粒的過程叫做破碎，用于破碎的設備既為破碎機•選煤時對粒度要求•煤與矸石共生的夾矸煤，需要破碎才能將矸石和精煤分開•滿足用戶對粒度的要求 a. 篩分：從井下采運出來的毛煤，是塊度大小不一的混合物其中顆粒直徑最大的達到100～200mm以上，最小顆粒可為飛揚的煤塵。因此再入選前要按粒度要求進行分級處理。篩分按其作用不同，可分為：選前篩分、最終篩分、輔助篩分等。篩分機按其工作原理分為：固定篩、滾軸篩、搖動篩、震動篩等。 b.揀矸 最簡單的揀矸辦法是手選，它是將篩上物運送至緩慢運行的輸送膠帶機上，根據煤和矸石的顏色、外形特點，用手工揀除大塊矸石及其他雜物的一種作業 手選是一種占用大量勞力的原始方法，揀矸效率低，勞動條件差，應逐步采用現代揀矸方法。如電力揀矸、放射性同位素揀矸及重介質選矸。 c. 破碎為滿足精選機械對入選原煤粒度的要求，經過手選后的塊煤，粒度超過限度時，要經過破碎后才能入選。例如，采用跳汰機選煤時，塊煤粒度不得超過50～100mm，否則就要經破碎后才能入選。塊煤破碎采用破碎機。根據破碎粒度可分為粗碎（25～50mm以上的破碎）、中碎（25～6mm的破碎）、細碎（6～1mm的破碎）及粉碎（1mm一下的破碎）四種。 1. 原煤篩分破碎系統主要控制設備包括:給煤機、膠帶輸送機、分級篩、手選膠帶輸送機、破碎機、除鐵器、分煤器、溜槽、漏斗、煤倉、刮板機等主要設備。 2. 系統構成：控制站、MCC室、儀表系統儀表系統主要是以下幾類：皮帶保護儀表[跑偏、拉繩、速度、堵煤、煙霧等]料倉類[料位計等]測溫類[電機軸溫]計量類[皮帶秤、電量表、流量計等] 3. 系統點數:DI:300~500 DO: 60~200 AI:10~30 AO:0~8 2.2 選煤系統 選煤的主要目的在于排除煤中的雜質，使煤中的可燃物得以富集，成為有用產品。選煤的方法很多，有跳汰選煤、重介選煤、浮游選煤等。 原煤洗選的主要任務是：降低煤的灰分，使混雜在煤中的矸石，煤矸共生的夾矸煤與煤炭按其相對密度，外型及物理性質方面的差別加以分離。同時降低原煤中的無機硫含量，如煤中的黃鐵硫礦(FeS2)，它以單體混雜在煤中，且相對密度很大，在重力洗選過程中，容易將其除去。 2.2.1 跳汰選煤系統 跳汰選煤系統是在上下脈動為主的介質體實現物料分選的重力選煤方法，它不改變煤的物理性質。主要以水為分選介質。跳汰過程的實質是礦粒(煤，矸石及其他伴生礦物)在水或風力作用下按各自的物理性質運動的過程。 跳汰選煤的應用 大柳塔選煤廠一座大型現代化跳汰選煤廠，占地395公頃，設計生產能力1200萬噸/年，原煤來自大柳塔煤礦大柳塔井（600萬噸/年），活雞兔井（500萬噸/年）和地方煤礦（100萬噸／年）。經技術改造，最終能力可達到2100萬噸／年，既適應大柳塔礦井和活雞兔礦井各1000萬噸／年，地方煤礦100萬噸／年的原煤處理能力。 選煤廠系統控制中采用ControLogixPLC。在跳汰、濃縮、真空過濾機等單機自動化控制中，采用了SLC500小型PLC。 在重載單元裝車系統控制中采用了PLC5，完成洗后產品煤任意組合的灰分自動配比定量裝車控制。 全廠生產監控網總計連接PLC18臺。工控網與信息網的接口采用ControlLogix作為網關傳輸實時生產數據。 在廠生產調度控制中心的上位系統中，DI/DO點數為6130點，AI/AO點數為1100點，總計7230點。 經實測,在系統上位機的操作控制的I/O響應時間為300～400毫秒,在PLC層的控制響應時間為100毫秒以內,充分滿足了實時控制的要求。 2.2.2 重介選煤系統 重介選煤系統重介選煤是用密度介于精煤與矸石(或中煤)之間的液體作為介質進行分選的方法。密度低于介質的精煤漂浮，而密度高于介質的矸石或中煤則下沉。重介選煤能達到很高的分選精度，可以獲得高的分選效率。 重介選煤廠主要特點 –占地面積小：相同處理能力時，重介選煤廠體積僅為傳統選煤廠的50％； –施工周期短：僅需6～9個月的時間即可建成投產； –效率高：洗選效率達97％以上； –產品質量穩定：分選比重的波動范圍小于0．005； –具有擴展性：可根據需要增加模塊，以提高入洗能力和改變洗選工藝； –基礎處理簡單：原地夯實后，做200～300mm的混凝土即可； –工藝指標先進：電耗小于5度／t入洗原煤，介耗小于lkg／t入洗原煤，水耗小于80kg／t入洗原煤，噸原煤加工費少于7元人民幣； –自動化程度高：全廠每班只需2～3人 杏花洗煤廠羅克韋爾自動化控制系統結構圖 2.2.2 重介選煤應用實例 顧北煤礦調度指揮控制中心 中控室操作站上集中操作和分站操作員接口觸摸屏上分別操作，由操作人員對運行系統和控制方式進行選擇，以實現集中控制單臺設備啟動和自動順序啟停功能。 •啟動預告功能：系統啟動前，設備啟車預告功能通過笛、鈴和語音向現場設備發啟動預告信號，以提醒工作人員注意安全。 •具有設備禁止啟動功能：在預告期間，監控系統上位機若接收到現場禁啟信號，則禁止啟動設備，并自動記錄禁啟設備號；否則按逆煤流順序啟車。 •啟動/暫停功能：在啟車過程中，若有任一臺設備故障或禁啟，系統立即暫停啟車過程，閉鎖來煤設備，延時一定時間，在延時時間內，已啟動的設備不停，若故障能短時排除，可繼續啟車；否則，瞬時停止已啟動的設備。 •事故處理、暫停/解除功能：在設備運行過程中，當某臺設備發生故障時，故障臺設備至煤源側各設備立即停車，故障點沿煤流方向以后的設備煤流運空延時停車。若故障能盡快處理，現場人員可解除故障。這時停車過程自動停止，未停完的設備不再繼續停車。系統向各設備重新發啟動預告信號，預告結束后便自動啟車至煤源，使系統恢復正常運行，以減少設備的頻繁啟停，降低設備的損壞率。 •診斷功能：系統具有先進的綜合診斷功能，能快速正確地識別模塊配置錯誤、模擬量超程、線路斷線等故障，并自動報告故障。 •網絡功能：主控模件與I/O之間采用遠程I/O體系結構，該遠程I/O系統可將I/O分別設置在配電室及各配電點，以減少控制電纜，降低干擾，實現系統布線方式的優化。 •通訊功能：具有直接通訊、高速對等通訊和開放性標準通訊功能，使系統通訊結構簡單，性能高，以滿足計算機與控制器之間的緊密聯系，完成實時數據的傳送與統計。 •集控功能： (1)系統設置集中、就地、試驗三種工作方式。運行方式為集中聯鎖（具有集中起動單臺設備的功能）、就地解鎖；試驗方式作為軟件調試及硬件接線檢查用。控制方式由集中控制室調度人員在計算機上進行選擇。 (2)集中、就地兩種方式可在系統運行中在線切換。 (3)具有預告信號、設備禁起信號功能。系統啟、停車之前設啟、停車預告信號。 (4)參與集控的設備逆煤流啟車，順煤流停車，一備一用可實現在線啟、停備用設備。 (5)故障時參與集控的設備按程序自故障設備起逆煤流閉鎖迅急停車,在集控室上位機顯示器報警、顯示故障原因并有語音提示、打印機自動打印故障信息。 •操作站功能： –通過高清晰顯示器，對工藝系統流程，全廠設備運行狀態及閘門位置等實施動態圖形顯示。 –設備流程圖：以不同顏色表示設備的運行、停止和故障狀態. –煤位<