選煤控制系統(tǒng)PLC控制和組態(tài)設計含6張CAD圖

選煤控制系統(tǒng)PLC控制和組態(tài)設計含6張CAD圖,選煤,控制系統(tǒng),plc,控制,節(jié)制,以及,組態(tài),設計,cad 選煤控制系統(tǒng)PLC控制和組態(tài) 摘 要 為提高煤炭的利用效率和減少對環(huán)境的污染，我國正在推行“潔凈煤技術計劃”。選煤是潔凈煤技術的基礎，它從根本上改善煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量，提高煤炭的利用效率和減輕對大氣及環(huán)境的污染，同時還可以明顯地提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，加快選煤工業(yè)的發(fā)展是當前煤炭工業(yè)的重要任務之一。為了提高洗煤廠工作效率，采用可編程序控制器為主，以各設備的電動機為主要控制對象，按照選煤工藝流程的順序進行控制。通過本次論文的設計，加強了集中控制的思想，使整個選煤控制系統(tǒng)更加智能化、模塊化、集控化，同時也增加了選煤控制系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。 本課題所研究的選煤廠是一個年生產(chǎn)能力約為100萬噸的礦井型動力煤選煤廠，全廠各個控制系統(tǒng)相對獨立，沒有一個生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，給生產(chǎn)指揮和監(jiān)視設備的運行狀態(tài)帶來相當大的困難。本設計通過設備之間的邏輯關系，使用可編程控制器（PLC），使每臺設備的電動機作為控制對象，按照選煤的工藝順序流程進行控制，從而實現(xiàn)對選煤廠的自動化控制。 關鍵字：選煤 ；可編程控制器；自動化控制 2 Coal preparation control system of PLC control and configuration Abstract To improve the efficiency of coal use and reduce environmental pollution, China is pursuing "clean coal technology program. " Coal is the basis for clean coal technology, which fundamentally improve the quality of coal products, improve efficiency and reduce coal use and pollution of the atmosphere, but also can significantly increase the economic benefits of coal mining enterprises. Therefore, accelerating the development of coal preparation industry is currently one of the important task of the coal industry.. The design is in line with the logic interlock devices, unified system of control ideas, with the now commonly used in industrial field programmable logic controller. Through this paper the design, strengthening the idea of centralized control, so that the whole coal preparation control system more intelligent, modular, centralized control of, but also increase the safety of coal preparation control system, economy and stability. This topic research by the coal preparation plant is an annual production capacity of about 2 million tons of type steam coal mine coal preparation plant, relatively independent, the various control system without a production scheduling system, to the production command and monitor equipment running state leads to considerable difficulties. The logical relationship between the design through the equipment, the use of programmable controller (PLC), make each device of motor as control object, the process control in coal preparation process order, so as to realize the automation control of the coal preparation plant. Key word：Coal preparation; Programmable controller; Automatic control 22 目 錄 摘 要 2 Abstract 2 1 緒 論 1 1.1本課題的來源和背景 1 1.2設計的目的和意義 2 1.3 設計的主要任務和依據(jù) 2 1.3.1 主要任務 2 1.3.2 主要依據(jù) 2 1.3.3 本設計基本要求 3 2 選煤控制系統(tǒng)的總體設計 4 2.1 選煤廠控制系統(tǒng)的工藝流程 4 2.2 選煤系統(tǒng)中各個部分的介紹 6 2.2.1 原煤倉 6 2.2.2 閥門控制器 6 2.2.3 振動給煤機 7 2.2.4 運輸皮帶 8 2.2.5 分級篩 9 2.2.6 重介質(zhì)選煤 11 2.2.7 離心脫水 19 2.2.8 磁選機 21 2.2.9 浮選設備 25 2.2.10 壓濾脫水 27 3.1 過程控制性設計的主要技術內(nèi)容 30 3.1.1 過程控制的概念 30 3.1.2 過程控制系統(tǒng)的的步驟 31 3.1.3 過程控制系統(tǒng)的特點 32 3.2選煤控制系統(tǒng)工藝流程圖 33 3.3選煤方案對比及方案確定 35 3.3.1 重介質(zhì)選煤技術 35 3.3.2 跳汰選煤技術 35 3.3.3選煤方案確定 35 4 選煤控制系統(tǒng)電路圖及其控制的過程 36 4.1 系統(tǒng)主電路的主要設備清單 36 4.2系統(tǒng)主電路部分的電路圖 38 5 基于PLC的控制硬件電路設計 45 5.1 PLC的特點 45 5.1.1可靠性高，抗干擾能力強 45 5.1.2 通用性強，使用方便 46 5.1.3 采用模塊化結構，使系統(tǒng)組合靈活方便 46 5.1.4 編程語言簡單、易學，便于掌握 46 5.1.5 系統(tǒng)設計周期短 46 5.1.6 對生產(chǎn)工藝改變適應性強 46 5.1.7 安裝簡便、調(diào)試方便、維護工作量小 47 5.2 PLC的基本組成 47 5.2.1 CPU 47 5.2.2 存儲器（RAM、ROM） 48 5.2.3 I/O模塊 48 5.2.4電源 48 5.3 PLC在選煤廠的干擾分析 48 5.3.1 干擾源分析 48 5.3.2 預防干擾的方法 49 5.4 PLC的控制原理 49 5.5 PLC選型 50 5.6 選煤控制PLC被控設備圖 51 5.7 PLC控制程序設計的基本思路 51 6 基于PLC的軟件程序設計及仿真 53 6.1 PLC編程器、編程軟件的介紹 53 6.1.1專用便攜式簡易編程器 53 6.1.2 計算機編程軟件 53 6.1.3 三菱電機的編程軟件和模擬軟件 53 6.2 GX Developer簡介 54 6.2.1 軟件的共通化 54 6.2.2 操作性強 54 6.2.3 陳序的標準化 54 6.2.4 能夠簡單設定和其他站點的連接 55 6.2.5 能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接 55 6.2.6 豐富的調(diào)試功能 55 6.2.7 編程軟件與專用軟件的區(qū)別 56 6.3 PLC程序設計的具體實現(xiàn) 57 7 人機畫面設計 58 7.1 使用亞控組態(tài)王實現(xiàn)控制系統(tǒng)實驗仿真的基本方法 58 7.2 創(chuàng)建工程的步驟 59 7.3 選煤控制組態(tài)的建立 59 7.4 選煤控制組態(tài)畫面 61 結論 64 參考文獻 65 附錄I 67 附錄Ⅱ 75 附錄Ⅲ 84 致謝 98 1 緒 論 本章首先闡述畢業(yè)設計課題的來源背景，設計的目的及意義，設計的主要任務和依據(jù)。 1.1 本課題的來源和背景 能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和人類賴以生存的物質(zhì)基礎。煤炭是我國的主要能源，其生產(chǎn)量和消費量一直占能源的70%左右。我國煤炭資源豐富，品種齊全，但我國的石油、天然氣資源相對不足，其存量只可開采幾十年；水力資源雖然豐富，但集中在西南地區(qū)，而且開發(fā)利用需要的投資很大；核能、太陽能、風能、生物能的開發(fā)利用剛剛起步。所以未來幾十年內(nèi)，煤炭仍是我國最可靠的能源，煤炭的基礎地位不會改變。我國又正在推行“潔凈煤技術計劃”，選煤又是潔凈煤技術的基礎，也是煤炭深加工（制水煤漿、焦化、氣化、液化）和潔凈、高效利用的前提。選煤可以除去原煤中的大部分礦物雜質(zhì)，提高煤炭質(zhì)量，并把它分成不同等級，為用戶合理利用創(chuàng)造條件。選煤也能從根本上改善煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量，提高煤炭的利用效率和減輕對大氣及環(huán)境的污染，同時還可以明顯地提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。選煤設計發(fā)展的特點是選煤廠廠型日趨大型化, 在重介質(zhì)選煤快速發(fā)展的情況下, 多種工藝并存及組裝式選煤廠是未來發(fā)展趨勢, 選煤廠要逐漸采用計算機控制系統(tǒng), 實現(xiàn)自動控制。在電氣控制方面，隨著大規(guī)模集成電路和微處理器的發(fā)展和應用，出現(xiàn)了可編程序控制器（簡稱PLC），它把計算機的功能完備、通用性和靈活性好等優(yōu)點，與繼電接觸式控制系統(tǒng)的操作方便、簡單易懂、價格低廉等優(yōu)點結合起來，更適應于工業(yè)環(huán)境的通用控制，現(xiàn)在又增加了算術運算、過程控制、數(shù)據(jù)通信等功能，已可以完成大型而復雜的控制任務。在全球PLC制造商中，西門子公司、AB公司、施耐德公司、三菱公司、歐姆龍公司的銷售額約占全球總銷售額的三分之二。國內(nèi)PLC形成產(chǎn)品化的生產(chǎn)企業(yè)市場占有率不超過10%,但在價格上占有明顯的優(yōu)勢。 我國是煤炭生產(chǎn)和利用大國之一，據(jù)中國工程院研究預測，到2050年，中國一次能源要求達到34.4億噸煤炭，在一次能源中消費的比例仍居主導地位。從資源上，中國煤炭資源相對豐富，大大高于石油和天然氣儲量總和，作為發(fā)電和供電燃料使用，燃用天然氣、油的成本一般為煤炭的2.4倍，因此煤炭是我國最可靠最廉價的能源。為了提高選煤廠的自動化程度，改善原煤控制系統(tǒng)的準確性，節(jié)約煤炭資源，設計自動化選煤控制系統(tǒng)是非常有必要的。 1.2 設計的目的和意義 選煤廠選煤設計工作是運用現(xiàn)代科學技術進行多學科、全方位、創(chuàng)造性的勞動。只有依靠科技進步,全面轉換經(jīng)營機制才能促使設計工作不斷向前發(fā)展,設計質(zhì)量才能不斷提高和完善。通過對選煤控制系統(tǒng)的自動化設計可以提高日選煤能力，提高綜合節(jié)能效率，減輕對環(huán)境的污染，大大地提高了煤礦的自動化、信息化水平，達到了減員增效、降低消耗、提高企業(yè)生產(chǎn)效益的目的。 通過本次設計，可更好的熟悉有關可編程控制器的功能和應用，以及畫電氣控制原理圖和電機主回路圖的有關規(guī)范、標準和規(guī)定；熟悉控制系統(tǒng)的設計原則和方法；樹立科學技術與工程經(jīng)濟相統(tǒng)一的辨證觀點；培養(yǎng)綜合應用所學的理論知識分析解決工程實際問題的能力；了解電氣自動化的特點；掌握電氣自動化系統(tǒng)設計計算的方法和步驟，并在進行工程計算、工程制圖、文字處理等方面得到初步訓練。為以后從事高層電氣自動化系統(tǒng)改造、運行及管理工作打下必要的基礎。 1.3 設計的主要任務和依據(jù) 1.3.1 主要任務 本課題所研究的選煤廠是一個年生產(chǎn)能力約為100萬噸的礦井型動力煤選煤廠，全廠各個控制系統(tǒng)相對獨立，沒有一個生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，給生產(chǎn)指揮和監(jiān)視設備的運行狀態(tài)帶來相當大的困難。。本設計通過設備之間的邏輯關系，使用可編程控制器（PLC），使每臺設備的電動機作為控制對象，按照選煤的工藝順序流程進行控制，從而實現(xiàn)對選煤廠的自動化控制，保證控制系統(tǒng)的安全、可靠，使用與維修方便。 1.3.2 主要依據(jù) 通過對某些選煤廠選煤工藝的了解，還有通過一些途徑查找到的一些選煤廠的相關資料，指導老師給出的控制思路，在圖書館的查閱相關的參考資料和上網(wǎng)搜集的相關資料及在大學四年所學的相關專業(yè)知識等等。 1.3.3 本設計基本要求 (1) 努力學習、勤于實踐、勇于創(chuàng)新，保質(zhì)保量的完成畢業(yè)設計任務書規(guī)定的任務。 (2)遵守紀律，保證出勤，因事、因病不能堅持正常設計，應事先向指導教師請假，否則作為曠課處理。無論任何原因，不參加時間達到1/5者，取消答辯資格，成績按不及格處理。 (3)獨立完成規(guī)定的設計任務，不弄虛作假，不抄襲和拷貝別人的工作內(nèi)容,否則畢業(yè)設計成績按不及格處理。 (4)畢業(yè)設計說明書必須符合學院有關規(guī)范要求，否則不能取得參加答辯的資格。 (5)每天認真書寫畢業(yè)設計日志，日志主要記載學生在畢業(yè)設計過程中所涉及的學術問題，指導教師定時檢查，并給予指導評定。 (6)在實驗室進行實驗時，要愛護儀器設備，節(jié)約材料，嚴格遵守操作規(guī)程及實驗室有關制度。 4 2 選煤控制系統(tǒng)的總體設計 2.1 選煤廠控制系統(tǒng)的工藝流程 根據(jù)對選煤廠選煤技術的了解和詢問，知道了設計的任務和重點。選煤廠控制系統(tǒng)的設計就是把不同原煤倉中的原煤按照一定的配比混合后再經(jīng)過一系列的選煤設備分選出不同的產(chǎn)物。我根據(jù)某些選煤廠的系統(tǒng)工藝流程，到圖書館和網(wǎng)上查閱相關的資料，并向指導老師請教選煤廠相關的工藝流程知識，知道了選煤系統(tǒng)的相關工藝流程。圖1即為選煤控制系統(tǒng)工藝流程方框圖。 原煤倉1 原煤倉2 原煤倉3 原煤倉4 振動給煤機1 振動給煤機2 振動給煤機3 振動給煤機4 運 輸 皮 帶 分 級 篩 塊狀物 末狀物 重 介 質(zhì) 分 選 機 重 介 質(zhì) 旋 流 器 排出的懸浮液 塊精煤 矸石塊 中 煤 磁選機 磁鐵礦粉 末 精 煤 矸 石 浮選機 離心脫水機（三臺） 末精煤 壓濾機 末 精 煤 倉 矸石場 塊 精 煤 倉 矸石場 中煤倉 煤 泥 末 精 煤 倉 圖1 選煤控制系統(tǒng)工藝流程方框圖 2.2 選煤系統(tǒng)中各個部分的介紹 2.2.1 原煤倉 原煤從外地運到選煤廠時，首先把原煤放到原煤坑中，然后根據(jù)原煤的煤質(zhì)并用控制系統(tǒng)來確認原煤要運輸?shù)侥膫€原煤倉中。另外原煤倉的出口處需要一個原煤流量控制閥，用來控制原煤倉是否往后面的設備輸送原煤，以及輸送原煤量的大小。 2.2.2 閥門控制器 在原煤倉的出口處安裝閥門控制器是為了控制給煤量的大小。閥門控制器的種類很多，我在本次設計中選擇用三相電動閥門控制器。該類型的閥門控制器是用來控制閥門三相電動裝置的一種儀器，它可以向三相閥門電動裝置發(fā)出開啟和關閉的指令，實現(xiàn)閥的遠距離控制，也可以在現(xiàn)場手動操作。該產(chǎn)品廣泛應用于電站、石油工、給排水、食品、輕紡、造紙、醫(yī)藥、水利工程、船舶、市政工程和鋼鐵、煤炭等單位。其結構圖如圖2所示。 圖2 電動控制閥結構原理圖 2.2.3 振動給煤機 現(xiàn)場給煤機一般選用的是振動給煤機。振動給煤機廣泛應用于煤炭行業(yè)，把原煤及粉煤從原煤倉均勻或定量給到運輸皮帶上，它具有起動迅速，停車平穩(wěn)，維修少，安裝方便，結構簡單等特點，是煤炭行業(yè)中給料的理想設備。在本設計中我選用GZGM-K系列振動給煤機。GZGM-K系列振動給煤機的給料過程是利用特制的振動電機或兩臺電動機帶動激振器驅動給料槽沿傾斜方向作周期直線往復振動來實現(xiàn)，當給料槽振動的加速度垂直分量大于重力加速度時，槽中的煤被拋起，并按照拋物線的軌跡向前跳躍運動，拋起和下落在瞬間完成，由于激振源的連續(xù)激振，給煤槽連續(xù)振動，槽中的煤連續(xù)向前跳躍，以達到給煤的目的。該振動給煤機結構圖如圖3及其性能參數(shù)如表1所示。 圖3 GZGM-K系列振動給煤機結構 表1 性能參數(shù) 型號 名稱 GZGM-K0 GZGM-K1 GZGM-K2 GZGM-K3 GZGM-K4 代替型號 K-0 K-1 K-2 K-3 K-4 給料粒度 0-250 0-350 0-350 0-400 0-500 振頻（Hz） 16 16 16 16 16 雙振幅（mm） 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 振動 電機 型號 YZO-10-6 YZO-10-6 YZO-10-6 YZO-30-6 YZO-50-6 功率（kw） 0.75×2 0.75×2 1.5×2 2.5×2 3.7×2 給煤能力 煙煤（t/h） 22-90 34-135 45-200 75-300 132-530 無煙煤（t/h） 25-100 38-150 50-225 80-330 146-600 總重（kg） 820 1050 1250 1580 1960 2.2.4 運輸皮帶 運輸皮帶主要負責運輸原煤到各種選煤設備中及把最后分選出來的不同產(chǎn)物運到不同的倉庫中去，在現(xiàn)場使用的運輸皮帶一般有100米左右長，1米多寬。運輸皮帶對選煤廠來說是必不可少的設備，但是皮帶在工作過程中經(jīng)常發(fā)生很多問題，其中運輸機運行時皮帶跑偏是最常見的故障。為解決這類故障重點要注意安裝的尺寸精度與日常的維護保養(yǎng)。 對于皮帶跑偏現(xiàn)象，需采取相應的對策來進行調(diào)整，關鍵在于消除輸送帶兩側所受的驅動力不平衡及皮帶受到側向力等因素。對安裝誤差引起的跑偏，首先要消除安裝誤差；對皮帶接頭該重裝的就重裝；對變形機架進行整形，嚴重的必須重新安裝。對于運行中的跑偏，具體調(diào)整方法如下： 1）調(diào)整承載托輥組；2）安裝調(diào)心托輥組； 3）調(diào)整驅動滾筒與改向滾筒位置； 4）張緊處的調(diào)整； 5）轉載點處落料位置對皮帶跑偏的影響；6）雙向運行皮帶運輸機跑偏的調(diào)整。 在皮帶的兩側安裝行程開關，當皮帶發(fā)生跑偏是發(fā)出報警信號和停車信號，然后可根據(jù)跑偏的原因做出相應的措施來解決跑偏問題。 2.2.5 分級篩 用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒級的作業(yè)叫做篩分。在選煤廠中，篩分作業(yè)廣泛地應用于原煤準備和產(chǎn)品處理上。使用分級篩是把原煤分成塊狀物和末狀物，然后再把它們分別送入不同的選煤設備中再進行分選。在該設計中我選用ZS型直線振動篩。 直線振動篩利用振動電機激振作為振動源，使物料在篩網(wǎng)上被拋起，同時向前作直線運動，物料從給料機均勻地進入篩分機的進料口，通過多層篩網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)種規(guī)格的篩上物、篩下物、分別從各自的出口排出。具有耗能低、產(chǎn)量高、結構簡單、易維修、全封閉結構，無粉塵溢散，自動排料，更適合于流水線作業(yè)。 工作原理:直線振動篩采用雙振動電機驅動,當兩臺振動電機做同步、反向旋轉時，其偏心塊所產(chǎn)生的激振力在平行于電機軸線的方向相互抵消，在垂直于電機軸的方向疊為一合力，因此篩分機的運動軌跡為一直線。其兩電機軸相對篩面有一傾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在篩面上被拋起跳躍式向前作直線運動，從而達到對物料進行篩選和分級的目的。可用于流水線中實現(xiàn)自動化作業(yè)。具有能耗低、效率高、結構簡單、易維修、全封閉結構無粉塵溢散的特點。最高篩分目數(shù)400目，可篩分出7種不同粒度的物料。ZS型直線振動篩結構圖如圖4所示。 直線振動篩激振器的工作原理如下圖圖5所示。當兩軸做同步異向回轉時，每根軸上不平衡塊所產(chǎn)生的離心慣性力沿x-x方向的分力總是相互抵消，而沿y-y方向的分力總是相互疊加。因此形成了單一的沿y-y方向的合力，這個力就是激振力，它使篩箱沿y-y方向作往復直線運動。在圖中所示的（1）和（3）的位置，離心力完全疊加，激振力最大；在（2）和（4）的位置，離心力完全抵消，激振力為零。振動方向與篩面成一定角度（一般45°），使物料在篩面上不斷地斜向拋起和落下，并向前移動，以進行篩分。直線振動篩的激振器普遍采用偏心塊作不平衡重。傳動軸間可用齒輪強迫聯(lián)系，亦可用自同步費強迫聯(lián)系。 圖4 ZS型直線振動篩結構圖 圖5 直線振動篩激振器工作原理圖 2.2.6 重介質(zhì)選煤 重介質(zhì)選煤是用密度介于煤與矸石密度之間的液體作為分選介質(zhì)的選煤方法，所用的分選介質(zhì)有重液和懸浮液兩種。重液是無機鹽水溶液或有機溶液，由于難以回收，再生不經(jīng)濟而沒有在工業(yè)中應用。目前，國內(nèi)外普遍采用磁鐵礦粉與水配制的懸浮液作為選煤的分選介質(zhì)。這種懸浮液可以配制成需要的密度，而且容易凈化回收，已廣泛用于煙煤、無煙煤、褐煤和油母頁巖等礦物的分選。 重介質(zhì)選煤的特點為：分選效率高、分選密度調(diào)節(jié)范圍寬、適應性強，分選粒度范圍寬、生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)自動化（重介質(zhì)選煤所用懸浮液的密度、 液位、 粘度、 磁性物含量等工藝參數(shù)能實現(xiàn)自動控制）。 重介質(zhì)選煤缺點是：增加了加重質(zhì)的凈化回收工序； 設備磨損比較嚴重。 重介質(zhì)選煤的適用范圍：用重介質(zhì)分選機排矸、用于分選難選煤和極難選煤、適合低密度分選以脫除黃鐵礦、用重介質(zhì)旋流器再選跳汰機的中煤或精煤。 重介質(zhì)選煤的基本原理是利用阿基米德原理，即浸沒在液體中的顆粒所受到的浮力等于顆粒所排開的同體積的液體的重量。在靜止的懸浮液中，作用在顆粒上的力有重力和浮力 。因此，懸浮液中的顆粒所受到的作用力為重力與浮力之差。因此，如果顆粒的密度大于懸浮液密度（ρ），則顆粒將下沉；小于ρ時，顆粒上??；等于ρ時，顆粒處于懸浮狀態(tài)。當顆粒在懸浮液中運動時，除受到重力和浮力外，還將受到懸浮液體的阻力作用。對最初相對懸浮液作加速度運動的顆粒，最終將以其末速度相對懸浮運動。顆粒越大，相對速度越大，分選速度越快、分選效率越高?？梢娭亟橘|(zhì)選煤是嚴格按密度分選的，顆粒粒度和形狀只影響分選的速度，這也就是重介質(zhì)選煤之所以是所有重力選煤方法中效率最高的原因。 2.2.6.1 重介質(zhì)分選機 用重介質(zhì)分選機槽體示意圖來講解重介質(zhì)分選機的分選原理，重介質(zhì)分選機槽體示意圖如圖6所示。 圖6 重介質(zhì)分選機槽體示意圖 1—分選槽給料部分；2—分選槽流動區(qū)；3—浮煤排出部分； 4—沉煤排出部分；5—水平液流和上升液流給入口 懸浮液一般以水平流和上升流進入分選槽。當顆粒在靜止介質(zhì)或勻速運動介質(zhì)中運動時,在沒有加速度,即沒有慣性力的條件下,重力與浮力之差與介質(zhì)的流體動力阻力達到平衡時,根據(jù)下式就可以計算出顆粒在介質(zhì)中自由沉降的末速。 由于煤和矸石顆粒的密度σ不同,所以沉降末速也不同,從而造成不同密度的顆粒分層；當然，沉降末速也與顆粒直徑 d、懸浮液密度ρ、流體阻力等有一定關系。以上就是塊煤重介質(zhì)分選機的分選原理—沉降末速理論。 對重介質(zhì)分選機工藝設計有如下要求： （1） 構造簡單,質(zhì)量輕,運動部件少,運轉可靠,耐磨性能好,操作及維修方便； （2） 外形尺寸應盡可能小，但要保證物料在分選機內(nèi)有充分的分選時間和分層空間,單位面積處理量要大； （3） 在分選機內(nèi)要使全部懸浮液密度保持均勻,保證物料在分選機內(nèi)能夠精確的按密度分選。分選機內(nèi)運動部件運動速度要小,以免造成過大的渦流.上升和下降液流速度不應太大,以減少物料粒度和顆粒形狀對分選效果的影響； （4） 原料煤能平穩(wěn)的進入分選槽。并能迅速地將已經(jīng)分層的產(chǎn)品從分選機內(nèi)排出,不因產(chǎn)物排放的不及時而影響分選機的處理量； （5） 循環(huán)介質(zhì) （懸浮液） 量要小。懸浮液的循環(huán)量是指每小時進入分選機的懸浮液總體積； （6） 分選槽的形狀有利于保持工作懸浮液穩(wěn)定地移動，避免產(chǎn)生渦流或死區(qū)。重介質(zhì)分選機的種類很多，主要包括斜輪重介質(zhì)分選機和立輪重介質(zhì)分選機。在該設計中我選擇使用斜輪重介質(zhì)分選機。斜輪重介質(zhì)分選機原名為德魯鮑依重介質(zhì)分選機。我國制造的斜輪重介質(zhì)分選機型號為 LZX型,其構造如圖7所示，它是由分選槽1、提升輪2、排煤輪3等部件組成。分選槽是由數(shù)塊鋼板焊接而成的多邊形箱體，上部呈矩形，底部順煤流方向的兩塊鋼板傾角為40°～ 45°。斜提升輪2裝在分選槽旁側的機殼內(nèi)，其傳動部分設在分選槽的下部，包括提升輪的軸4、減速器5和電動機6。提升輪4經(jīng)減速器5（擺線齒輪減速器或歪脖子減速器）由電動機6帶動旋轉。斜提升輪下部與分選槽底部相通，提升輪骨架 7用螺栓與轉輪蓋8固定在一起，轉輪蓋用鍵安裝在軸上。斜提升輪輪盤的邊幫和盤底分別由數(shù)塊立式篩板9 和篩底10組成。在斜提升輪輪盤的整個圓面上，沿徑向裝有沖孔篩板制造的若干塊葉板11，沉物主要由它提升的，斜提升輪的軸由支座12 支撐，支座則是由螺栓固定在機殼支架上的，軸的上部裝有單列推力球面軸承和雙列向心球面滾子軸承，軸端通過浮動聯(lián)軸節(jié)與減速器的出軸相連接。排煤輪呈六角形，其軸是焊接件，軸兩端裝有軸套，電動機14通過鏈輪15帶動其轉動，軸兩端裝有骨架16，在對應角處分別有六根卸料軸相連，在每根卸料軸上有若干個橡膠帶17吊掛的重捶18。浮物就是靠排煤輪轉動時由重捶逐次撥出的。 該分選機在給料端下部位于分選帶的高度引入水平介質(zhì)流，在分選槽底部引入上升介質(zhì)流，從而形成水平和上升介質(zhì)流。水平介質(zhì)流不斷給入分選帶補充合格懸浮液，防止分選帶密度降低。上升介質(zhì)流造成微弱的上升水速，防止懸浮液沉淀。水平和上升介質(zhì)流使分選槽中懸浮液的密度保持穩(wěn)定均勻，并造成水平流運輸浮物。原料煤進入分選機后按密度分為浮物和沉物兩部分。浮物由水平流運輸至溢流堰被排煤輪3刮出，經(jīng)固定篩一次脫介后進入下一脫水脫介作業(yè)；沉物下沉至分選槽底部由提升輪的葉板11提升至排料口排出。在提升過程中也進行了一次脫介。 LZX型斜輪重介質(zhì)分選機的主要優(yōu)點是:分選槽面可以做得比較開闊,斜提升輪直徑可達到8mm或更大，因此，分選粒度上限可達1000mm。由于浮物采用排煤輪的重錘撥動排放，所以被煤帶走的懸浮液量少，即所需懸浮液的循環(huán)量低，按入料量計算約為0.7～1.0。缺點是外形尺寸大，占地面積大。 圖7 LZX型斜輪重介質(zhì)分選機結構圖 1-分選槽；2-提升輪；3-提升輪軸；4-減速裝置；5-電動機；6-提升輪骨架；7-轉輪蓋；8-轉輪盤；9-立篩盤；10-篩底；11-葉板；12-支座；13-軸承座；14-電動機；15-鏈輪；16-骨架；17-橡膠帶；18-重錘 2.2.6.2 重介質(zhì)旋流器 重介質(zhì)旋流器選煤過程如圖8所示。物料和懸浮液以一定壓力沿切線方向給入旋流器形成強有力的旋渦流。液流從入料口開始沿旋流器內(nèi)壁形成一個下降的外螺旋流；同時，一部分液流分離出來移向旋流器軸心附近形成一股上升的內(nèi)螺旋流。由于內(nèi)螺旋流具有負壓而吸入空氣，在旋流器軸心全長形成空氣柱。入料中的精煤隨內(nèi)螺旋流向上，從溢流口排出；矸石隨外螺旋流向下，從底流口排出。 圖8 重介質(zhì)旋流器選煤示意圖 重介質(zhì)旋流器選煤是利用阿基米德原理在離心場中完成的。旋流器內(nèi)的液流，基本上是自由渦流與強制渦流的組合流。對旋流器內(nèi)任一點的速度可按三元空間流向， 分為切向、徑向、軸向速度。切向速度是決定離心力大小的重要因素，徑向速度影響徑向流體壓力分布，軸向速度分布決定下降螺旋流與上升螺旋流的分界面。切向速度是因旋流器入料沿切線方向給入而產(chǎn)生的。徑向速度是液流垂直于旋流器軸向運動的速度。軸向速度是液流平行于旋流器軸心方向運動的速度。在旋流器壁附近，軸向速度的方向朝下，速度隨半徑r減小而減小直至零；通過零位后方向朝上，速度隨半徑r減小而增大，接近空氣柱邊緣時達到最大值。將各斷面上軸向速度為零的各點連接起來，可以得到一個圓錐形包絡面。在包絡面內(nèi)側為上升螺旋流，外側為下降螺旋流。物料顆粒則以包絡面為分離界面進行分選。 在離心力作用下，懸浮液沿著旋流器的徑向逐漸分層，加重質(zhì)的濃度由內(nèi)向外、由上向下逐漸增高。這種濃縮作用使懸浮液的密度也相應地由內(nèi)向外、自上而下地增大，從而形成懸浮液的密度場。由于物料是在逐漸增大的密度場中分選， 故圓錐圓筒型重介質(zhì)旋流器的分選密度比入料懸浮液的密度略高。 重介質(zhì)旋流器內(nèi)懸浮液的濃縮與加重質(zhì)的分級是同時進行的。重介質(zhì)旋流器內(nèi)懸浮液的密度場可用等密度線表示，許多等密度線組成等密度面。懸浮液密度在徑向上從軸心向器壁升高，在軸向上從上部向錐底升高。當分選密度為1500kg/ 時,重顆粒移向器壁,輕顆粒移向軸心,鄰近密度物在中部徘徊的分層特點。 重介質(zhì)旋流器的軸向上有兩股方向相反的螺旋液流，兩螺旋液流之間有一軸向速度為零的包絡面。物料進入旋流器后，在離心力作用下，不同密度的顆粒迅速沿徑向分散開，各自移動到與自己密度相近的等密度線上，鄰近分選密度顆粒則在包絡面附近擺動，進行再次分選。重顆粒與輕顆粒分別進入下降和上升螺旋液流中，從底流口和溢流口排出。 重介質(zhì)旋流器分為兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。在該設計中我選用兩產(chǎn)品圓錐形重介質(zhì)旋流器。兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器按其原料煤給入方式分為有壓 （切線）給煤式和無壓（中心）給煤式2種。前一種為圓錐形重介旋流器，后一種為圓筒形重介旋流器。圖9為兩產(chǎn)品圓錐形重介質(zhì)旋流器結構圖。 圖9 兩產(chǎn)品圓錐形重介質(zhì)旋流器結構示意圖 1-入料管；2-椎體；3-底流口；4-溢流口；5-溢流室；6-基架 物料與懸浮液混合， 以一定壓力從入料管沿切線方向給入旋流器圓筒部分（如圖10所示），由于離心力的作用，高密度物料移向錐體的內(nèi)壁，并隨部分懸浮液向下作螺旋運動，最后從底流口排出；低密度物料集中在錐體中心，隨內(nèi)螺旋上升， 經(jīng)溢流管進溢流室排出。溢流先進入溢流室，然后順切線方向排出，可以減少對旋流器不利的反壓力。 圖10 重介質(zhì)旋流器分選過程 旋流器內(nèi)流體的切線速度很大（4.4m/s以上），對部件磨損嚴重。為了提高設備的使用壽命，可用合金鋼等耐磨材料整體鑄造，也可以采用耐磨材料作襯里（如鑄石等），但襯里要求光滑，無凹凸和臺階，以免破壞液體的正常流態(tài)。 2.2.7 離心脫水 選煤過程中有一環(huán)節(jié)是脫水，脫水是固體和液體分離的過程。選煤廠分選過程是在水中進行的，因而選煤產(chǎn)品在出廠前需進行脫水，以滿足用戶和運輸要求。我國現(xiàn)行產(chǎn)品目錄規(guī)定精煤水分一般不超過12％～13％，個別用戶煤、出口煤和高寒地區(qū)濕煤冬運要求精煤水分在8％～9％以下。水是煤中的雜質(zhì)，不僅對用戶使用和冬季運輸有害，而且占用貨運量和浪費運輸能力。因此，選煤廠的出廠產(chǎn)品必須盡量降低水分。 脫水方法可大致分為重力脫水、離心脫水、過濾脫水、壓濾脫水和干燥脫水。重力脫水是利用重力作用泄水的過程，脫水設備有脫水斗式提升機、脫水篩、脫水倉。離心脫水是利用離心力作用脫水的過程，脫水設備有各式離心脫水機。過濾脫水是利用真空抽吸或空氣加壓使煤泥脫水的過程，脫水設備有過濾機。壓濾脫水是利用擠壓作用使煤泥脫水的過程，脫水設備有壓濾機。干燥脫水是利用熱力蒸發(fā)脫水的過程，脫水設備有火力干燥機。在本設計中使用離心脫水方法，其作用主要是把重介質(zhì)分選機中分選出來的塊精煤、中煤和矸石塊分別進行脫水處理。 用離心力來分離固體和液體的過程稱為離心脫水。離心脫水可以采用兩種不同的原理：離心過濾和離心沉降。離心過濾是把所處理的含水物料加在旋轉的錐形篩面上，由于離心力的作用，固體緊貼在篩面上隨轉子旋轉，液體則通過物料間隙和篩縫甩出。離心沉降是把煤泥水加在筒形（或錐形）轉子中，由于離心力的作用，固體在液體中沉降，沉降后的物料進一步受到離心力的擠壓，擠出其中水分。物料的脫水過程，由于離心力的作用而強化。物料在離心機中所受離心力的大小，用離心強度表示。它是物料所受離心力和重力的比值。離心強度越大，物料所受的離心力越強，固體和液體分離的效果越好。離心強度與轉子的半徑和轉速的平方成正比，提高轉子的轉速或加大轉子的半徑，都可提高其離心強度。但是對選煤用離心機來說，不適當?shù)靥岣唠x心強度會引起不良影響。因此，在生產(chǎn)過程中一般不作變動。選煤廠過濾式離心脫水機的離心強度一般為80～200；沉降式離心脫水機一般為500～1000。 過濾式離心脫水機按篩籃安裝方式可分為立式和臥式，按卸料方式可分為慣性卸料、刮刀卸料和振動卸料三種。目前使用的主要是刮刀卸料和振動卸料兩種。沉降式離心脫水機只有螺旋卸料一種。沉降過濾式離心脫水機，是一種既有離心沉降又有離心過濾的脫水設備。我在本設計中選用洛陽礦山機械廠制造的WZL-1000臥式振動卸料離心脫水機. 圖11就是洛陽礦山機器廠制造的WZL—1000臥式振動卸料離心脫水機的構造圖。篩籃1由主電機8通過膠帶輪17、9 及三角膠帶18帶動回轉。激振用的電動機16經(jīng)膠帶傳動，并通過一對齒輪使裝在機殼5上四個偏心輪（不平衡重塊）10作相對同步回轉，從而使機殼產(chǎn)生軸向振動（原理同直線振動篩）。機殼的振動通過沖擊板12、緩沖橡膠彈簧11、短板彈簧13，傳到主軸套3和軸承座，并通軸承14傳給主軸15和篩籃1，使篩籃產(chǎn)生軸向振動。物料由給料管2給入篩籃，并在離心力和軸向振動力的綜合作用下，均勻地向前移動。脫水后的物料從篩籃前面落入卸料室，并由此進入機器底部的排料槽中，離心液由機殼收集，經(jīng)排料室排出。機殼5安裝在長板彈簧4上，長板彈簧又固定在機架6上，機架下面設置隔振橡膠彈簧7，以消除離心脫水機工作時傳給地面上的振動。 WZL-1000型離心脫水機的主要部件有：1）篩籃；2）回轉系統(tǒng)；3）振動系統(tǒng)；4）潤滑系統(tǒng)。 圖11 WZL-1000臥式振動脫水離心機構造圖 1-篩籃；2-給料管；3-主軸套；4-長板彈簧；5-機殼；6-機架；7-橡膠彈簧； 8-主電動機；9-膠帶輪；10-偏心輪；11-緩沖橡膠彈簧；12-沖擊板； 13-短板彈簧；14-軸承；15-主軸；16-激振用電動機；17-膠帶輪；18-三角膠帶 操作人員必須根據(jù)離心脫水機的運行情況及聲響作出判斷，一旦出現(xiàn)異常，應查明故障原因，立即采取措施，方準開車。一般情況下嚴防物料堵塞篩網(wǎng)。臥式振動離心脫水機常見故障及消除方法見表2 表2 振動離心脫水機常見故障及消除方法 故障和缺陷特征 原因 消除方法 產(chǎn)品水分過高 篩縫被煤泥堵塞 清理，用高壓清水沖洗篩網(wǎng) 離心液中粗煤含量增加 篩網(wǎng)磨損 更換新篩網(wǎng) 篩網(wǎng)被擊穿 修補或更換新篩網(wǎng) 離心機擺動太大 轉子失去平衡，給料不均， 有大塊物料 改變?nèi)肓锨闆r 轉于失去平衡，篩網(wǎng)被卡住 取出堵塞物料， 沖洗篩網(wǎng) 離心機振幅減小 橡膠彈簧變硬或損壞 改變墊片，提高振次或更換橡膠彈簧 油壓下降 油內(nèi)雜質(zhì)太多 更換新油 有附加響聲 可能螺釘松動 擰緊有關螺釘 2.2.8 磁選機 磁選機的作用是回收重介質(zhì)分選機和離心脫水機排出的懸浮液中的磁鐵礦。磁選機是根據(jù)各種礦物的比磁化系數(shù)，借助于磁力將磁性礦物與非磁性礦物分離開來的設備。目前，國內(nèi)外磁選機的種類繁多，分類方法也各不相同。根據(jù)磁場強度的強弱不同，可分為強磁場磁選機（H=6000～26000 Oe）和弱磁場磁選機（H<2500 Oe）。按其選別方式不同,可分為干式和濕式磁選機。按產(chǎn)生磁場的方法不同,可分為電磁磁選機和永磁磁選機。 重介質(zhì)選煤系統(tǒng)中用于回收磁鐵礦的磁選機,要求磁鐵礦粉的回收率高,但對磁選精礦的品位要求不高。所以一般多選用濕式、弱磁場強度的圓筒式磁選機。其工作原理是借助圓筒中的磁系把稀懸浮液中的磁鐵礦顆粒吸附到圓筒表面，并隨圓筒轉動到一定位置后離開磁場，磁力消失了，磁性顆粒在重力和離心力作用下落到精礦槽成為精礦；非磁性物不受磁系吸引由下部排出成為尾礦，如圖12所示。在磁選機的分選空間中，顆粒不但受到磁力作用，還受到其它力的作用，如重力、離心力、摩擦力和水流沖力等。這些力與磁選機的結構、轉速、處理量、 顆粒性質(zhì)等因素有關。磁性不同的顆粒受到這兩種力的合力不同，使它們具有不同的運動軌跡，于是它們得以分開。圓筒式磁選機根據(jù)入料方式和圓筒旋轉方向， 可分為順流式、逆流式和半逆流式三種磁選機。磁選機的磁系有電磁和永磁兩種， 永磁磁系用得越來越普遍。永磁磁系與電磁磁系相比，優(yōu)點是不需要激磁電流和整流設備，不因電壓不足或激磁系統(tǒng)停電而造成精礦損失；缺點是永磁塊的場強會隨使用時間的延長而衰減，過一定時間要充磁，不過磁場強度衰減速度較慢。國內(nèi)常用的水磁塊有鍶鐵氧體和鋇鐵氧體。近年來也有些磁選機采用稀土磁塊與普通鐵氧體磁塊組成復雜磁系。 圖12 顆粒在磁選機中的分離示意圖 圖13 逆流式磁選機工作原理 1—圓筒；2—磁系；3—溢流堰；4—尾礦箱；5—分選槽 6—脫水區(qū)；7—精礦溜槽；8—給礦箱；9—掃選區(qū) 我在本設計中選用逆流式的。其工作原理如圖13。稀懸浮液經(jīng)給礦箱8進入分選槽，磁性礦物被磁系2產(chǎn)生的磁場吸附在圓筒1的表面上，進入脫水區(qū)6后脫離磁場落入精礦溜槽7中。剩下的水和非磁性物經(jīng)溢流堰3從尾礦箱4排出。逆流式磁選機掃選區(qū)較長，尾礦中損失的磁性礦物較少，回收率高。尾礦是利用溢流排放，保證圓筒適度地沉沒在稀懸浮液中，對入料變化適應性較強，因此在重介質(zhì)分選系統(tǒng)中，大多采用逆流式磁選機回收磁鐵礦。 目前，重介質(zhì)選煤廠用的磁選機以永磁逆流式圓筒磁選機為最多。在本設計 中我選用國產(chǎn)750×2100型雙筒永磁磁選機（如圖14所示）。 該磁選機是將兩臺單筒磁選機串起來組成的。在圓筒內(nèi)裝有五極永磁塊組成的磁系，磁系磁極N-S交替排列,磁系包角128°。磁系是不動的，而圓筒由電機帶動以20r/min的速度旋轉,旋轉方向與稀懸浮液流動方向相反。稀懸浮液由給料口1進入分選槽2,由于磁場的吸力,磁鐵礦被吸在圓筒表面并跟隨圓筒一起旋轉到精礦管4上部A點離開磁場。這是因為用不磁化的不銹鋼板制造的圓筒沒有剩磁， 所以,磁鐵礦隨圓筒到了A點就靠重力和離心力落入精礦管4。非磁性物和水從分選槽2右邊隨溢流排入尾礦管5。一段磁選尾礦進入二段磁選機再回收一部分精礦， 以減少磁鐵礦損失。該磁選機圓筒表面的磁場強度可達1500 Oe。 磁系磁極N-S交替排列可以使磁性物隨圓筒運動時受到N-S極變換的磁場作用使磁團粒在筒面上滾動,除掉磁團粒中夾雜的非磁性物,提高精礦品位。這種現(xiàn)象叫磁翻現(xiàn)象。磁鐵礦的回收率受磁選機處理的礦漿量大小，入料的濃度及磁性物含量的影響。增加處理量、增大入料濃度以及入料的磁性物含量低時，尾礦的磁鐵礦損失都要增加。因此大量打分流會造成磁選機入料濃度突然增加，磁選機效率會降低。 圖14 750×2100雙筒永磁磁選機 1、6—入料口；2、7—分選槽；3、8—磁選機圓筒；4、9—精礦槽；5、10—尾礦槽 2.2.9 浮選設備 浮選設備是用來從磁選機排出的液體中分選出精煤、排出煤泥的設備。浮游選煤的原理：在充氣的煤漿中，礦粒與氣泡相互碰撞。煤粒表面濕潤性差，碰撞時粘附到氣泡上，被氣泡帶至水面，形成礦化泡沫。矸石表面濕潤性好，碰撞時不與氣泡附著，仍留在礦漿中。將泡沫和礦漿分別排出，即可得到精煤和尾煤。 浮選設備中使用的浮選藥劑有起泡劑和捕收劑。在浮選過程中控制氣泡大小和維持泡沫穩(wěn)定性的浮選藥劑叫做起泡劑。水中有起泡劑存在時，不僅能使泡沫穩(wěn)定，而且還能促進空氣分裂成小氣泡。因為起泡劑能夠在水-氣界面上降低表面張力，減小氣泡的分裂阻力。提高煤粒表面疏水性的藥劑成為捕收劑，它具有捕收煤粒的作用。 浮選用的設備叫做浮選機。浮選機的作用是將已準備好的礦漿按一定的質(zhì)量要求分選為若干產(chǎn)品。根據(jù)浮選過程的特點，浮選機有進料、充氣、攪拌、刮泡、排料等裝置。浮選機的型式很多，按充氣方式的不同可以分為兩大類：機械攪拌式（利用葉輪的攪拌作用吸入空氣）和無機械攪拌式（利用外部壓入空氣或噴射礦漿吸入空氣）。目前廣泛使用的是機械攪拌式浮選機。 在本設計中我選用XJ型攪拌式浮選機。該型號的浮選機的基本結構如圖15和表3所示： 表3 XJ型攪拌式浮選機結構 1--浮選機主軸 2--浮選機葉輪 3--浮選機蓋板 4--浮選機連接管 5--浮選機砂孔閘門絲桿 6--浮選機進氣管 7--浮選機管氣管 8--浮選機座板 9--浮選機軸承 10--浮選機帶輪 11--浮選機溢流閘門手輪及絲桿 12--浮選機刮板 13--浮選機泡沫溢流唇 14--浮選機槽體 15--浮選機放沙閘門 16--浮選機給礦管 17--浮選機溢流堰 18--浮選機溢流閘門 19--浮選機閘門殼 20--浮選機砂孔 21--浮選機砂孔閘門 22--浮選機中礦返回孔 23--浮選機直流槽前溢流堰 24--浮選機電動機及帶輪 25--浮選機循環(huán)孔調(diào)節(jié)桿 圖15 XJ型攪拌式浮選機基本結構圖 它由兩個浮選槽構成一個機體，第一槽為吸入槽，第二槽為自流槽，此兩槽之間有中間室。葉輪安裝在主軸下端，主軸上端有皮帶輪，用電機帶動旋轉?？諝庥蛇M氣管吸入。每組浮選槽的礦漿水平面由閘門調(diào)節(jié)。葉輪上方裝有蓋板和空氣筒?？諝馔采祥_有孔，用來安裝進漿管 中礦返回管或用作礦漿循環(huán)，孔的大小可以通過拉桿調(diào)節(jié)它由兩個浮選槽構成一個機體，第一槽為吸入槽，第二槽為自流槽，此兩槽之間有中間室。葉輪安裝在主軸下端，主軸上端有皮帶輪，用電機帶動旋轉?？諝庥蛇M氣管吸入。每組浮選槽的礦漿水平面由閘門調(diào)節(jié)。葉輪上方裝有蓋板和空氣筒?？諝馔采祥_有孔，用來安裝進漿管中礦返回管或用作礦漿循環(huán)，孔的大小可以通過拉桿調(diào)節(jié)。 葉輪一般是用生鐵鑄成的圓盤，圓盤上有6個輻射狀葉片，在葉輪上方5-6mm處蓋板（如圖16）。葉輪用鎖緊螺母固定在軸上。定子分成蓋板和導向板兩部分，蓋板通過法蘭與套筒連接，安裝時蓋板壓在固定于假底上的定子導向板上。這樣，定子導向板不僅用于礦漿，還成為攪拌機構的支架，保證了葉輪運轉時的穩(wěn)定性。這種結構減小了定子直徑，安裝檢修時便于攪拌機構的起吊和葉輪拆裝。 圖16 XJ型攪拌式浮選機葉輪 2.2.10 壓濾脫水 利用機械力給礦漿施壓，使礦漿通過濾布實現(xiàn)固液分離的作業(yè)叫壓濾脫水，其主要用于對浮選尾煤進行脫水處理。因為浮選尾煤的特點是粒度細、粘度大、細泥多，采用一般的脫水機械均不能滿足脫水要求。 壓濾脫水所用設備叫做壓濾機。壓濾機按其工作的連續(xù)性可以分為連續(xù)型和間歇型兩類。連續(xù)型的壓濾機入料和排料同時進行，如帶式壓濾機。間歇型壓濾機，是在進料一段時間后，停止工作，將濾餅排出，完成一個循環(huán)后再重新進料，如廂式壓濾機。所有的壓濾機都是在一定壓力下進行操作的設備，適用于粘度大、粒度細、可壓縮的各種物料。壓濾機在選煤廠中主要用于浮選尾煤的脫水。本設我選用XMY340/1500-61型廂式壓濾機，其結構圖如圖17所示。 圖17 XMY340/1500-61型壓濾機結構圖 1—濾板移動裝置；2—固定尾板；3—濾板； 4—活動頭板；5—主梁；6—液壓系統(tǒng) 濾板是廂式壓濾機的主要部件，其作用是在壓濾過程中形成濾餅并排出濾液。濾板的側視圖見圖17中的3，正視圖為正方形。濾板的兩側包裹濾布，中間有一孔眼，供礦漿通過之用。濾板上面有凹槽，濾液可由此排到濾板上的泄液口，泄液口與泄液管相通，泄液管從濾板的側下部伸出。濾板的材質(zhì)可為金屬或橡膠、 塑料等。濾板通過其兩側的側耳架在主梁上，放置于固定尾板和活動頭板之間。濾板移動裝置的作用是移動濾板。在壓濾過程開始前，需將所有濾板壓緊以形成濾室；在脫水過程結束，需要卸餅時，相繼逐個拉開濾板?；顒宇^板、固定尾板簡稱頭板、尾板。頭板與液壓油缸體內(nèi)的活塞桿連接，并通過兩側的滾輪支承在主梁上。因此，頭板可以在主梁上滑動。尾板固定在主梁上。尾板上有入料孔，需過濾的礦漿由此給入。頭板與尾板配合，將濾板壓緊，形成密封的濾室。由于頭板的運動，將濾板松開以排卸濾餅。液壓系統(tǒng)用以控制濾板的壓緊和松開，由電機、油泵、油缸、活塞、油箱等組成。油泵常采用高低壓并聯(lián)系統(tǒng)。高壓油泵用于提高油壓。低壓油泵用于提高活動頭板的移動速度。 壓濾機的工作原理如圖18所示。當壓濾機工作時，由于液壓油缸的作用，將所有濾板壓緊在活動頭板和固定尾板之間，使相鄰濾板之間構成濾室，周圍是密封的。礦漿由固定尾板的入料孔以一定壓力給入。在所有濾室充滿礦漿后，壓濾過程開始，礦漿借助給料泵給入礦漿的壓力進行固液分離。固體顆粒由于濾布的阻擋留在濾室內(nèi)，濾液經(jīng)濾布沿濾板上的泄水溝排出。經(jīng)過一段時間以后，濾液不再流出，即完成脫水過程。此時，可停止給料，通過液壓操縱系統(tǒng)調(diào)節(jié)，將頭板退回到原來的位置，濾板移動裝置將濾板相繼拉開。濾餅依靠自重脫落，并由設在下部的皮帶運走。為了防止濾布孔眼堵塞，影響過濾效果，卸餅后濾布需經(jīng)清洗。至此，完成了整個壓濾過程。 圖18 壓濾機工作原理圖 1—礦漿入口；2—固定尾板；3—濾板；4—濾布；5—濾餅；6—活動頭板 壓濾過程可分為四個階段：1）給料階段；2）加壓過濾階段；3）卸料階段；4）濾布清洗階段。由給入礦漿、加壓過濾、卸落濾餅和沖洗濾布四個階段組成一個壓濾循環(huán)。 30 3 控制方案的設計、對比和確定 選煤系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計屬于過程控制系統(tǒng)，過程控制是自動控制的一個重要分支，過程控制系統(tǒng)在冶金、石油、化工、機械、電力、輕工、建材等行業(yè)得到了廣泛的應用。作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生，應該了解和熟悉過程控制系統(tǒng)的特點、過程控系統(tǒng)的組成及過程控系統(tǒng)的設計步驟等。 3.1 過程控制性設計的主要技術內(nèi)容 3.1.1 過程控制的概念： 過程控制一般指冶金、石油、化工、電力、輕工、建材等工業(yè)部門等生產(chǎn)過程的自動化，即通過采用各種自動化儀表、電子計算機等自動化技術工具，對生產(chǎn)過程的某些物理參數(shù)進行自動測量和控制，已得到最優(yōu)的技術經(jīng)濟指標，提高經(jīng)濟效益和生產(chǎn)率，節(jié)約能源，改善勞動條件等。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，高層樓宇的不斷涌現(xiàn)，在樓宇的供熱通風、空調(diào)及燃氣供應、給排水、消防系統(tǒng)中，過程控制系統(tǒng)得到廣泛應用。 工業(yè)生產(chǎn)對過程控制的要求是多方面的，主要有三項，即安全性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定。