Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Автоматизація процесу згущення — автоматизація процесу згущення хвостів флотації в радіальному згущувачі, який застосовують на багатьох вуглезбагачувальних фабриках.
Історія. Стан питання.
Питаннями автоматизації процесів згущення займаються такі інститути, як Санкт-Петербурзький гірничий університет, Механобр, Київський інститут автоматики. Проводилися роботи з автоматизації процесів згущення в кольоровій металургії ВНДКІ "Кольорметавтоматика".
Значний вклад у вирішення цієї проблеми внесли вчені Бадещенков В.М., Говдя Ю.Д., Грінман І.Г., Дейч В.Г., Єгоров С.В., Колпіков Г.Г., Крачевський Є.С., Назаров В.П., Нураєв Р.Х., Растяпін В.А., Сітало В.М., Стальський В.В., Стороженко С.В., Тіхонов О.Н. З патентної літератури відомі системи регулювання густини згущеного продукту з допоміжними вимірювальними елементами для отримання випереджуючих імпульсів за збурюючими впливами (комбіновані системи регулювання). Для контролю витрат пульпи на збагачувальних фабриках застосовують індукційні витратоміри з фторопластовим покриттям. Витратоміри мають високу точність вимірювання та достатню надійність. Але проблемним є вимірювання витрат у трубопроводі великого діаметра (більше 400 мм), так як індукційні витратоміри такого діаметра не виробляються. Навантаження на ферму згущувача контролюють за швидкістю обертання ферми , за величиною струму, що споживається приводом ферми . Серійно промисловість такі прилади не виробляє. Для дозування флокулянтів у згущувач застосовуються живильники ПРІУ-4 . Живильники забезпечують продуктивність до 1 м3/годину розчину ПАА. За малих питомих витрат флокулянта а згущувачах малого діаметра потрібні живильники продуктивністю 0,01-0,02 м3/годину. Живильники типу ПМР, що виробляються НВО "Колірметавтоматика", мало придатні в цьому разі через невисоку надійність.
Радіальний згущувач як об’єкт автоматизації
Радіальний згущувач як об’єкт автоматизації — складний інерційний об’єкт (рис. 1). Він характеризується такими основними вихідними параметрами — густиною згущеного продукту (δг) і густиною зливу (δз).
Основні збурюючі впливи — витрата, густина і гранулометричний склад твердої фази живлення (Qx, δx, Г). Проміжні вихідні параметри, що безпосередньо впливають на вихідні чинники, — висота проясненого шару (Нзл) і його густина (δзл).
З точки зору вимог технології метою управління радіальним згущувачем є: стабілізація густини згущеного продукту (δзг = const) і виконання умови δзл < δзл доп, де δзл доп допустима густина зливу. Керуючим впливом за першим критерієм може служити величина перетину випускного отвору згущувача, за другим — витрата флокулянту.
Однак реалізація системи регулювання густини зливу (за відхиленням) шляхом зміни витрати флокулянту проблематична.
Радіальні згущувачі за вказаним каналом управління характеризуються великим значенням інерційності, що приводить до непрацездатності САР.
Дана проблема може бути вирішена двома способами. Перший — за допомогою системи регулювання по збуренню (Q_живл). Другий — стабілізацією висоти проясненого шару в згущувачі шляхом зміни витрати флокулянту. По цьому каналу інерційність об’єкта значно менша і реалізація САР за відхиленням реальна. Певну складність являє автоматичний контроль висоти проясненого шару, на чому ми зупинимося нижче. Приклад схеми автоматизації наведено на рис. 2. Тут передбачено дві системи авторегулювання за відхиленням. Перша САР (система 1) стабілізує висоту проясненого шару шляхом зміни витрати флокулянту. У систему входить датчик висоти проясненого шару (1-1) і звичайні стандартні елементи. Друга САР (система 2) стабілізує густину згущеного продукту. Робота системи аналогічна розлянутим вище.
Аварійний контроль густини зливу здійснюється за допомогою фотометричного мутноміра (3-1), вторинного приладу з контактною групою і засобів сигналізації (3-3). Це рішення актуальне для вугільних збагачувальних фабрик, де злив використовується як оборотна вода.
Враховуючи високу вартість сучасних флокулянтів, доцільно здійснювати контроль їх витрати з підсумовуванням (система 5).
У схемі передбачена типова система дистанційного управління регулюючим органом на лінії живлення згущувача.
На схемі не наведено системи сигналізації і захисту від перевантаження ферми, якими комплектуються радіальні згущувачі з периферійним приводом.
Перспективні розробки
В Україні розроблено спосіб комбінованого автоматичного управління процесом згущення суспензій, який поєднує принципи автоматичного керування за збуренням і відхиленням. При цьому новизна контуру керування за збуренням полягає в тому, що керуючий вплив - зміна витрат згущеного продукту - формується за співвідношенням масових витрат ущільненого осаду і згущеного продукту, а новизна контуру регулювання за відхиленням полягає в корекції цього співвідношення за густиною згущеного продукту. Результати комп’ютерного моделювання роботи комбінованої системи стабілізації густини згущеного продукту показали, що якість перехідних процесів в САР відповідає технологічним вимогам; дисперсія вихідного сигналу «густина згущеного продукту» при управлінні за розробленим алгоритмом знижується в 1,6 разу порівняно з управлінням за збуренням.
Шпильовим Л.В. розроблено нову структуру моделі об’єкта управління – процесу згущення суспензії в радіальному згущувачі з периферійним приводом, – яка на відміну від відомих, що включають субпроцеси осадження дисперсної фази та консолідації осаду на дні згущувача, ґрунтується на гіпотезі про змішування ущільненого осаду з суспензією зони стиснення в розвантажувальній лійці радіального згущувача та враховує особливості розвантаження згущувача: існування в згущувачі субпроцесів транспортування ущільненого осаду і змішування його із суспензією зони стиснення. Такий підхід забезпечив вищу точність математичного опису безперервного процесу згущення, і розроблення досконалішої комплексної системи автоматичного управління радіальним згущувачем. Експериментально встановлено закономірності субпроцесів осадження сфлокульованої суспензії, стиснення й ущільнення осаду для різних типів концентратів і відходів збагачення кольорових та рідкіснометалічних руд в умовах одночасного комплексного впливу основних вхідних параметрів процесу. Встановлено, що радіальний згущувач за каналами управління «витрати флокулянту – швидкість осадження дисперсної фази» та основного збурення «величина рН – швидкість осадження дисперсної фази» має екстремум швидкості осадження від питомих витрат флокулянту, який дрейфує при зміні величини рН. Визначені умови, за яких екстремальний характер залежностей і дрейф екстремуму має враховуватися при розробці алгоритмів ефективного управління радіальним згущувачем, обґрунтована доцільність застосування екстремального управління процесом осадження дисперсної фази для підвищення ефективності автоматизованого управління процесом згущення зфлокульованої суспензії. Обґрунтовано вибір швидкості осадження дисперсної фази суспензії як цільової функції оптимізації процесу згущення. Показано, що екстремальне управління процесом осадження концентрату можна реалізувати на базі принципу керування витратами флокулянту за основним збуренням – величиною рН суспензії живлення. Комп’ютерним моделюванням встановлена залежність оптимальних керуючих впливів від величини рН. Моделюванням роботи системи екстремального управління встановлено, що реалізація розробленого способу управління за алгоритмом дозволяє знизити вміст концентрату у зливі та витрати флокулянту порівняно з ручним управлінням. Розроблено спосіб екстремального управління режимом осадження концентрату за каналом «витрати флокулянту (ПАА) – швидкість осадження суспензії», який реалізує принцип крокового пошуку екстремуму на фізичній моделі згущувача, що суттєво скорочує тривалість пошуку. Шляхом комп’ютерного моделювання роботи СЕУ в середовищі Visual Basic 6.0 встановлено, що час пошуку екстремуму має стійкий характер при дрейфі статичної характеристики в межах ±50 % від номінального значення і досягається за 9-12 кроків. У випадку довільних та короткочасних змін статичних характеристик об’єкта управління час пошуку є мінімальним (36-48 хв) при відхиленні цих характеристик у межах ±25 %, що сповна відповідає технологічним вимогам. Реалізація алгоритму екстремального управління дозволяє знизити втрати концентрату у зливі згущувача, а також витрати флокулянту порівняно з ручним управлінням 15,0 %. Уперше розроблено аналітичну модель розвантаження радіального згущувача, яка на відміну від існуючих уявлень про механізм ущільнення дисперсної фази, базується на гіпотезі про змішування ущільненого осаду із суспензією зони стиснення в розвантажувальній лійці й адекватно описує фізичні процеси в радіальному згущувачі. Еквівалентна схема субпроцесу змішування може бути представлена як складена з елементів транспортного запізнювання та повного перемішування. Аналіз моделі показав, що густина згущеного продукту, який вивантажується з лійки згущувача, визначається параметрами ущільненого осаду і суспензії зони стиснення, та залежить від співвідношення витрат дисперсної фази в осаді й згущеному продукті. Мінімальна дисперсія заданої густини згущеного продукту досягається, як уперше встановлено, шляхом автоматичної підтримки заданого співвідношення масових витрат ущільненого осаду й згущеного продукту і коригування цього співвідношення за густиною згущеного продукту.
Див. також
Джерела
- Папушин Ю. Л., Білецький В. С. Основи автоматизації гірничого виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2007. — 168 с.
- Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. — Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
- Автоматизация процессов сгущения на обогатительных фабриках / Л. В. Шпилевой, В. С. Белецкий // Сб. материалов. V Конгресс обогатителей стран СНГ, Москва, 23–25 марта 2005 г. Т. 3 / Моск. гос. ин-т стали и сплавов (технол. ун-т). – М., 2005. – С. 296–297.
- Оптимізація режиму осадження твердої фази у згущувачі / В. С. Білецький, Л. В. Шпильвий // Складні технічні системи і процеси. – 2002. – № 2. – С. 78–81.
Примітки
- Шпильовий Л.В. Технологічні основи автоматизації процесу згущення на збагачувальних фабриках (монографія). Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, 2011. – 184 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Avtomatizaciya procesu zgushennya avtomatizaciya procesu zgushennya hvostiv flotaciyi v radialnomu zgushuvachi yakij zastosovuyut na bagatoh vuglezbagachuvalnih fabrikah Radialnij zgushuvach ob yekt avtomatizaciyi Istoriya Stan pitannya Pitannyami avtomatizaciyi procesiv zgushennya zajmayutsya taki instituti yak Sankt Peterburzkij girnichij universitet Mehanobr Kiyivskij institut avtomatiki Provodilisya roboti z avtomatizaciyi procesiv zgushennya v kolorovij metalurgiyi VNDKI Kolormetavtomatika Znachnij vklad u virishennya ciyeyi problemi vnesli vcheni Badeshenkov V M Govdya Yu D Grinman I G Dejch V G Yegorov S V Kolpikov G G Krachevskij Ye S Nazarov V P Nurayev R H Rastyapin V A Sitalo V M Stalskij V V Storozhenko S V Tihonov O N Z patentnoyi literaturi vidomi sistemi regulyuvannya gustini zgushenogo produktu z dopomizhnimi vimiryuvalnimi elementami dlya otrimannya viperedzhuyuchih impulsiv za zburyuyuchimi vplivami kombinovani sistemi regulyuvannya Dlya kontrolyu vitrat pulpi na zbagachuvalnih fabrikah zastosovuyut indukcijni vitratomiri z ftoroplastovim pokrittyam Vitratomiri mayut visoku tochnist vimiryuvannya ta dostatnyu nadijnist Ale problemnim ye vimiryuvannya vitrat u truboprovodi velikogo diametra bilshe 400 mm tak yak indukcijni vitratomiri takogo diametra ne viroblyayutsya Navantazhennya na fermu zgushuvacha kontrolyuyut za shvidkistyu obertannya fermi za velichinoyu strumu sho spozhivayetsya privodom fermi Serijno promislovist taki priladi ne viroblyaye Dlya dozuvannya flokulyantiv u zgushuvach zastosovuyutsya zhivilniki PRIU 4 Zhivilniki zabezpechuyut produktivnist do 1 m3 godinu rozchinu PAA Za malih pitomih vitrat flokulyanta a zgushuvachah malogo diametra potribni zhivilniki produktivnistyu 0 01 0 02 m3 godinu Zhivilniki tipu PMR sho viroblyayutsya NVO Kolirmetavtomatika malo pridatni v comu razi cherez nevisoku nadijnist Radialnij zgushuvach yak ob yekt avtomatizaciyiRadialnij zgushuvach yak ob yekt avtomatizaciyi skladnij inercijnij ob yekt ris 1 Vin harakterizuyetsya takimi osnovnimi vihidnimi parametrami gustinoyu zgushenogo produktu dg i gustinoyu zlivu dz Osnovni zburyuyuchi vplivi vitrata gustina i granulometrichnij sklad tverdoyi fazi zhivlennya Qx dx G Promizhni vihidni parametri sho bezposeredno vplivayut na vihidni chinniki visota proyasnenogo sharu Nzl i jogo gustina dzl Z tochki zoru vimog tehnologiyi metoyu upravlinnya radialnim zgushuvachem ye stabilizaciya gustini zgushenogo produktu dzg const i vikonannya umovi dzl lt dzl dop de dzl dop dopustima gustina zlivu Keruyuchim vplivom za pershim kriteriyem mozhe sluzhiti velichina peretinu vipusknogo otvoru zgushuvacha za drugim vitrata flokulyantu Odnak realizaciya sistemi regulyuvannya gustini zlivu za vidhilennyam shlyahom zmini vitrati flokulyantu problematichna Radialni zgushuvachi za vkazanim kanalom upravlinnya harakterizuyutsya velikim znachennyam inercijnosti sho privodit do nepracezdatnosti SAR Dana problema mozhe buti virishena dvoma sposobami Pershij za dopomogoyu sistemi regulyuvannya po zburennyu Q zhivl Drugij stabilizaciyeyu visoti proyasnenogo sharu v zgushuvachi shlyahom zmini vitrati flokulyantu Po comu kanalu inercijnist ob yekta znachno mensha i realizaciya SAR za vidhilennyam realna Pevnu skladnist yavlyaye avtomatichnij kontrol visoti proyasnenogo sharu na chomu mi zupinimosya nizhche Priklad shemi avtomatizaciyi navedeno na ris 2 Tut peredbacheno dvi sistemi avtoregulyuvannya za vidhilennyam Persha SAR sistema 1 stabilizuye visotu proyasnenogo sharu shlyahom zmini vitrati flokulyantu U sistemu vhodit datchik visoti proyasnenogo sharu 1 1 i zvichajni standartni elementi Druga SAR sistema 2 stabilizuye gustinu zgushenogo produktu Robota sistemi analogichna rozlyanutim vishe Avarijnij kontrol gustini zlivu zdijsnyuyetsya za dopomogoyu fotometrichnogo mutnomira 3 1 vtorinnogo priladu z kontaktnoyu grupoyu i zasobiv signalizaciyi 3 3 Ce rishennya aktualne dlya vugilnih zbagachuvalnih fabrik de zliv vikoristovuyetsya yak oborotna voda Vrahovuyuchi visoku vartist suchasnih flokulyantiv docilno zdijsnyuvati kontrol yih vitrati z pidsumovuvannyam sistema 5 U shemi peredbachena tipova sistema distancijnogo upravlinnya regulyuyuchim organom na liniyi zhivlennya zgushuvacha Na shemi ne navedeno sistemi signalizaciyi i zahistu vid perevantazhennya fermi yakimi komplektuyutsya radialni zgushuvachi z periferijnim privodom Perspektivni rozrobkiV Ukrayini rozrobleno sposib kombinovanogo avtomatichnogo upravlinnya procesom zgushennya suspenzij yakij poyednuye principi avtomatichnogo keruvannya za zburennyam i vidhilennyam Pri comu novizna konturu keruvannya za zburennyam polyagaye v tomu sho keruyuchij vpliv zmina vitrat zgushenogo produktu formuyetsya za spivvidnoshennyam masovih vitrat ushilnenogo osadu i zgushenogo produktu a novizna konturu regulyuvannya za vidhilennyam polyagaye v korekciyi cogo spivvidnoshennya za gustinoyu zgushenogo produktu Rezultati komp yuternogo modelyuvannya roboti kombinovanoyi sistemi stabilizaciyi gustini zgushenogo produktu pokazali sho yakist perehidnih procesiv v SAR vidpovidaye tehnologichnim vimogam dispersiya vihidnogo signalu gustina zgushenogo produktu pri upravlinni za rozroblenim algoritmom znizhuyetsya v 1 6 razu porivnyano z upravlinnyam za zburennyam Shpilovim L V rozrobleno novu strukturu modeli ob yekta upravlinnya procesu zgushennya suspenziyi v radialnomu zgushuvachi z periferijnim privodom yaka na vidminu vid vidomih sho vklyuchayut subprocesi osadzhennya dispersnoyi fazi ta konsolidaciyi osadu na dni zgushuvacha gruntuyetsya na gipotezi pro zmishuvannya ushilnenogo osadu z suspenziyeyu zoni stisnennya v rozvantazhuvalnij lijci radialnogo zgushuvacha ta vrahovuye osoblivosti rozvantazhennya zgushuvacha isnuvannya v zgushuvachi subprocesiv transportuvannya ushilnenogo osadu i zmishuvannya jogo iz suspenziyeyu zoni stisnennya Takij pidhid zabezpechiv vishu tochnist matematichnogo opisu bezperervnogo procesu zgushennya i rozroblennya doskonalishoyi kompleksnoyi sistemi avtomatichnogo upravlinnya radialnim zgushuvachem Eksperimentalno vstanovleno zakonomirnosti subprocesiv osadzhennya sflokulovanoyi suspenziyi stisnennya j ushilnennya osadu dlya riznih tipiv koncentrativ i vidhodiv zbagachennya kolorovih ta ridkisnometalichnih rud v umovah odnochasnogo kompleksnogo vplivu osnovnih vhidnih parametriv procesu Vstanovleno sho radialnij zgushuvach za kanalami upravlinnya vitrati flokulyantu shvidkist osadzhennya dispersnoyi fazi ta osnovnogo zburennya velichina rN shvidkist osadzhennya dispersnoyi fazi maye ekstremum shvidkosti osadzhennya vid pitomih vitrat flokulyantu yakij drejfuye pri zmini velichini rN Viznacheni umovi za yakih ekstremalnij harakter zalezhnostej i drejf ekstremumu maye vrahovuvatisya pri rozrobci algoritmiv efektivnogo upravlinnya radialnim zgushuvachem obgruntovana docilnist zastosuvannya ekstremalnogo upravlinnya procesom osadzhennya dispersnoyi fazi dlya pidvishennya efektivnosti avtomatizovanogo upravlinnya procesom zgushennya zflokulovanoyi suspenziyi Obgruntovano vibir shvidkosti osadzhennya dispersnoyi fazi suspenziyi yak cilovoyi funkciyi optimizaciyi procesu zgushennya Pokazano sho ekstremalne upravlinnya procesom osadzhennya koncentratu mozhna realizuvati na bazi principu keruvannya vitratami flokulyantu za osnovnim zburennyam velichinoyu rN suspenziyi zhivlennya Komp yuternim modelyuvannyam vstanovlena zalezhnist optimalnih keruyuchih vpliviv vid velichini rN Modelyuvannyam roboti sistemi ekstremalnogo upravlinnya vstanovleno sho realizaciya rozroblenogo sposobu upravlinnya za algoritmom dozvolyaye zniziti vmist koncentratu u zlivi ta vitrati flokulyantu porivnyano z ruchnim upravlinnyam Rozrobleno sposib ekstremalnogo upravlinnya rezhimom osadzhennya koncentratu za kanalom vitrati flokulyantu PAA shvidkist osadzhennya suspenziyi yakij realizuye princip krokovogo poshuku ekstremumu na fizichnij modeli zgushuvacha sho suttyevo skorochuye trivalist poshuku Shlyahom komp yuternogo modelyuvannya roboti SEU v seredovishi Visual Basic 6 0 vstanovleno sho chas poshuku ekstremumu maye stijkij harakter pri drejfi statichnoyi harakteristiki v mezhah 50 vid nominalnogo znachennya i dosyagayetsya za 9 12 krokiv U vipadku dovilnih ta korotkochasnih zmin statichnih harakteristik ob yekta upravlinnya chas poshuku ye minimalnim 36 48 hv pri vidhilenni cih harakteristik u mezhah 25 sho spovna vidpovidaye tehnologichnim vimogam Realizaciya algoritmu ekstremalnogo upravlinnya dozvolyaye zniziti vtrati koncentratu u zlivi zgushuvacha a takozh vitrati flokulyantu porivnyano z ruchnim upravlinnyam 15 0 Upershe rozrobleno analitichnu model rozvantazhennya radialnogo zgushuvacha yaka na vidminu vid isnuyuchih uyavlen pro mehanizm ushilnennya dispersnoyi fazi bazuyetsya na gipotezi pro zmishuvannya ushilnenogo osadu iz suspenziyeyu zoni stisnennya v rozvantazhuvalnij lijci j adekvatno opisuye fizichni procesi v radialnomu zgushuvachi Ekvivalentna shema subprocesu zmishuvannya mozhe buti predstavlena yak skladena z elementiv transportnogo zapiznyuvannya ta povnogo peremishuvannya Analiz modeli pokazav sho gustina zgushenogo produktu yakij vivantazhuyetsya z lijki zgushuvacha viznachayetsya parametrami ushilnenogo osadu i suspenziyi zoni stisnennya ta zalezhit vid spivvidnoshennya vitrat dispersnoyi fazi v osadi j zgushenomu produkti Minimalna dispersiya zadanoyi gustini zgushenogo produktu dosyagayetsya yak upershe vstanovleno shlyahom avtomatichnoyi pidtrimki zadanogo spivvidnoshennya masovih vitrat ushilnenogo osadu j zgushenogo produktu i koriguvannya cogo spivvidnoshennya za gustinoyu zgushenogo produktu Div takozhAvtomatizaciya modulya znevodnennya tonkih vidhodiv ta shlamivDzherelaPapushin Yu L Bileckij V S Osnovi avtomatizaciyi girnichogo virobnictva Doneck Shidnij vidavnichij dim 2007 168 s Ivanov A O Teoriya avtomatichnogo keruvannya Pidruchnik Dnipropetrovsk Nacionalnij girnichij universitet 2003 250 s Avtomatizaciya processov sgusheniya na obogatitelnyh fabrikah L V Shpilevoj V S Beleckij Sb materialov V Kongress obogatitelej stran SNG Moskva 23 25 marta 2005 g T 3 Mosk gos in t stali i splavov tehnol un t M 2005 S 296 297 Optimizaciya rezhimu osadzhennya tverdoyi fazi u zgushuvachi V S Bileckij L V Shpilvij Skladni tehnichni sistemi i procesi 2002 2 S 78 81 PrimitkiShpilovij L V Tehnologichni osnovi avtomatizaciyi procesu zgushennya na zbagachuvalnih fabrikah monografiya Doneck Shidnij vidavnichij dim Donecke viddilennya NTSh 2011 184 s