郭家湾选煤厂智能化建设规划思考

折小江

(国能榆林能源有限责任公司，陕西 榆林 719000)

1 智能化建设的必要性

党的十九大报告中指出，我国经济增长已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，坚持质量第一，效益优先，以供给侧结构改革为主线，推动煤炭产业高质量发展，已成为主流共识。煤炭行业作为传统高危行业，发展不平衡、不充分、矛盾突出，更应该先行一步，全方位、全链条实施智能化建设，作为煤炭工业的重要环节，选煤厂顺应国家战略规划需求，从自动化、信息化向智能化方向发展[1]。2020年2月，国家八部委联合发文《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，加快了推进煤矿智能化发展步伐。

2 郭家湾选煤厂基本情况

郭家湾选煤厂隶属于国能榆林能源有限责任公司，2015年7月建成并投产，建设规模为10.0 Mt/a[1]，为郭家湾煤矿的配套选煤厂。工艺流程为：200～25(13) mm块煤采用3 mm湿法脱泥后重介浅槽分选，25(13)～6(0) mm末原煤采用不脱泥无压三产品重介旋流器分选，粗煤泥采用浓缩旋流器+弧形筛+煤泥离心机脱水回收，细煤泥采用浓缩+加压过滤+压滤脱水回收。控制系统采用AB公司1756系列可编程逻辑控制器(PLC)作为控制核心，主站采用 1756-L75 系列 PLC冗余配置，主站与分站之间采用以太网进行通讯。系统采用分布式控制方式，通过网络设备实现上位监控主机、控制主站和I/O分站相互通讯。

3 郭家湾选煤厂短板

郭家湾选煤厂为新建选煤厂，自动化程度较高，拥有较好的智能化改造基础，按照智能选煤厂的功能要求，现场主要存在以下短板。

(1)现场绝大多数的闸板、阀门需要人工调整，滞后性大，员工劳动强度大。

(2)煤量控制、参数设定多依赖于人工经验，人为因素影响较大。

(3)浓缩机、压滤机、加药系统、压风机等设备都为单机自动化设备，需要人工在现场定岗操作。

(4)摄像头数量少，无法实现关键设备的视频覆盖，不满足远程查看需求，需人工现场不断巡视。

(5)现有生产调度信息只能在调度室查看，岗位人员无法实时了解生产状态。

(6)在设备管理方面，现有设备数量较多，设备运行状态监测数据较少，设备巡检依赖岗位人员的责任心，人工巡视范围和数量较为局限，人为因素影响较大。

(7) 缺少统一的数据管理平台，生产、经营、煤质报表均通过纸质记录保存，线下电子备份，分析难度大，信息流通慢，指导生产存在较大的滞后性。

4 建设思路及目标

(1)基础平台建设。按照“万兆+千兆”双环网设计，千兆环网承载工控数据，万兆环网承载视频传输，形成一条完善、安全、高效、实时的选煤厂数据传输通道。建立边缘侧数据中心，实现各类数据存储、分析，保证各控制系统的稳定、高可用、可迁移、可适应未来的高负载运行要求。建立生产指挥中心，集中展示选煤厂设备运行状态参数、生产参数、监控视频。

(2)基础设施升级。升级关键环节阀门、闸板，为各项精准控制提供硬件支撑。将各单机系统接入控制平台并融合，消除信息孤岛，实现统一集中控制。在45 kW以上关键电气设备上安装温度振动传感器，实现运行数据实时采集，对关键设备故障分析系统进行深度开发，提升诊断结果的预判性、灵敏度和准确率，对高低压配电柜进行改造，实现停送电远程操作，减轻操作人员的工作强度。探索图像识别技术与生产环节的结合，研究图像监测带式输送机的跑偏、堵料、撒煤，研究刮板机、浅槽分选机的断链、掉链等故障识别，在带式输送机和桶箅子等关键环节上，结合工艺流程要求，实现粒度识别，在带式输送机上实现大型杂物识别等，为选煤厂高效巡检提供保障

(3)子系统智能化建设。建立重介密度智能控制系统，实现加介需求判定、加介环节自动执行、分选密度自动调整。建立煤泥水系统智能控制系统，采集入料浓度，检测沉降效果，实现煤泥水系统关键数据的实时采集，建立数据模型，实现压滤机、浓缩机、加药系统的联合运行，提高各系统间的关联性。探索压风系统、配仓模块、铁器处理、装车环节在厂内的适用性创新建设。

(4)管理平台建设。运用人工智能技术、科学算法，并同选煤专业知识结合，利用大数据系统，将选煤厂生产和经营管理工作的各种信息进行分析整理，挖掘规律和知识，发现问题，提出解决方案，对系统进行预测、优化、评价等，实现管理过程的智能化。

5 结 语

在当前的技术条件下，智能化选煤厂建设还处在起步阶段[3]，存在诸多技术瓶颈，诸如选煤工艺、检测传感器以及装备智能化等[4-5]，距离真正的智能化尚有差距，选煤厂智能化建设任重道远[6]。郭家湾选煤厂智能化建设以降低职工劳动强度，提高生产效率为目标，目前主要是提升现场基础自动化水平，建立安全高效传输通道，增加监测手段，采集各类数据，将生产管理的各个环节实现数据化、可视化，通过对选煤厂生产过程中的各种数据进行统计分析、联机处理和数据挖掘，实现管理决策的智能化[7]。