洗煤廠工藝設(shè)備節(jié)能降耗探討論文
摘要：主要研究了洗煤廠工藝設(shè)備自動(dòng)化過(guò)程控制過(guò)程控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)、PID調(diào)節(jié)器、電動(dòng)單元組合儀表。在選煤廠的節(jié)能降耗與環(huán)保管理方面研究了電量能耗和損失狀況和選煤廠節(jié)能管理措施。
關(guān)鍵詞：洗煤廠；工藝設(shè)備；自動(dòng)化；節(jié)能降耗
1洗煤廠工藝設(shè)備自動(dòng)化過(guò)程控制
1.1過(guò)程控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)
工業(yè)過(guò)程可以分為連續(xù)過(guò)程工業(yè)、離散過(guò)程工業(yè)和間隙過(guò)程工業(yè)。其中，連續(xù)過(guò)程工業(yè)所占的比重最大，涉及煤炭、石油、電力、化工等工業(yè)部門，連續(xù)過(guò)程工業(yè)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)意義重大。過(guò)程控制主要是指連續(xù)過(guò)程工業(yè)的過(guò)程控制。與其他的自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，過(guò)程控制系統(tǒng)具有一些自身的特點(diǎn)。a.系統(tǒng)由過(guò)程檢測(cè)和控制儀表組成；b.被控過(guò)程的多樣性；c.控制方案的多樣性；d.控制過(guò)程多屬于慢過(guò)程，而且多半屬于參量控制；e.定值控制是過(guò)程控制的一種主要控制形式。
1.2PID調(diào)節(jié)器
一個(gè)控制系統(tǒng)的控制特性主要取決于調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)特性，不同類型的調(diào)節(jié)器有不同的調(diào)節(jié)特性和調(diào)節(jié)參數(shù)，因此，對(duì)不同類型的控制系統(tǒng)應(yīng)選擇合適的調(diào)節(jié)器，以滿足系統(tǒng)的特性指標(biāo)。當(dāng)然，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)之外，還需要考慮一些其他的問(wèn)題，如儀表的確定以及參數(shù)的確定等問(wèn)題。調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)就是調(diào)節(jié)規(guī)律的確定和調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律很多，也都能夠達(dá)到控制系統(tǒng)的要求，但PID調(diào)節(jié)器由于它自身的優(yōu)點(diǎn)而得到了最廣泛的應(yīng)用。PID調(diào)節(jié)器是一種負(fù)反饋控制，是比例積分微分控制的簡(jiǎn)稱。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。
1.3電動(dòng)單元組合儀表
1.3.1控制儀表的發(fā)展。自動(dòng)控制系統(tǒng)中，檢測(cè)儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成測(cè)量信號(hào)后，一方面送顯示儀表進(jìn)行顯示記錄，另一方面送到控制儀表，調(diào)節(jié)被控變量到預(yù)定的數(shù)值上�？刂苾x表通常包括調(diào)節(jié)器、變送器、運(yùn)算器、執(zhí)行器等，它的發(fā)展經(jīng)歷了基地式控制儀表、單元組合控制儀表、組裝式綜合控制裝置等階段�；厥娇刂苾x表是以指示、記錄儀表為主體，附加控制機(jī)構(gòu)所組成的裝置。它的儀表結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，常用于單機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。單元組合控制儀表將整套儀表按照功能劃分成若干獨(dú)立的單元，各單元之間用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)連接。單元組合控制儀表按照連接信號(hào)的不同可分為氣動(dòng)單元組合控制儀表和電動(dòng)單元組合控制儀表兩類。氣動(dòng)單元組合式控制儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定，且在本質(zhì)上是安全防爆的，特別適用于易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)所。
1.3.2電動(dòng)單元組合儀表。DDZ系列儀表以電動(dòng)單元組合儀表的電(DIAN)、單(DAN)、組(ZU)3個(gè)字的'漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫字母為標(biāo)志，即DDZ代表電動(dòng)單元組合儀表。使用電動(dòng)單元組合儀表構(gòu)成的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電動(dòng)單元組合儀表大致可劃分為8個(gè)功能單元，即變送單元、調(diào)節(jié)單元、執(zhí)行單元、顯示單元、給定單元、轉(zhuǎn)換單元、運(yùn)算單元和輔助單元。被調(diào)量一般是非電量的工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、物位等，必須經(jīng)過(guò)一定的檢測(cè)元件，將其變換為易于傳送和顯示的物理量。檢測(cè)元件通常也被稱為敏感元件、傳感器、換能器、一次儀表等。
2選煤廠的節(jié)能降耗與環(huán)保管理
2.1電量能耗和損失狀況分析
選煤廠的主要能耗是用電，其電力統(tǒng)計(jì)范圍從原煤進(jìn)入準(zhǔn)備車間到產(chǎn)品裝車全過(guò)程。不同選煤廠的電耗不一樣，一般而言，動(dòng)力煤選煤廠電耗要低于煉焦煤選煤廠，礦井型選煤廠的電耗低于礦區(qū)（中央）型選煤廠，大型選煤廠電耗低于小型選煤廠。對(duì)一個(gè)特定選煤廠而言，各系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的電耗并不相同。分系統(tǒng)看，各車間消耗電量由大到小依次為主選、煤泥水、準(zhǔn)備、輔助及辦公系統(tǒng)，其中，主選電耗占45%。65%，煤泥水電耗占25%~350h，準(zhǔn)備電耗占9%~18%，輔助電耗占2%NiOoh。分設(shè)備看，選煤廠泵類設(shè)備較多，裝機(jī)容量約占全廠設(shè)備總裝機(jī)容量的35%～50%．運(yùn)輸設(shè)備占15%~25%，壓風(fēng)設(shè)備占12%~18%，破碎篩分脫水設(shè)備占10%～15%，洗選設(shè)備占2%~10%，其他設(shè)備占30%~10%。對(duì)同規(guī)模同類型不同工藝的選煤廠，由于設(shè)備分類不同，其功耗占比也不一樣，一些選煤廠細(xì)粒煤脫水采用加壓過(guò)濾機(jī)，該設(shè)備及其配套裝置功率較大，成為選煤廠的主要耗電設(shè)備。選煤廠電耗和矸石帶煤損失是衡量選煤廠管理水平和技術(shù)水平的兩個(gè)重要指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)動(dòng)力煤選煤廠電耗先進(jìn)水平為4kW．h/t左右，矸石帶煤損失<1%。煉焦煤選煤廠電耗先進(jìn)水平為55kW．h/t左右，矸石帶煤損失<1%。
2.2選煤廠節(jié)能管理措施
2.2.1管理措施。①?gòu)?qiáng)有力的組織領(lǐng)導(dǎo)是一切活動(dòng)的核心，主要領(lǐng)導(dǎo)牽頭，將節(jié)能管理納入到全年的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，從廠、車間到隊(duì)組形成了全廠完善的管理網(wǎng)絡(luò)。節(jié)能管理成為日常管理的一部分，做到職責(zé)分明，措施得力。②注重基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的收集，合理配備計(jì)量器具，規(guī)范能源統(tǒng)計(jì)，加強(qiáng)節(jié)能監(jiān)測(cè)，充分發(fā)揮能源計(jì)量在選煤廠節(jié)能減排中“標(biāo)尺”和“眼睛”的作用。③定期對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行各環(huán)節(jié)和系統(tǒng)進(jìn)行能耗測(cè)定和分析，查找出間題，針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)。④生產(chǎn)組織上，盡可能減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，及時(shí)掌握入選原料煤、庫(kù)存、系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)銷等信息，嚴(yán)格計(jì)劃性檢修，集中生產(chǎn)時(shí)間，盡力減少開停車次數(shù)，保證穩(wěn)定長(zhǎng)周期生產(chǎn)。⑤開展能源合同管理工程有助于提高選煤廠節(jié)能意識(shí)和積極性。能源合同管理是以減少的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式，具有節(jié)能效率高、客戶零投資且風(fēng)險(xiǎn)低、投資回收期短、技術(shù)先進(jìn)、管理專業(yè)的特點(diǎn)。
2.2.2技術(shù)措施。技術(shù)是最具創(chuàng)造性的節(jié)能手段。采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，通過(guò)觀念創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí)提高效率和能源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能終極目標(biāo)。a.簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，改造落后的工藝流程，目前國(guó)內(nèi)普遍采用的重介浮選流程比跳汰一浮選流程的工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，故障率低，能耗低。b.采用高效節(jié)能新設(shè)備，更瓤淘汰落后高耗能設(shè)備；采用大型可靠先進(jìn)設(shè)備，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)，節(jié)約能耗。c.采用變頻調(diào)速、軟啟動(dòng)技術(shù)，減小啟動(dòng)電流，通過(guò)改變?cè)O(shè)備輸入電壓、頻率，達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，同時(shí)給設(shè)備提供過(guò)流、過(guò)壓：過(guò)載等保護(hù)功能，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行和控制，提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。d.采用功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)。無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致廠內(nèi)電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線路中，造成設(shè)備效率低下，大量浪費(fèi)電能，使用功率因數(shù)補(bǔ)償可以有效減少無(wú)功損耗，增加廠內(nèi)電網(wǎng)的有功功率。選煤廠局部功率因數(shù)低，多數(shù)因電感缺失造成，因而常采用電容補(bǔ)償來(lái)提高功率因數(shù)。e.流體輸送系統(tǒng)優(yōu)化。對(duì)于輸送流體的管網(wǎng)系統(tǒng)，盡量縮短管網(wǎng)長(zhǎng)度，合理布局管道走向，減少不必要的彎管、閥門、擋板，以降低管網(wǎng)阻力損失，提高系統(tǒng)效率；合理確定管道截面（或管徑），管道的截砸需要改變形狀和尺寸時(shí)，采取逐漸過(guò)渡的連接方式，避免突然擴(kuò)犬或縮小的連接；合理匹配泵迸設(shè)備和管路系統(tǒng)，消除因系統(tǒng)配置不合理而引起的高耗能，減小能耗損失，提高輸送效率。f.優(yōu)先考慮采用太陽(yáng)能、地?zé)�、井下余熱、周邊電廠、焦化廠余熱達(dá)到自身節(jié)能目標(biāo)。
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