10.2 Схема автоматизации процесса обезвоживания

на вакуум-фильтре

При разработке схемы автоматизации вакуум-фильтра следует учитывать, что процесс фильтрации относится к вспомогательным и задача фильтровального отделения – принимать и обезвоживать весь флотационный концентрат флотационного отделения.

На рис. 10.3 показана структура факторов вакуум-фильтра.

Основными выходными параметрами являются производительность фильтра по кеку и его влажность (G, W_к). Дополнительные выходные факторы – расход и плотность фильтрата (q_ф, δ_ф).

К промежуточному выходному параметру следует отнести уровень пульпы в ванне вакуум-фильтра (Н_п), во многом опреде-ляющим его режим работы.

Возмущающие воздействия представляются гранулометрическим составом концентрата (Г), разжиженностью и температурой пульпы (R_п, Т_п). Основными управляющими воздействиями на объект приняты объемная нагрузка (Q_п), разряжение в дисках фильтра (Р) и частота вращения дисков (w_д).

Отметим, что вакуум-фильтр, как объект автоматизации по каналу "нагрузка на фильтр" – "уровень пульпы в ванне" с достаточной точностью можно представить реальным интегрирующим звеном с незначительным транспортным запаздыванием, а по каналу "частота вращения дисков" – "влажность кека" – апериодическим звеном первого порядка.

С учетом изложенного рассмотрим фрагмент схемы автоматизации процесса обезвоживания флотоконцентрата на вакуум-фильтре, приведенный на рис. 10.4.

Здесь упрощенно изображена технологическая схема обезвоживания флотоконцентрата, включающая сборный зумпф концентрата, насос, трубопровод с регулирующим органом. Вакуум-фильтр снабжен приводом с регулируемой частотой вращения (позиция 2-6).

Следует учесть, что вакуум-фильтр является сложным объектом управления, так как имеется существенная взаимосвязь между различными факторами.

Например, частота вращения дисков вакуум-фильтра предопределяет с одной стороны его производительность, с другой влажность кека.

Из технологических соображений принимаем, что для вакуум-фильтра важнейшими параметрами являются влажность кека и уровень пульпы в ванне. Уровень пульпы зависит от ряда параметров – нагрузки на вакуум-фильтр, его производительности, которая в свою очередь определяется частотой вращения дисков, вакуумом в системе, гранулометрическим составом питания и пр. Принимаем наиболее простой канал управления уровнем пупы – объемную нагрузку на вакуум-фильтр, которую можно изменять с помощью дроссельной заслонки, расположенной на нагнетательном пульпопроводе (РО, поз 1-7).

Влажность кека также зависит от многих факторов (вакуум в системе, частота вращения дисков, объемная нагрузка на вакуум-фильтр, грансостав флотоконцентрата). Учитываем, что вакуум в системе обезвоживания всегда поддерживается максимально возможным.

Гранулометрический состав питания вакуум-фильтра изменять практически невозможно. Следовательно, принимаем наиболее рациональный канал управления влажностью концентрата - изменение частоты вращения дисков вакуум-фильтра с помощью привода (поз. 2-6). Заметим, что современные вакуум-фильтры оборудуются приводом с управляемой частотой вращения дисков.

Важным параметром в данной схеме является и уровень пульпы в зумпфе, нельзя допускать как перелив, так и захват всасывающим патрубком насоса воздуха.

Таким образом, принимаем для рассматриваемой схемы автоматизации 3 независимые системы:

1. Система стабилизации уровня пульпы в ванне вакуум-фильтра (поз.1).

1. Система регулирования влажности кека (поз. 2).

2. Система контроля верхнего уровня пульпы в зумпфе (поз. 3).

Система 1 содержит первичный датчик уровня пульпы (чувствительный элемент с преобразователем, поз 1-1), установленный по месту, вторичный прибор контроля уровня (показывающий, поз. 1-2), регулятор (поз. 1-2), задатчик (поз. 1- 4), переключатель выбора режима работы системы (поз. 1-5), исполнительный механизм с регулирующим органом, установленном на пульпопроводе (поз. 1-6 и 1-7).

Аналогично, система регулирования влажности (2) кека включает первичный датчик влажности (2-1), вторичный показывающий и регистрирующий прибор (2-2), регулятор с задатчиком (2-3 и 2-4), тиристорную станцию управления (2-5) и привод фильтра (2-6).

Система контроля уровня (3) в зумпфе содержит первичный дискретный датчик уровня (например, 2 электрода поз. 3-1) и уровнемер (например, типа УКС, поз. 3-2). Последний настроен на контроль двух уровней – верхнего (H) и нижнего (L). Сигнализация осуществляется с помощью индикаторной лампочки и гудка.

В углеобогатительной промышленности нашел применение универсальный комплекс аппаратуры (САРФ) предназначенный для автоматизации флотационных и фильтровальных отделений. Комплекс обеспечивает:

• автоматическую стабилизацию заданных удельных расходов реагентов;

• стабилизацию плотности и расхода пульпы на флотацию;

• автоматическое регулирование уровня пульпы в ванне вакуум-фильтра и его производительности.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику факторной взаимосвязи флотационного процесса.

2. Изложите принципы разработки схемы автоматизации дозирования реагентов.

3. Раскройте требования к схемам автоматизации угольной флотации.

4. Объясните особенности вакуум-фильтра как объекта автоматизации.

5. Перечислите факторы, влияющие на процесс фильтрации.

6. Составьте исходные данные для проектирования схемы автоматизации вакуум-фильтра.

Литература к разделу: [4], [5], [9]