Принципы проектирования углеобогатительных фабрик

Для снижения шума в зданиях такого типа необходимо укрывать оборудование с противошумными кожухами.

Для уборки просыпи и исключения капежа с ленточных конвейеров, расположенных выше нулевой отметки, необходимо под нижней ветвью конвейера по всей длине устанавливаются лотки и предусмотрен отвод воды в зумпфы промканализации на нулевой отметке.

 

5.2 Напольные укрытые склады для рядового угля и товарной продукции

Появление укрытых угольных складов на углеобогатительных фабриках совпало по времени с приходом в угольную промышленность частного капитала по следующим причинам:

• в рыночных условиях, когда идет борьба за сырьевую базу, а реализация товарной продукции во многом зависит от железнодорожного транспорта, емкости угольных складов имеют особое значение, сейчас нужны именно склады на 2-3 суток, а не аккумулирующие емкости на смену, либо максимум на сутки работы предприятия;
• по сложности и стоимости строительства бункера и силоса являются одной из самых сложных дорогостоящих составляющих в составе зданий и сооружений фабрики;
• эксплуатация бункеров и силосов сопряжена со значительными проблемами, о которых говорится в разделе «Основные особенности проектных решений и строительства новых углеобогатительных фабрик».

По ОФ «Антоновская» склады для рядовых углей и товарной продукции приняты напольные укрытые, неотапливаемые, емкостью по 30 тыс. тонн, конструктивно одинаковы, пол склада - горизонтальный.

Уголь на склад укладывается ленточным конвейером через двухбарабанную разгрузочную тележку.

Уголь со склада забирается качающимися питателями. В принципе склад самотечно-бульдозерный, зона самотечности зависит от влажности угля, так называемые «мертвые» зоны зачищаются напольной техникой, это можно считать недостатком, но зато практически полностью ликвидирован ручной труд.

Отсутствуют проблемы с метаном, поскольку склад хорошо естественно проветривается, обеспечивая безопасные условия эксплуатации, но в то же время склад укрытый, что предотвращает загрязнение пылью окружающей природной среды.

 

4.3 Конвейерные галереи

Конвейерный транспорт на углеобогатительных фабриках является неотъемлемой частью технологического комплекса. Чем сложнее комплекс углеприема и углеподготовки, складское хозяйство, чем труднее обогатимость углей, тем больше конвейерных галерей необходимо установить. Строительство и эксплуатация старых традиционных конвейерных галерей сопряжено со значительными трудностями:

• конструктивно пролетные строения - фермы при строительстве предопределяюг значительный объем ручного труда, поскольку при устройстве полов и стен необходимо многократно «обхватывать» утеплителем и бетоном узлы ферм, а это не гарантирует качество работы;
• отдельные элементы металлических конструкций находятся в разных температурных режимах с перепадом температуры в зимний период 50-60°С, что предопределяет «мостики холода», конденсат и коррозию;
• узлы металлических ферм, находящиеся в зоне бетонного пола на высоте 300-400 мм интенсивно коррозируют, как показал опыт ремонта галереи на фабриках «Сибирь», «Абашевская», «Беловская» несущая способность ферм за 25-30 лет теряется более чем на 50%;
• наличие в интерьере галерей большого количества элементов ферм и опорных стоек ленточных конвейеров значительно усложняют влажную уборку, которая определена «Правилами безопасности»;
• через стойки конвейеров на конструктив пола передается постоянная вибрационная нагрузка при работающем конвейере, бетон постепенно разрушается, в трещины проникает вода, зимой замерзает и «рвет» бетон.

С целью ликвидации недостатков традиционных галерей на ОФ «Антоновская» проектом приняты арочные галереи с подвесными ленточными конвейерами.

Арочные галереи состоят из следующих основных элементов:

- опорные металлические пролетные балки различной длины согласно проекту;

• керамзитобетонные лотки различной ширины, соответствующей ширине конвейера длиной 3 метра;
• металлического арочного каркаса, устанавливаемого шагом 3 метра на лотки, для подвески конвейеров, труб отопления и т.п.;
• металлической трехслойной панели арочной конфигурации с окнами, устанавливаемой на лотки.

Все элементы галерей готовятся в заводских условиях на месте монтажа осуществляется их сварка.

Двухлетний опыт эксплуатации арочных галерей с подвесными конвейерами на ОФ «Антоновская» подтверждает целесообразность их применения в угольной промышленности.

Необходимо отметить, что расход воды на мокрую уборку, (которая необходима по ПБ) значительно меньше, чем в традиционных галереях.

Применение галерей арочного типа позволяет ускорить темпы строительства, поскольку, во-первых, заказ на заводил конструкций галерей (лотки, арки) может осуществляться главное удобное для заказчика и подрядчика время, даже до начала разработки рабочей документации. Во-вторых, при строительстве арочных галерей практически ведутся только монтажные работы, то есть работы с высоким качеством и производительностью труда.

 

5 Системы автоматизации управления обогатительной фабрикой

5.1 Особенности проектирования систем автоматизации

 

Процесс создания систем автоматизации управления промышленными объектами представляет собой последовательность взаимосвязанных этапов, начиная с предпроектных исследований и технико-экономического обоснования и заканчивая развитием системы в течение всего срока функционирования автоматизированного технологического комплекса. На каждом из этапов создания системы технические решения и результаты их реализации могут претерпевать структурные изменения. И это закономерно в силу причин методологического, организационного и технического характера.

1. Реальные условия ввода в действие и эксплуатации каждой создаваемой  системы  автоматизации управления гораздо шире и многообразнее модельных схем, вкладываемых в основу технических решений на этапах разработки и проектирования во всех частях (технологической, электромеханической и т.д.).
2. Несмотря на очевидную необходимость совместного проектирования технологических агрегатов (производств) и управляющих систем, как тесно взаимосвязанных элементов целостной системы управления, до сих пор нет даже общих постановок задач совместного проектирования объекта управления и управляющей системы. Традиционно преобладает раздельное проектирование объектов управления (технологических агрегатов и производств) и управляющих систем. Проектные решения в технологической части при таком подходе не учитывают всех возможностей и ограничений современных методов, алгоритмов и программно-технических средств автоматизации управления. Эти решения в большей мере ориентированы на снижение затрат на технологическое оборудование, здания сооружения, чем на обеспечение удобства и эффективности управления производственным процессом. Классический же подход к синтезу управляющих систем базируется на знании модели объекта, то есть ориентировании на уже спроектированный объект управления. Поэтому приходится прибегать к установке дополнительных датчиков, применять качественно более сложные алгоритмы программно-аппаратные средства управления. Разработки, техническая реализация, настройка и последующая эксплуатация такой системы требует гораздо больших затрат, чем могло быть при более рациональных (с точки зрении управления) решениях в технологической части проекта.

3.Зачастую ввод систем автоматизации в действие приходится выполнять поэтапно, в процессе эксплуатации, наращивая информационное обеспечение (по мере комплектации, монтажа и наладки средств контроля) функции АСУ. При этом проектные решения в части алгоритмизации управления, ориентированные на полный объем информационного обеспечения, реализовать при пуске системы просто невозможно. Отсутствие сигналов от тех или иных средств контроля неизбежно приводит к ложным срабатываниям автоматических блокировок агрегатов механизмов, делая невозможной комплексную отладку эксплуатацию оборудования. Развязать этот узел, можно только создавая специально для пускового период» упрощенные варианты алгоритмов контроля и управления и программного обеспечения./17/

Современные социально-экономические условии породили ряд особенностей и дополнительных проблем разработки и реализации проектов автоматизированных технологических комплексов в промышленности вообще и в угольной промышленности в частности.

С одной стороны, привычные сроки проектирования и строительства объектов сокращаются вдвое и более.

Поставляемые комплектно с технологическими агрегатами зарубежного и отечественного производства средства автоматизации имеют очень низкий по современным представлениям "интеллектуальный" уровень. Вопросы же алгоритмизации комплексного управления технологическими агрегатами, а тем более и производственными процессами при  существенных запаздываниях в управлении и в условиях значительных координатных и параметрических неопределенностей, приходится решать в процессе создания системы.

Только благодаря совместным и взаимосогласованным усилиям можно решить такие проблемы научно-методического, технического и организационного характера, имеющие ключевое значение для успешного продвижения на рынок систем автоматизации, как:

-научно-методическое обеспечение совместного проектирования технологических агрегатов (производств) и управляющих систем, как тесно взаимосвязанных элементов целостной системы управления, в том числе целенаправленного изменения не только параметров, но и структуры объекта управления в процессе эксплуатации системы;

-научно-методическое и техническое обеспечение испытаний, настройки и наладки сложных алгоритмических и программно-технических систем автоматизации управления, исключая вопросы создания комплексных полигонов;

-методическое, организационное и техническое обеспечение целенаправленной подготовки специалистов для служб эксплуатации автоматизированных систем, особенно для предприятий, удаленных от крупных научно-технических центров;

-наработка типовых решений по алгоритмическому и программно-техническому обеспечению контроля и управления как простейшими технологическими агрегатами, так и сложными технологическими комплексами;

-планирование динамики по составу и ресурсному обеспечению работ по проектированию и вводу в действие систем автоматизации с учетом поэтапности работ и постоянного изменения структуры создаваемой системы управления;

-организационное и  техническое обеспечение сервисного обслуживания переданных в эксплуатацию систем автоматизации на предприятиях, не имеющих собственной достаточно развитой инфраструктуры;

-организация консалтинга  потенциальных заказчиков по вопросам комплектации приобретаемого импортного оборудования средствами автоматизации, соответствующими современному научно-техническому уровню и способными к интеграции в автоматизированные системы.

Таким образом, Именно комплексность решения всех этих вопросов будет способствовать оснащению предприятий высокоэффективными системами автоматизации управления.

 

5.2 Технологический комплекс ОФ как объект управления

Важную роль при выборе структуры систем автоматизации управления производственными процессами углеобогатительных фабрик играет автономность функционировании технологических комплексов углеприема и углеподготовки собственно обогащения и погрузки.

Характерной особенностью технологических комплексов, как объектов управления, является многостадийность технологических процессов, реализуемых с использованием большого количества технологических агрегатов, оборудования и транспортных связей между ними посредством многоконтурной водно-шламовой схемы и (или) ленточных конвейеров. Это видно из укрупненной схемы технологического комплекса обогащения в главном корпусе фабрики, представленной на рис. 1, отражающей некоторый обобщенный вариант технологической схемы обогащения.

Здесь безотносительно к конкретным технологическим процессам и агрегатам выделены основные стадии и системы управления, включающие объект управления (комплекс технологических агрегатов и оборудования) и управляющую систему (операторов установок, автоматические устройства). При этом через водно-шламовую схему организуются положительные     технологические обратные связи (рециклы), как внутри, так и между стадиями обогащения.

Координатное управление агрегатами технологического комплекса на любой из стадий технологического процесса осуществляется по нескольким управляющим входам (каналам) с существенно различающейся динамикой (в частности, запаздыванием) влияния управляющих воздействий на управляемые выходные переменные и параметры состояния. Время же транспортного запаздывания в каналах координатного управления значительно превышает время переходных процессов в объекте управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Укрупненная схема технологического комплекса обогащения в главном корпусе фабрики

1 - Система управления  дозированием рядового угля;

2 - Сухая классификация рядового угля;

3 - Система управления  обогащением крупной фракции;

4 -Переключатель- делитель потока;

5 - Система управления  обогащением мелкой фракции;

6 - Переключатель потока;

7 - Система управления  флотацией;

8 - Система управления сгущением и обезвоживанием шламов