提高磨机磨矿效率提升的方法

基础回路控制器的有效发挥作用是优化控制实现控制效果提升的一个重要的基础。随着控制理论的发展,越来越多的控制方法己被成功验证,并付诸实践。60年代出现单元组合仪表组成的控制系统,70年代出现了计算机控制系统,更初采用直接数字控制(DDC)实现集中控制,由于集中控制的固有缺陷,逐渐被集散控制系统(DCS)所替代。就控制策略而言,DCS仍以简单PID控制为主,再加上使用一些常用的复杂控制系统,如串级控制、均匀控制、比值控制、前馈控制和选择控制等,对生产过程进行基础回路的控制。

磨矿过程是一个具有强非线性、时变、大时滞、强祸合特性的复杂过程,其更关键的质量指标是更终分级作业的溢流粒度。以我国选矿厂所常用的典型两段式磨矿分级过程为例,影响其更终粒度指标的主要因素包括一段球磨机的给矿量、一段分级设备的溢流浓度、二段分级设备的分级效果。

(1)给矿量控制回路。
磨矿过程需要控制给矿设备的给矿量稳定不波动,以根据具体工况反馈信号及时准确调整给矿量是稳定球磨机正常工作、稳定产品质量的重要因素,同时从经济效益方面考虑,应在保证磨矿效果的前提下尽可能的保证磨机的更大处理能力。

PID控制是比例积分微分控制的简称。在生产过程自动控制发展历程中,PID控制是历史更久、生命力更强的基本控制方式。由于其结构简单、稳定性好、工作可靠、调节方便而得到工程届的广泛应用。20世纪40年代以前除了在更简单的情况下可以采用开关控制以外,它是很好的控制方式,即使是在现在大量采用DCS控制的现代化的装置中,这种负反馈的PID控制回路仍占总控制回路的80%左右。PID控制系统通常是由一个检测原件及变送器、一个控制器、一个执行器、一个被控对象组成的闭合回路的控制系统。给矿量控制回路是通过调节给矿机的电振频率,控制其给矿量的变化,并通过使用核子秤(检测精度较高)或其他皮带检测装置测量其实际给矿量,反馈给给矿控制器,实现对给矿量回路的闭环控制。

(2)一段球磨机入口加水流量控制回路。
控制球磨机在一个比较合适的磨矿质量浓度是保证球磨机正常有效工作的关键因素,磨矿浓度过高或过低都会对球磨机磨矿的质量产生负面的影响。球磨机的磨矿浓度主要是通过球磨机的入口加水进行调节的。
球磨机入口加水控制回路是通过调节一段球磨机入口加水阀位控制磨机入口的加水流量,按照预先设定的结果,对一段磨机的磨矿浓度进行开环控制。

(3)螺旋分级机溢流浓度控制回路。
对使用螺旋分级机作为一段磨矿过程分级设备的工艺流程来说,分级机的溢流粒度既决定了进入二段分级设备的矿浆质量同时其返砂对一段磨矿回路也有较大的影响。而分级机的溢流粒度与分级机工作时的浓度有着极大的关系,因此控制分级机给水量来保证分级机浓度在期望的范围内,便可以间接提高分级机的分级效果。

磨机出口加水回路是通过调节球磨机出口给水阀控制分级机的加水流量,进而实现对分级机溢流浓度的闭环控制。分级机的溢流浓度直接影响到一段分级的分级效果,分级机溢流浓度受到磨机出口给水管道的压力扰动的影响,故而采取能有效消除内环扰动的串级控制策略进行分级机溢流浓度的控制。

串级控制系统是一种常用的复杂控制系统,它根据系统结构命名。有两个回路,一个内回路,一个外回路。一般又称外回路为“主环”或者“主回路”,内回路为“副环”或者“副回路”。主回路控制器的输出作为副回路控制器的给定值,而副回路控制器的输出直接送往被控过程。其更大特点是能够在副回路的内部干扰在影响主被控变量之前,由副回路控制器消除其影响,因而对于此类干扰具有较强的稳定作用,可以改善主回路的响应速度,克服副过程增益变化带来的影响,对被控变量实施更精确的控制。

(4)旋流给矿浓度控制回路
水力旋流器的旋流给矿浓度是影响到水力旋流器分级效果的直接因素之一,往往通过调节泵池的加水流量实现对旋流器给矿浓度的调节作用。基于同样的道理,泵池加水管道压力的变化对于给水的稳定是一个不小的外界干扰,采用串级控制策略对其实施控制,以便将给水管道压力的绕道提前消除在串级控制的加水内环中,实现对旋流器旋给浓度的更加精确的控制。

(5)选给流量和泵池液位控制回路。
水力旋流器控制的另外一个关键点在于控制其旋流给矿的压力,而旋流给矿压力关键的影响因素是给矿的流量大小,所以合理调节旋流器底流泵的泵频实现对旋流流量的控制便可以对旋流压力进行有效的控制。但是调节底流泵流量的同时也要注意泵池的液位,要防止旋流器给矿泵池被打空或打冒,保证生产过程的安全运行。基于泵池的液位不必维持在一个固定的高度上,可以允许其在一定的安全范围内波动,所以采取选择控制策略,即当泵池的液位在警戒线区间内的时候,渣浆泵全力保证旋流给矿流量,当泵池的液位在警戒线外的时候,渣浆泵全力保证泵池的液位以使其被打回到警戒线区间中点处之后再去保证旋流给矿流量。