磁場(chǎng)作用下重介旋流器分選密度的檢測(cè)、控制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、三產(chǎn)品重介旋流器在世界范圍內(nèi)尤其是中國(guó)取得了廣泛應(yīng)用，該類旋流器是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品旋流器串聯(lián)而成。從重介分選過(guò)程控制來(lái)講，一段分選密度的控制，通過(guò)PID閉環(huán)控制方式得以實(shí)現(xiàn)，但二段分選密度不能進(jìn)行在線調(diào)控，因此在以三產(chǎn)品重介旋流器分選中既要保證一段分選密度和精煤產(chǎn)品灰分又要兼顧二段分選密度和中煤的灰分及產(chǎn)率，很難實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配合，本論文即針對(duì)三產(chǎn)品重介旋流器二段分選密度難以在線調(diào)控的難題展開研究。
　　論文通過(guò)構(gòu)建與設(shè)計(jì)重介分選系統(tǒng)、分選

2、過(guò)程數(shù)據(jù)采集及分選密度控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了永磁鐵磁場(chǎng)和螺線圈磁場(chǎng)下旋流器分選密度變化規(guī)律的系列實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了旋流器內(nèi)部磁場(chǎng)的模擬仿真，揭示了磁場(chǎng)的變化特征，為實(shí)現(xiàn)重介旋流器分選密度的在線調(diào)控進(jìn)行了初步探索。
　　首先設(shè)計(jì)了重介分選實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要包括旋流器、混料桶、入料泵等設(shè)備的選型與安裝，并以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)圍繞重介旋流器懸浮液，設(shè)計(jì)了重介旋流器入料、溢流和底流密度檢測(cè)方法、安裝位置及安裝方式，為下一步信號(hào)采集創(chuàng)造條件。

3、r>　　圍繞重介分選過(guò)程，設(shè)計(jì)了重介分選過(guò)程信號(hào)采集系統(tǒng)，采集控制系統(tǒng)包括檢測(cè)流量、壓力、密度等傳感器的選型設(shè)計(jì)、控制器PLC選型設(shè)計(jì)、人機(jī)接口選擇和通訊設(shè)計(jì)，以及在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的完整信號(hào)采集系統(tǒng)。
　　為穩(wěn)定重介分選過(guò)程，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集分析外加磁場(chǎng)作用下重介分選過(guò)程及分選密度的變化規(guī)律，在信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了重介旋流器分選密度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了基于專家系統(tǒng)的預(yù)調(diào)（粗調(diào)）系統(tǒng)及為后續(xù)工作完善的PID閉環(huán)控制微調(diào)系統(tǒng)，

4、從而形成完整的控制系統(tǒng)解決方案，為接下來(lái)的外加磁場(chǎng)作用下旋流器分選密度變化規(guī)律提供了穩(wěn)定可靠的平臺(tái)與環(huán)境。
　　將不同分選密度和位置參數(shù)構(gòu)建專家規(guī)則表，當(dāng)輸入所需分選密度后，自動(dòng)控制系統(tǒng)從專家系統(tǒng)庫(kù)中自動(dòng)匹配所需電流參數(shù)值，通過(guò)遠(yuǎn)程通訊將信號(hào)傳輸至直流穩(wěn)壓電源供給線圈?？刂葡到y(tǒng)建立手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，自動(dòng)模式用于輸入所需分選密度，自動(dòng)匹配所對(duì)應(yīng)的參數(shù);手動(dòng)模式為不經(jīng)過(guò)專家系統(tǒng)的匹配，直接輸入線圈電流。
　　當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，

5、可啟動(dòng)PID控制，利用采集計(jì)算的分選實(shí)時(shí)密度值作為反饋值不斷與給定值做差比較，系統(tǒng)自動(dòng)微調(diào)電流值，保證分選密度的穩(wěn)定，有效校正了系統(tǒng)受到的外界干擾。
　　在前述構(gòu)建的分選平臺(tái)上，進(jìn)行了永磁場(chǎng)對(duì)旋流器分選密度變化規(guī)律的影響研究，通過(guò)在旋流器溢流管、錐體段和底流口放置永磁體磁場(chǎng)，進(jìn)行介質(zhì)分選試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):
　　1、在旋流器溢流管布置永磁體磁場(chǎng)可降低分選密度，隨著磁極厚度的增加，可使分選密度下降的幅度更大;
　　2、在旋流器錐段

6、布置永磁體磁場(chǎng)亦可降低分選密度;
　　3、在旋流器底流口布置永磁體磁場(chǎng)可使分選密度升高。
　　4、在本此試驗(yàn)條件下，永磁場(chǎng)對(duì)分選密度升高的最大幅度為0.1g/cm3，此時(shí)磁場(chǎng)位于底流口，磁極厚度為30mm;對(duì)分選密度降低的最大幅度為0.05g/cm3，此時(shí)磁場(chǎng)位于溢流管處，磁極厚度為60mm。
　　通過(guò)對(duì)各磁極磁場(chǎng)進(jìn)行模擬可以得出磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布和變化，隨著磁極增加磁場(chǎng)強(qiáng)度分布更加均勻，對(duì)旋流器內(nèi)部磁性顆粒施加的磁場(chǎng)力使

7、顆粒吸附在旋流器內(nèi)壁，達(dá)到變徑的目的，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)分選密度的調(diào)節(jié)。
　　在前述構(gòu)建的分選平臺(tái)上，進(jìn)行了外加電磁場(chǎng)對(duì)旋流器分選密度影響研究，通過(guò)在旋流器外放置線圈，考察線圈在不同位置和不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下對(duì)旋流器內(nèi)部分選密度的影響;由螺線圈、小屏蔽、大屏蔽和全屏蔽條件下的試驗(yàn)表明:
　　1、線圈位于柱錐交界面及附近時(shí)，隨著電流的增大，線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可升高分選密度;
　　2、線圈位于錐段中部時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)分選密度的升高作用減弱，到