Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Апреля 2014 в 20:12, реферат
Все методы обогащения обеспечивают, в основном, более низкие эксплуатационные расходы на 1 т продукции, чем флотация, и обычно требуют меньшей установочной мощности. В гравитационном обогащении не используют дорогие реагенты, стоимость которых непрерывно растет. За исключением утилизации шламов (что является общим с флотацией), ущерб, наносимый окружающей среде сточными водами гравитационной фабрики, значительно ниже, чем сточными водами флотационной фабрики, из-за присутствия в последних органических реагентов и продуктов их реакций.
Чтобы обеспечить возможность дальнейшего регулирования, необходимо создать дополнительный ресурс для автоматической системы, что достигается соответствующими изменениями управляющих воздействий по каналам с большим запаздыванием, но уже не автоматической системой, а оператором технологического комплекса. Очевидно, что участие человека в оперативном регулировании технологических процессов не всегда обеспечивает своевременность принятия решений и реализации этих управляющих воздействий, просто в силу многообразия функциональных обязанностей операторов.
Еще одна особенность управления технологическим процессом обогащения заключается в том, что результатом процесса являются, как минимум, два продукта - товарный концентрат и отходы. Изменения содержания золы в концентрате полезного продукта (угля) в отходах имеют тесную положительную взаимосвязь. Уменьшение зольности концентрата сопровождается потерями угля и снижением зольности отходов, и наоборот. Очевидно противоречивое влияние изменений зольности концентрата и отходов на технико-экономические показатели процессов обогащения. Это приводится учитывать не только при программировании технологических режимов комплекса обогащения, но и при оперативном регулировании технологических процессов на каждой из стадий обогащения.
То есть, постановка задачи автоматического оперативного регулирования технологического процесса обогащения в ориентации только на одну из выходных переменных (в частности, зольность концентрата), по меньшей мере, некорректна с позиций эффективности системы автоматизации производственного комплекса в целом.
Необходимо взаимосвязанное регулирование зольности концентрат и отходов с учетом не только их текущих изменений, но и совместного влияния на технико-экономические показатели производства.
Управляя технологическим комплексом в целом, приходится решать не только задачи согласования производительности и параметров технологических режимов агрегатов и комплексов по стадиям обогащения. В зависимости от внешних условий (например, качества рядового угля) и достигаемых технико-экономических показателей, состояния агрегатов и наличия ресурсов регулирования приходится целенаправленно менять структуры объектов управления.
Такими структурными управляющими воздействиями вводятся (выводятся) в действие резервные каналы управления, включаются (выключаются) в схему обогащения технологические агрегаты и потоки продуктов обогащения. Для реализации структурных управляющих воздействий используются переключатели и делители потоков сухих и обезвоженных продуктов, водно-шламовой схемы.
По характеру протекания управляемых технологических процессов объекты управления технологических комплексов обогащения относятся к классам:
В этих условиях особое значение приобретает проблема безударного (плавного) перехода с одного режима на другой с учетом различного рода рециклов в технологической схеме, динамики изменения нагрузки на технологических агрегатах поточно-транспортной системе.
Решение ее важно с точки зрения сохранности и безопасности эксплуатации технологического оборудования, сокращения длительности переходных процессов и простоев и, в конечном итоге, повышения производительности комплекса и качества товарного концентрата, сокращения потерь полезных продуктов (угля, магнетита) с исходами обогащения.
С учетом изложенного очевидно, что для создания эффективных систем управления процессами обогащения нельзя ограничиваться традиционными методами и подходами к решению задач управления. Требуются новые схемы, методы и алгоритмы управления технологическими агрегатами и комплексами обогащения, как объектами с распределенным управлением и целенаправленно изменяемой структурой.
При выборе функциональной и технической структуры современной системы автоматизации управления фабрикой необходимо комплексно рассматривать вопросы технологического управления, специфику строительно-монтажных и пуско-наладочных работ, освоения новых технологий, отработки технологических регламентов и оптимизации технологических режимов. Представляемый ниже вариант решений по автоматизации обогатительной фабрики в полной мере отвечает этим требованиям.
Назначение системы - автоматизация управления технологическими и производственными процессами обогатительной фабрики, включая решение задач контроля и анализа текущих изменений условий по поставкам рядовых углей и отгрузке концентрата, состояния отдельных технологических комплексов и прогнозирования результатов их функционирования, оптимизации и оперативной согласованной коррекции плановых заданий на режимные параметры технологических процессов по стадиям и комплексам обогащения, оперативной реализации управляющих решений и регулирования технологических параметров.
Цели создания системы - увеличение выхода годного и сокращение потерь угля с отходами, снижение удельных затрат на производство, снижение капитальных затрат на автоматизацию и сокращение сроков вывода автоматизированного технологического комплекса на проектную мощность, сокращение неплановых простоев технологического оборудования и затрат на текущее обслуживание и модификацию функций системы и алгоритмов контроля и управления.
Эти цели достигаются за счет оптимизации режимов и оперативного регулирования технологических процессом, оперативности и полноты получаемой персоналом информации, отказа от применения громоздких и дорогостоящих пультов и пнемощитов и сокращения затрат на кабельную продукцию, минимизации количества малонадежных электромеханических устройств, гибкости и надежности применяемых программно-аппаратных средств.
Обогатительная фабрика «Антоновская» проработала 4 года и является молодым предприятием, на котором не было зарегистрировано никаких аварийных ситуаций и продолжительных простоев.
Однако, для того, чтобы понизить вероятность подобных негативных явлений, а также снизить возможное воздействие их на окружающую среду при возникновении, предусматривается устройство шламового бассейна (водосборника).
Наличие подобного сооружения необходимо для переработки всех случайных переливов, аварийных и плановых выпусков воды из обогатительных аппаратов и всевозможных циркуляционных емкостей (зумпфы, баки, отсадочные аппараты).
Водно-шламовое хозяйство обогатительной фабрики, в согласии с утвержденным проектом, работает в замкнутом цикле. Наружных гидросооружений на промплощадки фабрики нет, осветление оборотной воды осуществляется в одном радиальном сгустителе, диаметр которого составляет 20 метров, а вместимость 1200 м3.
Однако, для устойчивой эффективной работы необходима резервная емкость для воды, которая должна позволить оперативно реагировать на сбой в работе сгустителя, а также принимать воды промышленной канализации. На фабрике должна быть емкость, чтобы собирать воду со всей фабрики, включая один опорожненный радиальный сгуститель.
На углеобогатительных фабриках вода является технологической средой, в которой осуществляются основные операции обработки угля (см. лист 1).
Качество воды определяется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами. От свойств воды в значительной степени зависят эффективность обогащения и обезвоживания угля, ее расход.
Расход технологической воды на фабриках колеблется в пределах 2 - 5 м3/т обогащаемого угля, достигая на ряде фабрик 4 – 5 тысяч м3/ч.
Для уменьшения расхода воды, предотвращения загрязнения рек и водоемов на фабриках предусматриваются как раз водно-шламовые схемы с оборотным водоснабжением. Это позволяет сократить забор воды из внешних источников водоснабжения до 0,1 – 0,2 м3/т обогащаемого угля.
Понятие технологической воды включает в себя оборотную и свежую техническую воду.
Оборотная вода подразделяется на оборотную шламовую воды и оборотную техническую воду.
Оборотная шламовая вода есть вода, частично загрязненная шламом, возвращаемая в оборотный цикл для повторного использования после неглубокого осветления в сгустительно-осветлительных устройствах либо вовсе без осветления. Такая вода используется в операциях мокрого грохочения, гидротранспортирования угля к местам его обработке, а также в смеси с чистой водой в качестве среды при обогащении в отсадочных машинах. содержание твердого в оборотной шламовой воде, как правило, превышает 20 кг/м3.
Оборотной технической водой называется такая вода, возвращаемая в оборотный цикл обогатительной фабрики для повторного использования после глубокого ее осветления в сгустителях с использованием флокулянтов либо в илонакопителях. Такая вода используется в смеси с оборотной водой либо самостоятельно в операциях, когда применение оборотной шламовой воды недопустимо (например, при промывке продуктов обогащения и т.п.). содержание твердого в оборотной технической воде, как правило, не превышает 2 – 5 кг/м3.
Свежей технической водой называется вода, подаваемая на фабрику из внешних источников для восполнения потерь воды, уносимой продуктами обогащения, испаряемой в сушильных установках, в наружных отстойниках и илонакопителях, а также фильтруемой в почву илонакопителя. Она используется в операциях, где нельзя применять оборотную воду. Содержание твердого в технической воде не превышает 1 – 2 кг/м3.
При многократном использовании вода загрязняется шламом, насыщается солями, реагентами и изменяет свои свойства.
В качестве резервной емкости при возможных случаях аварии может выступать:
- радиальный сгуститель;
- сгустители с осадкоуплотнителем;
- секционные отстойники:
- шламовые бассейны и водосборни
- илонакопители.
Принцип действия этих аппаратов и устройств основан на использовании силы тяжести твердых частиц.
Радиальный сгуститель (рис. 1) представляет собой аппарат для улавливания угольных шламов, отходов флотации и осветления воды.
В радиальных сгустителях максимальная толщина осадка образовывается на периферической части днища, а минимальная – у центра сгустителя. Это объясняется тем, что у центра сгустителя в следствии больших скоростей потока частицы не достаточно осаждаются, а осевший шлам размывается под действием потока. Дальше от центра к периферии сгустителя скорость потока уменьшается и частицы шлама осаждаются более интенсивно.
При применении флокуляции твердых частиц распределение осевшего шлама по днищу другое. Образовавшиеся флоккулы осаждаются не в горизонтальном потоке, как это происходит без применения флокуляции, а в вертикальном. Флоккулы как бы прижимаются потоком к центру днища сгустителя, что ускоряет осаждение. Благодаря этому основная часть шлама осаждается в центре сгустителя, что облегчает его выгрузку.
При применении радиальных сгустителей для угольных шламов содержание твердого в сгущенном продукте можно получать значительно высокое (до 300 и даже 450 г/л).
При сгущении отходов флотации, особенно таких, как, например отходов флотации газовых углей, содержание твердого в сгущенном продукте значительно меньше (100 – 120 г/л).
Производительность радиальных сгустителей зависит от зольности поступающего на него продукта. Причем при сгущении отходов флотации имеется в виду применение процесса флокуляции, без которой производительность радиального сгустителя при относительно зернистых отходах не должна превышать 0,25 м3/(м2ч). При более глинистых отходах вообще невозможно получить светлую воду без флокуляции.
Рис. 1. Радиальный сгуститель
1 – желоб;
2 – железобетонный чан;
3 – трубопровод для сгущения продукта;
4 – ферма.
На углеобогатительных фабриках наиболее применение получили одноярусные радиальные сгустители с периферическим приводом. Радиальные сгустители с центральным приводом иногда зашламовываются, вследствии чего стали применятся реже.
В практике углеобогащения наибольшее распространения получили радиальные сгустители диаметром 20 – 30 метров. Радиальные сгустители с большим диаметром в технологическом отношении менее выгодны, так как в их центральной части возникают слишком большие скорости потоков, и шлам осаждается преимущественно на их периферии, а в центре образуется так называемая «мертвая зона».
Недостатками радиальных сгустителей является малая удельная производительность, слабая степень сгущения (особенно отходов флотации) и громоздкость, требующая больших площадных объемов здания.
Информация о работе Принципы проектирования углеобогатительных фабрик