本发明涉及浮选技术领域，特别是涉及一种基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统。
背景技术：
浮选技术是最为经济有效的微细煤泥分离方法，也是煤炭深度分选的重要方法。随着采煤机械化程度的提高，选煤厂原料煤中的粉煤量越来越多，为了实现精煤的最大产率，最大化回收资源，浮选作业变的越来越重要。而且，浮选作业也是选煤厂煤泥水处理系统中的重要环节，对实现煤泥水闭路循环和环境保护具有重要作用。
目前选煤厂的浮选系统的智能水平低，浮选操作采用人工进行，其浮选效果完全取决于浮选司机的生产经验以及精心管理程度，根据眼看、手摸等感官结果，手调进行定性操作，没有精确定量的概念，且具有滞后性和个人主观性。而且，浮选加药位置一般较高，除了经常调节带来的体力消耗大外，药剂的刺激性气味也影响浮选司机的健康，浮选工作环境差。
同时浮选系统缺少数据积累作为支撑，没有把原煤性质、入料矿浆特性、设备参数、药剂制度、产品指标等建立起数学关系模型，形成完整的闭路控制逻辑。
通过以数据积累为支撑的智能手段，根据入料矿浆浓度、流量、灰分及精煤、尾煤矿浆灰分等检测参数，以数学关系模型和闭路控制逻辑为支撑，实时对浮选过程进行监控和调节，实现具有反馈的基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统，对于确保浮选产品指标合格、稳定，提高浮选回收率，降低药剂消耗至关重要。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统，所述的浮选智能控制系统是要克服现有浮选系统的智能技术中的上述不足，根据入料矿浆浓度、流量、灰分及精煤、尾煤矿浆灰分等检测参数，以数学关系模型和闭路控制逻辑为支撑，实时对浮选过程进行监控和调节，实现具有反馈的基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统，确保浮选产品指标合格、稳定，提高浮选回收率，降低药剂消耗，显著提高浮选效果，提高经济效益。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统，用于浮选系统，浮选系统包括矿浆预处理设备、浮选设备、浮选药剂桶和清水箱，所述矿浆预处理设备的入口与第一矿浆管道连接，浮选入料矿浆由第一矿浆管道流入矿浆预处理设备；矿浆预处理设备的出口与浮选设备的入口通过第二矿浆管道连通；其特征在于：控制系统至少包括：
浮选设备上设置的吸气量调节装置和闸板调节装置；
浮选智能加药站，所述浮选智能加药站的入口通过药剂管路分别与清水箱和浮选药剂桶连通；所述浮选智能加药站的出口通过安装有主电磁阀的药剂管路与矿浆处理设备的加药点连通；所述浮选智能加药站的出口通过安装有副电磁阀组的药剂管路与浮选设备的加药点连通；
稀释水调节装置，所述第一矿浆管道连接有稀释水管道；所述稀释水调节装置安装于所述稀释水管道上，在所述第一矿浆管道上安装有流量计和浓度计；
矿浆灰分在线检测仪和浮选智能控制器；其中：
所述浮选智能控制器的i/o端口分别与流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪、稀释水调节装置、浮选智能加药站、主电磁阀、副电磁阀组、吸气量调节装置和闸板调节装置电连接；
所述矿浆灰分在线检测仪对浮选入料、精煤和尾煤矿浆灰分以三者或其中两者或一者进行实时检测(即所述矿浆灰分在线检测仪对浮选入料、精煤和尾煤矿浆灰分以全部或其中两者或一者等任意组合形式进行实时检测)，同时将矿浆灰分检测结果传输至浮选智能控制器；所述浮选智能控制器根据流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪的检测数据，在线实时对浮选智能加药站、稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置进行定量调节。
进一步：所述浮选智能加药站包括进药管口(1)、进水管口(2)、出药管口(14)、药剂管道和清水管道；沿着药剂输送方向在所述药剂管道上依次安装有药剂过滤箱(3)、y型过滤器(4)、第一计量泵(5)和背压阀(8)；所述背压阀(8)的入药端依次通过脉冲阻尼器(6)和安全阀(7)与y型过滤器(4)的出口连接形成保护回路；沿着水流输送方向在所述清水管道上依次安装有第二计量泵(9)、调压阀(10)、单向阀(11)和压力表(12)；药剂和清水通过乳化装置(13)实现浮选药剂的乳化；浮选药剂和清水分别通过进药管口(1)和进水管口(2)进入浮选智能加药站；药剂过滤箱(3)用于去除浮选药剂中存在的杂质；第一计量泵(5)和第二计量泵(9)用于根据浮选智能控制器的指令对浮选药剂和清水进行定量计量；乳化装置(13)用于对浮选药剂的乳化；脉冲阻尼器(6)用于解决第一计量泵(5)运行所产生的脉动；浮选智能加药站通过药剂管道实现药剂的运输；浮选药剂最终通过出药管口(14)流出浮选智能加药站；浮选智能加药站根据浮选智能控制器的指令对浮选药剂的乳化、定量计量加药，浮选加药操作。
进一步：所述稀释水调节装置与浮选入料稀释水管道通过法兰连接，在所述稀释水调节装置上安装有稀释水电动调节阀，浮选智能控制器通过调节稀释水电动调节阀进而实现在线定量调节浮选入料稀释水流量。
进一步：所述闸板调节装置包括步进电机，利用浮选智能控制器调节步进电机转速，进而在线定量调节浮选设备的闸板高度。
更进一步：所述吸气量调节装置安装在浮选机的吸气管路上，所述吸气量调节装置包括吸气量电动调节阀和流量计，利用浮选智能控制器调节吸气量电动调节阀，在线定量调节浮选机的吸气量。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)矿浆灰分在线检测仪实现了对浮选入料、精煤和尾煤矿浆灰分的在线实时检测，同时将矿浆灰分检测结果传输至浮选智能控制器进行计算，能够对浮选入料情况，浮选产品指标进行在线实时检测，从入料到产品，跟踪浮选的整个过程，以检测数据作为浮选智能系统反馈控制的依据，解决了现有浮选系统由于化验时间过长造成的产品指标严重滞后，不能指挥生产调控的问题，真正意义上实现了具有反馈的闭环控制的浮选智能控制系统。
(2)浮选智能加药站实现了根据浮选智能控制器对流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪的检测数据的计算结果，在线实时调节智能加药站的加药情况，解决了现有浮选系统加药调节通过人工手动调节，具有滞后性和个人主观性，没有精确定量的问题，实现了浮选加药的精确定量，能够降低药耗量。
(3)稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置实现了根据浮选智能控制器对流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪的检测数据的计算结果，在线实时调节浮选入料浓度、浮选泡沫层厚度和浮选吸气量，解决了现有浮选系统稀释水、闸板、吸气量调节通过人工手动调节，具有滞后性和个人主观性，没有精确定量的问题，实现了浮选入料浓度、泡沫层厚度、浮选吸气量的精确定量调节。
(4)基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统根据流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪的检测数据为控制依据，通过浮选智能控制器的计算结果，在线实时对浮选药剂制度、浮选入料浓度、浮选泡沫层厚度、浮选吸气量进行精确定量调节，确保浮选精煤灰分合格且稳定，回收率高，药耗低，无人值守，形成了全面完整的闭环控制，解决了现有浮选系统缺少数据积累作为支撑，没有精确定量，具有滞后性和个人主观性，以及浮选司机体力消耗大，工作环境差的问题，是真正意义上的一种具有反馈调节机制的浮选智能控制系统。
附图说明
图1是本发明优先实施例的结构框图；
图2是本发明优先实施例中浮选智能加药站的结构图；
图3是本发明优先实施例中浮选智能控制器的电路图；
图4是现有浮选系统人工控制和本发明优选实施例的浮选精煤灰分频率对比图。
其中：1、进药管口；2、进水管口；3、药剂过滤箱；4、y型过滤器；5、第一计量泵；6、脉冲阻尼器；7、安全阀；8、背压阀；9、第二计量泵；10、调压阀；11、单向阀；12、压力表；13、乳化装置14、出药管口。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，一种基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统，包括：浮选智能加药站、矿浆灰分在线检测仪、稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置、浮选智能控制器、流量计和浓度计。浮选药剂桶和清水箱分别通过药剂管道与浮选智能加药站相连，浮选智能加药站通过主电磁阀、副电磁阀组和药剂管道分别与矿浆预处理设备、浮选设备相连，浮选入料、精煤和尾煤分别通过矿浆管道与矿浆灰分在线检测仪相连，流量计及浓度计安装在第一矿浆管道上，位于稀释水管道接口之后，浮选智能加药站、矿浆灰分在线检测仪、流量计、浓度计、稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置、主电磁阀、副电磁阀组等均通过有线方式与浮选智能控制器连接。所述矿浆灰分在线检测仪对浮选入料、精煤和尾煤矿浆灰分以三者或其中两者或一者进行实时检测，同时将矿浆灰分检测结果传输至浮选智能控制器；所述浮选智能控制器根据流量计、浓度计、矿浆灰分在线检测仪的检测数据，在线实时对浮选智能加药站的第一计量泵、第二计量泵频率、稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置进行定量调节。
请参阅图2，浮选智能加药站包括进药管口1、进水管口2、出药管口14、药剂管道和清水管道；沿着药剂输送方向在所述药剂管道上依次安装有药剂过滤箱3、y型过滤器4、第一计量泵5和背压阀8；所述背压阀8的入药端依次通过脉冲阻尼器6和安全阀7与y型过滤器4的出口连接形成保护回路；沿着水流输送方向在所述清水管道上依次安装有第二计量泵9、调压阀10、单向阀11和压力表12；药剂和清水通过乳化装置13实现浮选药剂的乳化。浮选药剂和清水分别通过进药管口1和进水管口2进入浮选智能加药站；药剂过滤箱3用于去除浮选药剂中可能存在的杂质；第一计量泵5和第二计量泵9用于根据浮选智能控制器的指令对浮选药剂和清水的定量计量；乳化装置13用于对浮选药剂的乳化；脉冲阻尼器6用于解决第一计量泵5运行所产生的脉动，从而使药剂流动连续稳定；浮选智能加药站通过药剂管道实现药剂的运输；浮选药剂最终通过出药管口14流出浮选智能加药站。浮选智能加药站实现了根据浮选智能控制器的指令对浮选药剂的乳化、定量计量加药，浮选加药操作不再通过人工手动调节，实现了浮选加药的精确定量。
浮选入料、浮选精煤和尾煤矿浆由矿浆管路引入矿浆灰分在线检测仪，根据浮选智能控制器的指令，矿浆灰分在线检测仪在引入浮选入料、精煤和尾煤之间自动切换。矿浆灰分在线检测仪实现了对浮选入料、精煤和尾煤矿浆灰分的实时检测，并将矿浆灰分检测结果传输至浮选智能控制器作为反馈控制的依据，解决了传统的离线灰分检测方法的严重滞后问题，实现了在线闭环控制。
稀释水调节装置，根据浮选智能控制器的指令对浮选入料稀释水流量进行定量调节，稀释水调节不再通过人工动调节，实现了稀释水调节即浮选入料浓度调节的在线精确定量。矿浆预处理设备的入口与第一矿浆管道连接；所述第一矿浆管道连接有稀释水管道；所述稀释水调节装置安装于所述稀释水管道上，在所述第一矿浆管道上安装有流量计和浓度计。
闸板调节装置，根据浮选智能控制器的指令对浮选设备的闸板进行定量调节，浮选闸板调节不再通过手动调节，实现了闸板高度调节即浮选泡沫层厚度调节的在线精确定量。
吸气量调节装置，根据浮选智能控制器的指令对浮选设备的吸气量进行定量调节，浮选吸气量调节不再通过手动调节，实现了吸气量调节的在线精确定量。
请参阅图3，浮选智能控制器，包括计算机、以太网耦合器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块。计算机用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、算术操作等功能；以太网耦合器用于为智能控制器提供电源和通讯；数字量或模拟量输入/输出模块用于实时采集浮选入料矿浆浓度、流量、灰分及精煤、尾煤矿浆灰分检测信号，将接收的信号通过以太网耦合器传输到计算机中，然后经过程序自动分析计算得到浮选药剂的加药量，浮选设备的参数，并转换为数字量或模拟量信号控制浮选智能加药站的计量泵、稀释水调节装置、闸板调节装置、吸气量调节装置、主电磁阀、副电磁阀组。浮选智能控制器实现了具有反馈的浮选智能控制，解决了浮选系统智能水平低的问题。
作为优选，上述优选实施例的具体工作过程为：浮选智能控制器根据矿浆灰分检测和浮选入料浓度、流量信息进行判断和计算，在线实时对浮选药剂制度、浮选入料浓度、浮选泡沫层厚度、浮选吸气量进行精确定量调节。通过调节稀释水调节装置，增加和减少入料稀释水量，将入料浓度控制在浮选系统适宜的入料浓度范围内，保证基本的浮选效果；通过吸气量调节装置，当入料浓度增大时，提高充气量，反之，则降低充气量；通过闸板调节装置，当入料浓度、流量增大时，降低闸板高度，提高泡沫层厚度，反之，则升高；通过浮选智能加药站，根据入料浓度变化，调整基准加药量，同时根据入料浓度、流量变化，调整总加药量，并根据需要，调整各个加药点的比例；另外，所有参数均根据矿浆灰分检测数据反馈，进行再一次反馈调节；具体调整公式根据实际浮选生产数据进行定性并定量分析获得。
优选的，浮选智能加药站中的阀门有球阀、单向阀、安全阀、背压阀等。球阀用于生产和维修的启闭；单向阀用于阻止管路上的药剂形成倒流；安全阀用于管路压力过高时，及时释放压力，对计量泵起保护作用；背压阀用于保持管路所需压力，使计量泵正常输出流量。
优选的，稀释水调节装置采用电动调节阀，与浮选入料稀释水管道通过法兰连接，通过浮选智能控制器调节稀释水电动调节阀，在线定量调节浮选入料稀释水流量。
优选的，闸板调节装置采用步进电机，安装在浮选设备的闸板调节装置上，通过浮选智能控制器调节闸板步进电机转速，在线定量调节浮选设备的闸板高度。
优选的，吸气量调节装置，对于浮选机，采用电动调节阀和流量计，安装在浮选机的吸气管路上，通过浮选智能控制器调节吸气量电动调节阀，在线定量调节浮选机的吸气量；对于浮选柱，循环泵采用变频泵，通过浮选智能控制器调节循环泵频率，在线定量调节浮选柱的吸气量。
以某选煤厂为例，浮选入料流量范围为600-900m3/h，浮选入料浓度为90g/l左右，该厂原煤入料波动大，浮选入料灰分波动为19-36％，要求浮选精煤灰分ad≤10％。如附图4所示，使用基于矿浆灰分检测和浮选入料信息的浮选智能控制系统能够确保浮选精煤产品指标合格、稳定，提高浮选精煤回收率，与现有浮选系统相比，降低药剂消耗29％，显著提高浮选效果，提高经济效益。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。