CN114405156B - 一种煤泥水加压过滤机的控制方法及控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤泥水加压过滤机的控制方法及控制***，其方法包括：获取加压过滤机的历史工作数据，所述历史工作数据包括历史时间段内同一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期和排料产品水分；根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型；获取所述加压过滤机的排料产品的实际水分值；根据所述排料产品水分模型和所述实际水分值确定所述加压过滤机的控制策略。本发明方案，建立排料产品水分模型，通过模型可以预测调整参数的设定值，实现煤泥水分的闭环控制，本方案具有更高的自动化程度和调控精度。

Description

一种煤泥水加压过滤机的控制方法及控制***

技术领域

本发明涉及煤泥水处理设备技术领域，特别涉及一种煤泥水加压过滤机的控制方法及控制***。

背景技术

目前，加压过滤机是选煤厂常用的细煤泥脱水设备，其目的是最大程度的实现煤与水的分离，提高煤的质量，回收水再利用。加压过滤机的结构与工作原理如下：加压过滤机是将过滤机置于一个封闭的加压仓内，当煤泥水由入料泵给入到过滤机槽体内，加压仓内充入一定压力的压缩空气，在绿盘上通过控制头与通大气的汽水分离器形成压差，在加压仓内的压力作用下，槽体内的液体通过浸入悬浮液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤介质(滤布)上形成滤饼。随着滤盘的旋转，滤饼经过进一步的干燥降水后，到卸料区卸入运输机中，完成过滤、干燥、脱落三个连续的过程，该设备可连续工作、处理量大、产品水分低，在选煤厂应用较为广泛。

滤盘一般由若干块块滤扇组成，用螺栓、压条和压板将滤扇固定在主轴上，每块滤扇都是独立的过滤单元。本身是由较轻金属或塑料制成的空心结构，滤板内腔圆管与主轴的滤液孔相通。过滤板的外面包有滤布。控制头装在主轴两端固定不动，它把过滤过程分成过滤、干燥和吹落三个区。在不同的区中，滤扇分别与大气、反吹风连接。加压过滤机在大罐充有一定压力后，当滤盘顺时针转动时，依次经过过滤区、干燥区和滤饼脱落区，使每个滤扇与不同的区域连接。当滤扇位于过滤区时，与大气相通，在大罐压力下，煤浆向滤布移动，煤粒在滤布上形成滤饼；滤液通过滤布，进入滤扇的内腔，并经主轴的滤液孔排出，实现过滤。当滤扇位于干燥区时，仍与大气连接，但此时滤扇已离开煤浆液面。此时，大罐内高压力的空气透过滤饼煤粒之间的空隙排向大气，并带走煤粒空隙之间的水分，使滤饼的水分进一步降低。目前现有的加压过滤机通常无法实现自动调整，依赖人为操作，不但效率低且准确度也会受到影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有煤泥水加压过滤机无法实现自动精确控制的问题，为此，本发明提出了一种煤泥水加压过滤机的控制方法及控制***。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种煤泥水加压过滤机的控制方法，包括如下步骤：

获取加压过滤机的历史工作数据，所述历史工作数据包括历史时间段内同一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期和排料产品水分；

根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型；

获取所述加压过滤机的排料产品的实际水分值；

根据所述排料产品水分模型和所述实际水分值确定所述加压过滤机的控制策略。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制方法，根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

利用机器学习算法对所述历史工作数据进行训练，以训练后的所述机器学习算法作为所述排料产品水分模型。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制方法，根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

利用所述机器学习算法对所述历史工作数据进行训练的过程中，以历史时间段内任一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、排料周期和排料产品水分作为输入样本，以同一时刻的主轴转速作为输出样本进行训练。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制方法，根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

所述机器学习算法包括最小二乘支持向量机算法或BP神经网络算法。

本发明一些实施例还提供一种煤泥水加压过滤机的控制***，用于对煤泥水加压过滤机进行控制，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有程序信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行以上任一项所述的煤泥水加压过滤机的控制方法。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制***，还包括电磁流量计，其中：

所述煤泥水加压过滤机连接有入料泵，所述电磁流量计设置于所述入料泵的出料管路上，所述电磁流量计检测所述入料流量并将所述入料流量发送至所述处理器。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制***，还包括矿浆浓度计，其中：

所述矿浆浓度计设置于所述入料泵的出料管路上，所述矿浆浓度计检测所述入料浓度并将所述入料浓度发送至所述处理器。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制***，还包括水分计：

所述煤泥水加压过滤机连接有排料装置，所述水分计设置于所述排料装置中；所述水分计用于检测所述排料产品水分并将所述排料水分发送至所述处理器。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制***，所述煤泥水加压过滤机还包括压滤罐、过滤装置和输送装置；

所述入料装置连接在所述压滤罐的一侧；

所述压滤罐的下端设置有支撑板，所述压滤罐的内部设置有加压仓，所述加压仓的内部设置有刮板机；

所述过滤装置安装在所述加压仓的内部，所述过滤装置包括过滤机与多个滤盘，多个所述滤盘均与所述过滤机之间转动连接；

所述排料装置连接在所述刮板机的一侧。

可选地，上述的煤泥水加压过滤机的控制***，所述排料装置包括排料上仓与排料管，所述排料上仓与所述刮板机连通，所述排料管设置在所述排料上仓的下端且与所述排料上仓连通；所述排料上仓接收所述煤泥水加压过滤机输出的由过滤介质形成的滤饼，所述滤饼达到设定量后间歇排出。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明提供的煤泥水加压过滤机的控制方法及控制***，通过加压过滤机的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期、排料产品水分这些历史数据的累积，建立加压过滤机产品水分的数学模型，根据加压过滤机的排料产品的实际水分值和数学模型预测调整参数的设定值，加压过滤机控制***按照预测的调整参数的设定值进行调整，从而实现煤泥水分的闭环控制，加压过滤机排料产品水分调整常用的调整参数是主轴转速，当产品水分超过设定范围后，可以通过产品水分的数学模型预测主轴转速的设定值，主轴转速按照预测的设定值进行调整。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明一个实施例所述煤泥水加压过滤机的控制方法的流程图；

图2为本发明一个实施例所述加压过滤机的数学模型预测调整参数的示意图；

图3为本发明一个实施例所述煤泥水加压过滤机的控制***的结构框图；

图4为本发明一个实施例所述煤泥水加压过滤机的主视结构示意图；

图5为本发明一个实施例所述煤泥水加压过滤机的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种煤泥水加压过滤机的控制方法，可应用于煤泥水加压过滤机的控制***中，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

S101：获取加压过滤机的历史工作数据，所述历史工作数据包括历史时间段内同一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期和排料产品水分。历史工作数据可以为根据加压过滤机在前几个月的工作状态数据的采集结果。具体地可以通过设置在加压过滤机***中的各个传感器对各项参数进行采集。

S102：根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型。根据对历史工作数据的仿真，能够得到以上各个参数之间的关系，能够得到加压过滤机在正常工作时入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期和排料产品水分之间的对应关系，每一个参数对于排料产品水分的影响，是否可以通过调节主轴转速来改善排料产品的水分等。

S103：获取所述加压过滤机的排料产品的实际水分值。

S104：根据所述排料产品水分模型和所述实际水分值确定所述加压过滤机的控制策略。具体实现时，可以预先设定加压过滤机排料产品的水分范围，当排料产品的水分低于设定的下限或者高于设定的上限时，根据所述加压过滤机的排料产品水分模型给出自动调整策略，排料产品水分模型是基于历史数据统计出各个参数之间的对应关系，因此当排料产品的实际水分值过高或过低时，能够确定出合适的调整策略，对其中各个参数进行调整后以实现排料产品的实际水分值向设定值靠近，从而实现煤泥水分的闭环控制。

在一些优选的方案中，步骤S102中利用机器学习算法对所述历史工作数据进行训练，以训练后的所述机器学习算法作为所述排料产品水分模型。具体地，如图2所示，利用所述机器学习算法对所述历史工作数据进行训练的过程中，以历史时间段内任一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力(加压仓压力)、排料周期和排料产品水分作为输入样本，以同一时刻的主轴转速作为输出样本进行训练。所述机器学习算法包括最小二乘支持向量机算法或BP神经网络算法。通过机器学习算法能够模拟出更准确的各参数之间的对应关系，且最小二乘支持向量机算法或BP神经网络算法的应用较广泛，有较好的理论基础。

如图3所示，本发明实施例还提供一种煤泥水加压过滤机的控制***，用于对煤泥水加压过滤机进行控制，包括至少一个处理器201和至少一个存储器202，至少一个所述存储器202中存储有程序信息，至少一个所述处理器201读取所述程序信息后执行以上方法实施例所述的煤泥水加压过滤机的控制方法。

图4为本发明实施例提供的一种煤泥水加压过滤机的主视结构示意图，图5为煤泥水加压过滤机的侧视结构示意图，如图4与图5所示，煤泥水加压过滤机2包括或连接有压滤罐7、过滤装置、排料装置、输送装置6与入料装置，所述入料装置连接在所述压滤罐7的一侧，在压滤罐7的下端设置有支撑板12，所述压滤罐7与支撑板12之间相互固定连接，所述压滤罐7的内部设置有加压仓1，所述过滤装置安装在所述加压仓1的内部，所述过滤装置包括有过滤机2与多个滤盘19，多个滤盘19均与所述过滤机2之间相互转动连接，所述加压仓1的内部还设置有刮板机3，该刮板机3安装在所述过滤机2的下端，所述排料装置连接在刮板机3的一侧，所述排料装置包括有排料上仓4与排料管5，排料上仓4与刮板机3之间相互连通，排料管5设置在排料上仓4的下端，排料上仓4与排料管5之间相互连通，滤饼由刮板机3收集到排料装置的上仓中，这样连续运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出。本发明提供的煤泥水加压过滤机的控制***还包括水分计，所述水分计设置于所述排料装置中；所述水分计用于检测所述排料产品水分并将所述排料水分发送至所述处理器201。

如图所示，所述输送装置6连接在排料管5的下端，输送装置6采用铸石槽刮板机或传送皮带的任意一种，可以对排出的物料进行传输，在排料管5上设置有第一连接管路13，排料管5与该第一连接管路13之间相互连通，在连接管路的下端一侧连接有进风机构，所述入料装置包括有入料池14与出料管路16，出料管路16的一端与入料池14之间相互连通，出料管路16的另一端与所述压滤罐7之间相互连通，在入料池14的一侧连接有入料泵15，入料泵15与出料管路16之间相互连接，所述出料管路16上安装有电磁流量计17与矿浆浓度计18。所述电磁流量计检测所述入料流量17并将所述入料流量发送至所述处理器201，所述矿浆浓度计18检测所述入料浓度并将所述入料浓度发送至所述处理器201。

如图4与图5所示，所述压滤罐7的下端一侧设置有气水分离器21，气水分离器21通过两条第二连接管路22与滤盘19上安装的分配头相互连接，所述压滤罐7的一侧安装有清洗装置27，在清洗装置27的下端设置有清洗水管11，清洗水管11与清洗装置27之间相互连通，可以实现对压滤罐7内部的清洗，所述进风机构包括有第一进风管路10与高压风机9，第一进风管路10的一端与高压风机9之间相互连接，第一进风管路10的另一端与所述第一连接管路13相互连通，所述压滤罐7的一侧还安装有反吹装置20，在反吹装置20的一侧连接有第二进风管路23，第二进风管路23的一端连接有低压风机24，在第二进风管路23上安装有气动调节阀25与手动调节阀26，反吹风的压力一般高于压滤罐7压力0.05Mpa，用于将滤饼吹落。

以上实施例所述的方案，可以通过如下步骤对加压过滤机2进行自动调整：步骤1：建立加压过滤机2产品水分的排料产品水分模型：在加压过滤机2入料泵15的出料管路16安装电磁流量计17和矿浆浓度计18；步骤2：通过电磁流量计17和矿浆浓度计18测量加压过滤机2的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期、排料产品水分数据的累积，通过上述数据建立加压过滤机2产品水分的排料产品水分模型；步骤3：设定加压过滤机2排料产品的水分范围；步骤4：当排料产品的水分低于设定的下限或者高于设定的上限时，根据加压过滤机2产品水分的排料产品水分模型给出自动调整策略；步骤5：通过建立的加压过滤机2产品水分的排料产品水分模型可以预测调整参数的设定值，加压过滤机2控制***28按照预测的调整参数的设定值进行调整，从而实现煤泥水分的闭环控制。

所述加压过滤机2排料产品水分调整常用的调整参数为主轴转速，当产品水分超过设定范围后，可以通过产品水分的数学模型预测主轴转速的设定值，主轴转速按照预测的设定值进行调整，当产品水分超过设定范围后，可以通过产品水分的数学模型预测主轴转速的设定值，主轴转速按照预测的设定值进行调整。

工作方式：加压过滤机2是将过滤机2置于一个封闭的加压罐中，在过滤机2的机头处有排料装置；待过滤的悬浮液由入料泵15给入到过滤机2的槽体中，加压罐内充进一定压力的压缩空气，在滤盘19上，通过分配头与通大气的汽水分离器形成压差，在压滤罐7内的压力作用下，槽体内的液体通过浸入悬浮液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤介质上形成滤饼，随着滤盘19的旋转，滤饼经过干燥降水后，到卸料区卸入刮板机3中，由刮板机3收集到排料装置的上仓中。这样连续运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出，加压过滤机2排料水分的影响因素主要有：加压仓1的工作压力，主轴的转速，入料矿浆的浓度和粒度组成等。在其它条件相同的条件下：加压仓1的压力越高，滤饼两侧的压差就越大，吸饼越容易，处理量就越大，产品水分越低，但是滤液中的固体含量会增大。主轴的转速低，则产量低，水分低；主轴转速高，则产量高，水分高。入料矿浆浓度高，则产量高，水分高；入料矿浆浓度低，则产量低，水分低。入料矿浆细粒度含量高，则产量低，水分高；料矿浆细粒度含量低，则产量高，水分低。

本发明以上实施例的方案，建立加压过滤机2产品水分的排料产品水分模型，实现煤泥水分的闭环控制。处理器201所实时采集到的各传感器检测数据之间(如入料浓度、入料流量、工作压力、排料周期和排料产品水分)与主轴转速之间具有对应的关系，针对每一种参数，都具有调整策略能够使主轴速度按照设定的方向调整，从而调节排料产品的水分。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种煤泥水加压过滤机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取加压过滤机的历史工作数据，所述历史工作数据包括历史时间段内同一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、主轴转速、排料周期和排料产品水分；

根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型；

获取所述加压过滤机的排料产品的实际水分值；

根据所述排料产品水分模型和所述实际水分值确定所述加压过滤机的控制策略；

根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

利用机器学习算法对所述历史工作数据进行训练，以训练后的所述机器学习算法作为所述排料产品水分模型；

根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

利用所述机器学习算法对所述历史工作数据进行训练的过程中，以历史时间段内任一时刻的入料流量、入料浓度、工作压力、排料周期和排料产品水分作为输入样本，以同一时刻的主轴转速作为输出样本进行训练。

2.根据权利要求1所述的煤泥水加压过滤机的控制方法，其特征在于，根据所述历史工作数据得到所述加压过滤机的排料产品水分模型的步骤中：

所述机器学习算法包括最小二乘支持向量机算法或BP神经网络算法。

3.一种煤泥水加压过滤机的控制***，用于对煤泥水加压过滤机进行控制，其特征在于，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有程序信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行权利要求1或2所述的煤泥水加压过滤机的控制方法。

4.根据权利要求3所述的煤泥水加压过滤机的控制***，其特征在于，还包括电磁流量计，其中：

所述煤泥水加压过滤机连接有入料泵，所述电磁流量计设置于所述入料泵的出料管路上，所述电磁流量计检测所述入料流量并将所述入料流量发送至所述处理器。

5.根据权利要求4所述的煤泥水加压过滤机的控制***，其特征在于，还包括矿浆浓度计，其中：

所述矿浆浓度计设置于所述入料泵的出料管路上，所述矿浆浓度计检测所述入料浓度并将所述入料浓度发送至所述处理器。

6.根据权利要求5所述的煤泥水加压过滤机的控制***，其特征在于，还包括水分计：

所述煤泥水加压过滤机连接有排料装置，所述水分计设置于所述排料装置中；所述水分计用于检测排料产品水分并将所述排料产品水分发送至所述处理器。

7.根据权利要求6所述的煤泥水加压过滤机的控制***，其特征在于：

所述煤泥水加压过滤机还包括压滤罐、过滤装置和输送装置；

入料装置连接在所述压滤罐的一侧；

所述压滤罐的下端设置有支撑板，所述压滤罐的内部设置有加压仓，所述加压仓的内部设置有刮板机；

所述过滤装置安装在所述加压仓的内部，所述过滤装置包括过滤机与多个滤盘，多个所述滤盘均与所述过滤机之间转动连接；

所述排料装置连接在所述刮板机的一侧。

8.根据权利要求7所述的煤泥水加压过滤机的控制***，其特征在于：

所述排料装置包括排料上仓与排料管，所述排料上仓与所述刮板机连通，所述排料管设置在所述排料上仓的下端且与所述排料上仓连通；所述排料上仓接收所述煤泥水加压过滤机输出的由过滤介质形成的滤饼，所述滤饼达到设定量后间歇排出。

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