Analiza efektów wzbogacania węgla w osadzarkach przy zmianach składu ziarnowego nadawy

Podobne dokumenty
EFEKTY WZBOGACANIA WĘGLA ENERGETYCZNEGO W DWÓCH RÓWNOLEGŁYCH OSADZARKACH**

OCENA EFEKTYWNOŚCI WZBOGACANIA WĘGLA ENERGETYCZNEGO W CYKLONACH WZBOGACAJĄCYCH Z RECYRKULACJĄ PRODUKTU PRZEJŚCIOWEGO

Wtórne wzbogacanie węgla kamiennego w osadzarkach i cyklonach wodnych

ANALIZA MAKSYMALNEJ WARTOŚCI PRODUKCJI PRZY WZBOGACANIU RÓŻNYCH KLAS ZIARNOWYCH WĘGLA ENERGETYCZNEGO W OSADZARKACH**

Wielokryterialna analiza wartości produkcji w przykładowym układzie z wielokrotnym wzbogacaniem węgla

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ SAMOCHODÓW I MASZYN ROBOCZYCH Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

STEROWANIE WG. ZASADY U/f = const

(54) Układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla

WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE

Układ napędowy z silnikiem indukcyjnym i falownikiem napięcia

BALANSOWANIE OBCIĄŻEŃ JEDNOSTEK SEKCYJNYCH

Pomiar rezystancji. Rys.1. Schemat układu do pomiaru rezystancji metodą techniczną: a) poprawnie mierzonego napięcia; b) poprawnie mierzonego prądu.

Analiza osiadania pojedynczego pala

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie dławieniowe-szeregowe prędkością ruchu odbiornika hydraulicznego

Czynnik niezawodności w modelowaniu podróży i prognozowaniu ruchu

Sterowanie jednorodnym ruchem pociągów na odcinku linii

INSTYTUT ENERGOELEKTRYKI POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ Raport serii SPRAWOZDANIA Nr LABORATORIUM TEORII I TEHCNIKI STEROWANIA INSTRUKCJA LABORATORYJNA

ĆWICZENIE 1 CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE DIOD P-N

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

WPŁYW OSZCZĘDNOŚCI W STRATACH ENERGII NA DOBÓR TRANSFORMATORÓW ROZDZIELCZYCH SN/nn

Układy rozruchowe silników indukcyjnych pierścieniowych

Stabilność liniowych układów dyskretnych

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

MODELOWANIE ZMIANY PROGRAMU SYGNALIZACJI ZA POMOCĄ HIERARCHICZNYCH GRAFÓW PRZEJŚĆ AUTOMATÓW SKOŃCZONYCH

Diagnostyka i monitoring maszyn część III Podstawy cyfrowej analizy sygnałów

Zmiany zagęszczenia i osiadania gruntu niespoistego wywołane obciążeniem statycznym od fundamentu bezpośredniego

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE BADAŃ SKUTECZNOŚCI AMUNICJI ODŁAMKOWEJ WYPOSAŻONEJ W ZAPALNIKI ZBLIŻENIOWE

Automatyka Telekomunikacja Informatyka

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

SYMULACJA EFEKTÓW PRACY UKŁADÓW TECHNOLOGICZNYCH PRZERÓBKI RUD MIEDZI Z WYKORZYSTANIEM KRYTERIÓW TECHNOLOGICZNYCH I EKONOMICZNYCH**

STEROWANIE UKŁADEM DYNAMICZNYM OBRÓBKI CZĘŚCI OSIOWOSYMETRYCZNYCH O MAŁEJ SZTYWNOŚCI

ANALIZA MOŻLIWOŚCI STEROWANIA PROCESEM WZBOGACANIA WĘGLA

Maksymalny błąd oszacowania prędkości pojazdów uczestniczących w wypadkach drogowych wyznaczonej różnymi metodami

Analiza stateczności zbocza

CHARAKTERYSTYKA WZBOGACALNOŚCI ISTOTNY CZYNNIK EFEKTYWNOŚCI PROCESU ROZDZIAŁU W OSADZARCE PULSACYJNEJ

Laboratorium. Sterowanie napędami elektrycznymi zagadnienia wybrane

2. Wyznaczyć K(s)=? 3. Parametry układu przedstawionego na rysunku są następujące: Obiekt opisany równaniem: y = x(

KO OF Szczecin:

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 75/ NOWY, NIELINIOWY REGULATOR PRĄDU A DYNAMIKA KSZTAŁTOWANIA MOMENTU SILNIKA INDUKCYJNEGO

5. Ogólne zasady projektowania układów regulacji

MODEL BEZSZCZOTKOWEGO SILNIKA PRĄDU STAŁEGO WYKORZYSTANY W ANALIZIE MANIPULATORA RÓWNOLEGŁEGO

Porównanie struktur regulacyjnych dla napędu bezpośredniego z silnikiem PMSM ze zmiennym momentem bezwładności i obciążenia

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA METODĄ STRZAŁKI UGIĘCIA

Badanie układu sterowania z regulatorem PID

DOŚWIADCZALNE OKREŚLENIE WPŁYWU KSZTAŁTU ŁBA ŚRUB MOCUJĄCYCH ŁOŻYSKO OBROTNICY ŻURAWIA NA WYSTĘPUJĄCE W NICH NAPRĘŻENIA MONTAŻOWE

Ćwiczenie nr 4 Badanie zjawiska Halla i przykłady zastosowań tego zjawiska do pomiarów kąta i indukcji magnetycznej

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2013 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Model oceny systemu remontu techniki brygady zmechanizowanej w działaniach bojowych

Programy CAD w praktyce inŝynierskiej

Statyczne charakterystyki czujników

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

SKUTECZNOŚĆ ROZDZIELANIA MIESZANINY ZIARNIAKÓW ZBÓŻ I ORZESZKÓW GRYKI W TRYJERZE Z WGŁĘBIENIAMI KIESZONKOWYMI

Tłumienie spawów światłowodów o różnych średnicach rdzenia i aperturach numerycznych

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

KRZYSZTOF PIASECKI * EFEKT SYNERGII KAPITAŁU W ARYTMETYCE FINANSOWEJ 1. PROBLEM BADAWCZY. Słowa kluczowe:

LABORATORIUM Z AUTOMATYKI NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Zastosowanie transformaty falkowej do analizy przebiegów napięć zasilających napędy z częstotliwościową regulacją prędkości obrotowej

PROBLEM OBJĘTOŚCIOWEGO STEROWANIA SIŁĄ LUB MOMENTEM UKŁADU ELEKTROHYDRAULICZNEGO

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

SKURCZ WTRYSKOWY WYPRASEK NAPEŁNIONYCH

Badania możliwości zastosowania trapezoidalnego cyklu pulsacji wody dla osadzarkowego wzbogacania nadaw średnioziarnowych w klasie 60-0,5 mm. 1.

Regulacja wodnych systemów klimatyzacji i ogrzewania Poradnik Projektanta

BADANIA PROCESU FLOTACJI WIELOSTRUMIENIOWEJ WĘGLA** 1. Wprowadzenie. Jolanta Marciniak-Kowalska*, Edyta Wójcik-Osip*

STEROWANIE MOMENTEM ELEKTROMAGNETYCZNYM SILNIKA INDUKCYJNEGO Z WYKORZYSTANIEM REGULATORA PREDYKCYJNEGO ZE SKOŃCZONYM ZBIOREM ROZWIĄZAŃ

ZIARNA HYDROFILOWE W PRZEMYSŁOWYM PROCESIE FLOTACJI WĘGLI O RÓŻNYM STOPNIU UWĘGLENIA

1 mln. Poradnik Projektanta Regulacja wodnych systemów klimatyzacji i ogrzewania. MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Badania układów hydrostatycznych zasilanych falownikami

Abstract: Słowa kluczowe: odpady kopalniane, skład ziarnowy, skuteczność wzbogacania Keywords: mining waste, granulation, efficiency of separation

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH. Badanie wentylatora

Charakterystyka statyczna diody półprzewodnikowej w przybliŝeniu pierwszego stopnia jest opisywana funkcją

ĆWICZENIE A2 INSTRUKCJA OBSŁUGI

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA II. Zdający może rozwiązać zadania każdą poprawną metodą. Otrzymuje wtedy maksymalną liczbę punktów.

PORADNIK PROJEKTANTA KSZTAŁTOWNIKI GIĘTE

Michał JAKUBOWICZ 1 Czesław Janusz JERMAK 1 NIEPEWNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI Z UŻYCIEM PRZETWORNIKA PNEUMATYCZNEGO 1. WPROWADZENIE

PRZERÓBKA KOPALIN I ODPADÓW PODSTAWY MINERALURGII. Wprowadzenie

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA II. Zdający może rozwiązać zadania każdą poprawną metodą. Otrzymuje wtedy maksymalną liczbę punktów.

ANALIZA RYZYKA STARZENIA DEMOGRAFICZNEGO WYBRANYCH MIAST W POLSCE

Filtry aktywne czasu ciągłego i dyskretnego

Statystyczna analiza danych

EDOMETRYCZNE MODUŁY ŚCISLIWOŚCI GRUNTU

IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW SILNIKA INDUKCYJNEGO ZA POMOCĄ ALGORYTMÓW GENETYCZNYCH

Układ regulacji ze sprzężeniem zwrotnym: - układ regulacji kaskadowej - układ regulacji stosunku

Podstawy Automatyki. Wykład 6 - Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Porównanie zasad projektowania żelbetowych kominów przemysłowych

STRENGTHENING OF THE STEEL AFTER HEAT TREATING WITH THE MATRIX OF DIFFERENT STRUCTURE

ANALIZA DYNAMICZNA MODELU OBIEKTU SPECJALNEGO Z MAGNETOREOLOGICZNYM TŁUMIKIEM

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2016 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Prognozowanie naprężeń w przewodach linii elektroenergetycznych napowietrznych na terenach objętych szkodami górniczymi

Struktura układu regulacji

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów. Schemat punktowania zadań

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie dławieniowe-równoległe prędkością ruchu odbiornika hydraulicznego

Wykład organizacyjny

Zadanie 1. Podaj model matematyczny układu jak na rysunku: a) w postaci transmitancji, b) w postaci równań stanu (równań różniczkowych).

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI. Badanie układu regulacji dwustawnej

Wykład 3: Atomy wieloelektronowe

WPŁYW GĘSTOŚCI SUROWCA NA BILANSOWANIE PRODUKTÓW KLASYFIKACJI HYDRAULICZNEJ W HYDROCYKLONACH W OPARCIU O WYNIKI LASEROWYCH ANALIZ UZIARNIENIA**

Transkrypt:

JOACHIM PIELOT WOJCIECH PIELUCHA Analiza efektów wzbogacania węgla w oadzarkach przy zmianach kładu nadawy Jednym z podtawowych proceów przeróbki węgla jet wzbogacanie w oadzarkach wodnych. Efekty tego proceu zależą od wzbogacalności węgla urowego oraz od kładu nadawy. Przy zmianie kładu, aby zachować tałą zadaną jakość koncentratu, konieczna jet zmiana gętości rozdziału w oadzarkach (poprzez zmianę natężenia przepływu produktu dolnego). W artykule podjęto próbę wtępnego ozacowania, w jakim topniu analiza kładu nadawy (w trybie on-line) do układów technologicznych jednej oadzarki oraz dwóch oadzarek wzbogacających poobnie może poprawić efektywność wzbogacania, uwzględniając właności dynamiczne oadzarki. Oadzarka ma charakter obiektu inercyjnego z opóźnieniem czaowym tranportowym. Przedtawione zotały dynamiczne efekty wzbogacania przy zmianach kładu nadawy. Słowa kluczowe: wzbogacanie węgla w oadzarkach, kład ziarnowy węgla, terowanie on-line, dynamika terowania. 1. WSTĘP Wynikiem proceów przeróbki węgla może być różna ilość i jakość produktów, które zależą od wzbogacalności węgla urowego, kładu (zczególnie przy wzbogacaniu węgla w oadzarkach oberwowany jet itotny wpływ zmian kładu na efektywność wzbogacania [6]), rodzaju operacji przeróbczych w układzie technologicznym przeróbki węgla, parametrów rozdziału tych operacji oraz niedokładności wzbogacania. Niedokładność wzbogacania jet powodowana nieidealnym przebiegiem proceu. Skutkiem tego jet nieidealny kztałt krzywych rozdziału [7, 15], które łużą do modelowania proceów wzbogacania we wzbogacalnikach grawitacyjnych. Na kztałt krzywych rozdziału ma wpływ, zwłazcza w oadzarkach, wielkość ziarn im mniejze ziarna, tym kztałt krzywych jet gorzy, gdyż bardziej odbiega od kztałtu idealnego. Kztałt krzywych rozdziału pozwala prognozować ilość i jakość koncentratów. Niniejzy artykuł jet kontynuacją pracy [1], a jednocześnie wtępnym rozeznaniem wpływu właności dynamicznych oadzarek na efekty wzbogacania w warunkach zmienności kładu nadawy. Porównane zotały w nim dynamiczne efekty wzbogacania oraz dokonana zotała wtępna ocena reakcji układu wzbogacania przy odpowiednich zmianach terowań w przypadku ymulowanych zmian kładu węgla urowego. W dalzych pracach będą uwzględnione bardziej zróżnicowane przypadki zmian kładu w różnych układach technologicznych. Zamiarem docelowym prac prowadzonych w Katedrze Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa jet wizyjna identyfikacja on-line zmienności kładu [8, 9], dzięki której możliwe będzie wymuzanie w układach terowania bezpośredniego (z wykorzytaniem wartw optymalizacji i terowania nadrzędnego [16] oraz algorytmów regulacji adaptacyjnej) zmian gętości rozdziału w taki poób, aby tabilizować jakość koncentratu, co powinno kutkować zwiękzeniem wartości produkcji. 2. ROZPATRYWANE UKŁADY TECHNOLOGICZNE W pracy [10] przedtawiony zotał wpływ zmian kładu na efekty wzbogacania w pojedynczej oadzarce oraz w układach równoległego wzbogacania w dwóch i trzech oadzarkach, natomiat

102 Mining Informatic, Automation and Electrical Engineering w pracy [1] w dwóch układach wzbogacania poobnego w dwóch i trzech oadzarkach, w których ponownie wzbogacane ą koncentraty przejściowe, oraz w układzie z recyrkulacją produktu przejściowego. Przedtawione analizy dotyczyły tylko tanów tatycznych, bez uwzględniania tanów przejściowych podcza zmian terowań w układzie. Tutaj zaprezentowany zotał wpływ zmian kładu na wybrane wkaźniki jakości terowania przy natawach regulatora PI dobranych dwiema metodami. Nadawa r o1 0,5-20 mm Koncentrat Na ry. 1. przedtawione ą dwa układy technologiczne, których dotyczą prognozy wzbogacania i terowania. Rozpatrywany układ z jedną oadzarką (1 o.) jet traktowany jako układ referencyjny (analogicznie jak w [1, 10, 15]); drugim jet układ wzbogacania poobnego w dwóch oadzarkach z powtórnym wzbogacaniem koncentratu przejściowego z pierwzej oadzarki 2 o. Nadawa 0,5-20 mm r o1 r o2 Koncentrat Odpady Odpady Ry. 1. Rozpatrywane układy wzbogacania Obecnie, jakość koncentratu określa ię poprzez pomiar zawartości popiołu w trybie on-line, a wynik tego pomiaru łuży do korekty gętości rozdziału jet to podtawowy poób tabilizacji jakości koncentratu. Przez gętość rozdziału rozumiana jet gętość frakcji wzbogacanego węgla, przechodzącej w połowie do koncentratu i w połowie do odpadów. W przypadku wzbogacania w oadzarkach pojęcie gętości rozdziału jet pojęciem teoretycznym, zaadniczym parametrem mającym wpływ na gętość rozdziału w oadzarce jet natężenie przepływu produktu dolnego [3]. Zamiat gętości rozdziału należy wyznaczyć gętość wartwy rozdziału produktów wzbogacania [4]. W rozwiązaniach praktycznych położenie wartwy materiału o zadanej gętości określa ię za pomocą pływaka, będącego czujnikiem w układzie automatycznej regulacji odbioru produktu dolnego. W najnowzych układach regulacji pracy oadzarek touje ię dodatkowo gętościomierz izotopowy zaintalowany w trefie odbioru produktów wzbogacania, który łuży do korekcji błędów pomiarowych pływaka przy nietabilnej pracy oadzarki [3]. Z uwagi jednak na charakter artykułu, którego celem jet zaprezentowanie potencjalnych efektów terowania przy zatoowaniu analizy kładu w trybie on-line, uzaadnione jet poługiwanie ię teoretycznym pojęciem gętości rozdziału 1. Na ry. 2. przedtawiono chemat blokowy układu regulacji pracy oadzarki albo dwóch oadzarek wzbogacających poobnie. Z układu analizy wizyjnej 1 W przypadku ewentualnych realizacji praktycznych z wykorzytaniem układu analizy kładu gętość rozdziału zotanie zatąpiona gętością wartwy rozdziału produktów wzbogacania lub zotaną przeprowadzone badania dotyczące wzajemnej korelacji tych wielkości. uzykiwana jet informacja o aktualnym kładzie ziarnowym nadawy [8, 9]. W układzie terowania nadrzędnego dobierana jet (zależna od kładu ) optymalna gętość rozdziału r opt dla zadanej zawartości popiołu w koncentracie. Równocześnie na podtawie pomiaru zawartości popiołu w koncentracie A k regulator dokonuje zmian natężenia przepływu produktu dolnego, co kutkuje zmianą wartości gętości rozdziału w oadzarce lub w dwóch oadzarkach. Nadmienić należy, że w układach wzbogacania poobnego w dwóch (albo w trzech) wzbogacalnikach optymalne gętości rozdziału w pozczególnych wzbogacalnikach ą zawze identyczne, dzięki czemu niedokładność wzbogacania przyjmuje minimalną wartość, a kztałt krzywych rozdziału jet najbardziej zbliżony do kztałtu idealnego [15]. Nadawa 0,5-20 mm Analiza kładu Skład ziarnowy (udziały kla ziarnowych) Układ technologiczny (ry.1) q d Regulator PI Układ terowania lokalnego r opt Układ terowania nadrzędnego Koncentrat Popiołomierz Ry. 2. Schemat blokowy układu regulacji dla jednej z dwóch oadzarek (jak na ry. 1) Wykorzytanie analizy kładu nadawy w trybie on-line umożliwi znacznie zybzą reakcję układów terowania, nawet o kilka minut w porównaniu do poobu podtawowego, tylko z wyko- A k

Nr 2(526) 2016 103 rzytaniem popiołomierza. W efekcie zybzych zmian terowań oadzarek produkowane koncentraty mogą mieć tabilniejze w czaie parametry jakościowe, co może prowadzić do zwiękzenia wartości produkcji. Do obliczeń ymulacyjnych przyjęte zotały charakterytyki węgla urowego trudno wzbogacalnego. W tab. 1. podana jet charakterytyka kładu, a w tab. 2. charakterytyka gętościowojakościowa, taka ama w przypadku wzytkich kla ziarnowych. Tabela 1. Charakterytyka kładu nadawy węgla urowego Numer klay Wymiary ziarn mm Udziały kla ziarnowych nadawy, 1 0,5 1 35 2 2 5 30 3 8 20 35 Charakterytyka gętościowo-jakościowa nadawy (0,5-20 mm) Tabela 2. Gętość frakcji g/cm 3 Wychód frakcji Zawartość popiołu Zawartość iarki całkowitej Wartość opałowa kj/kg < 1,30 12,15 4,67 0,84 30 680 1,30-1,35 17,96 7,40 0,86 29 630 1,35-1,40 10,95 10,99 0,97 27 300 1,40-1,50 8,47 17,92 1,10 25 750 1,50-1,60 7,43 26,61 1,24 22 550 1,60-1,70 7,02 35,81 1,25 19 160 1,70-1,80 3,95 43,81 1,13 16 220 1,80-1,90 4,04 51,03 1,12 13 560 1,90-2,00 2,57 57,08 1,39 11 330 > 2,00 25,45 75,84 2,75 4 420 Razem 100,00 33,67 1,46 19 960 3. ANALIZA PORÓWNAWCZA EFEKTÓW WZBOGACANIA Do prognozowania efektów wzbogacania węgla w oadzarkach wykorzytane zotały modele krzywych rozdziału zidentyfikowane dla różnych kla ziarnowych nadawy [7]. Na ry. 3. przedtawiono makymalne, możliwe do uzykania, wartości produkcji przy tałym kładzie ziarnowym nadawy i różnej zadanej jakości koncentratów [1, 15]. W obliczeniach optymalizacyjnych wykorzytano algorytm makymalizacji produkcji o zadanej jakości [15]. Układ z jedną oadzarką jet układem odnieienia, dlatego makymalnej wartości produkcji, możliwej do uzykania w tym układzie, przypiano wartość względną 100 2. 2 W układach wzbogacania poobnego poprawa dokładności wzbogacania kutkuje lepzą jakością koncentratu przy takich amych gętościach rozdziału jak w układzie z jedną oadzarką. Aby więc uzykać zadaną zawartość popiołu w koncentracie, należy zwiękzyć gętości rozdziału, co powoduje zwiękzenie ilości koncentratu i wartości produkcji w tounku do wartości uzykiwanych w układzie z jedną oadzarką. W pracy [2] wykazano, że przy dobrej jakości koncentratu przyrot wartości produkcji przewyżza kozty inwetycyjne i ekploatacyjne drugiej oadzarki, która może być ponadto mazyną o mniejzej wydajności z racji wzbogacania mniejzej ilości materiału. 3.1. Zmiany kładu węgla urowego Wzbogacalność, kład ziarnowy i natężenie przepływu węgla urowego ą parametrami zmiennymi. Jeśli nadawa do zakładu przeróbki węgla gromadzona jet w zbiorniku buforowym, wtedy tabilizowane jet natężenie przepływu oraz zachodzi pewne uśrednianie parametrów jakościowych. W artykule założono, że natężenie przepływu nadawy jet tałe, a charakterytyka gętościowo-jakościowa jet niezmienna; uwzględnione zotały jedynie prognozy wpływu zmian kładu [13, 14]. Przyjęto, że zmiany kładu polegają na zmianach udziałów pozczególnych kla ziarnowych w węglu urowym. Z tego powodu nadawa zotała rozdzielona na dwie nadawy, N1 oraz N2, o różnym kładzie ziarnowym (Tab. 3), ale takiej amej charakterytyce gętościowo-jakościowej (Tab. 2). Różne udziały pozczególnych kla ziarnowych kutkują innymi warunkami wzbogacania, co modelowane jet w ten poób, że przyjmowane ą różne krzywe rozdziału dla różnych kla ziarnowych nadawy [7, 15].

104 Mining Informatic, Automation and Electrical Engineering 100 Względna makymalna wartość produkcji, 90 80 70 60 50 40 30 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Zadana zawartość popiołu w koncentracie, Ukł ad 1 o. 2 o. Ry. 3. Względna makymalna wartość produkcji koncentratu końcowego dla całego możliwego do uzykania zakreu zawartości popiołu Tabela 3. Charakterytyka kładu nadaw N1 oraz N2 Numer klay Wymiary ziarn mm Udziały kla ziarnowych N1 N2 1 0,5 1 0 70 2 2 5 30 30 3 8 20 70 0 Aby zbadać wpływ zmian kładu, na jakość produktu, założono, że nadawa kłada ię z dwóch nadaw, N1 i N2 (tab. 3), miezanych w takich proporcjach, że ich umaryczny udział jet zawze równy 100 [1, 15]. Wzrot udziału nadawy N1 od 0 do 100 odpowiada równoczenemu zmniejzaniu ię udziału nadawy N2 od 100 do 0. W przypadku, gdy udziały obydwu nadaw, N1 i N2, ą równe 50, wtedy udziały wzytkich trzech kla ziarnowych ą w przybliżeniu równe takie jak w tab. 1; jet to więc przypadek odzwierciedlający ytuację wyjściową i jet traktowany jako wzbogacanie bez zakłóceń kładu. Ponieważ charakterytyka gętościowo-jakościowa jet identyczna dla wzytkich kla ziarnowych (tab. 2), więc zmiany udziałów nadaw N1 i N2 kutkują tylko zmianami kładu bez zmian charakterytyki gętościowo-jakościowej [1]. Wyniki wzytkich niżej podanych prognoz ymulacyjnych zotały zrealizowane przy tałej całkowitej maie obydwu nadaw, ale zmiennych udziałach ilościowych nadaw N1 i N2. Wzrot udziału nadawy N1 (przy jednoczenym zmniejzaniu ię udziału nadawy N2) oznacza więkzą ilość ziarn najwiękzych (klaa 3), wzbogacanych dokładniej; oznacza jednocześnie mniejzą ilość ziarn najdrobniejzych (klaa 1), wzbogacanych z gorzą dokładnością. Udział ziarn pośrednich (klaa 2) pozotawał każdorazowo niezmienny. Przy wzroście udziału nadawy N1 i jednoczenym zmniejzaniu ię udziału nadawy N2 można więc mówić o poprawie kładu nadawy, w enie poprawy dokładności wzbogacania. W dalzym ciągu pod pojęciem zmian kładu rozumiane ą tak określone zmiany wzajemnych udziałów nadaw N1 i N2 [1]. Na ry. 4. zilutrowany jet wpływ zmian udziału nadaw N1 i N2 na zawartość popiołu w koncentracie przy niezmiennych, optymalnych gętościach rozdziału, dobranych dla równych udziałów obydwu nadaw, N1 i N2 (w warunkach braku zakłóceń kładu ), przy zadanej zawartości popiołu w koncentracie, równej 13. Zmianom udziału nadawy N1 w zakreie 0 100 odpowiadają jednoczene zmiany udziału nadawy N2 w zakreie 100 0. 3.2. Porównanie dynamicznych efektów wzbogacania przy zmianach kładu W układach technologicznych wzbogacania węgla kamiennego jakość koncentratu określana jet za pomocą pomiaru w trybie on-line zawartości popiołu w koncentracie. Ponieważ proce wzbogacania w oadzarce jet jednak wrażliwy na zmiany kładu węgla urowego (ry. 4), wkazana jet zybka reakcja układów terowania pracą oadzarek na takie zmiany. Pomiar zawartości popiołu

Nr 2(526) 2016 105 w koncentracie jet oczywiście informacją miarodajną dla wypracowania zmian gętości rozdziału, jet to jednak informacja opóźniona o kilka minut z racji czaów tranportu wzbogacanego materiału w oadzarkach i przeiewaczach. Z tego względu zatoowanie analizy kładu w trybie online nadawy do wzbogacania umożliwia zybzą o kilka minut reakcję układów terowania na zmiany kładu. Przyroty wartości produkcji wyznaczone w opracowaniach [1, 10] dotyczą właśnie porównania wartości produkcji w układach bez analizy kładu i z analizą on-line kładu. Wyniki te zotały uzykane dla tanów tatycznych, z uwzględnieniem czau tranportu wzbogacanego węgla w jednej oadzarce (2 min), jednak z pominięciem inercji oadzarek i układów regulacji. 16 15 Zawartość popiołu w koncentracie, 14 13 12 11 10 0 20 40 60 80 100 Udział nadawy N1, Ukł ad 1 o. 2 o. Ry. 4. Zawartość popiołu w koncentracie w układach z ry. 1. przy różnych proporcjach nadaw N1 i N2; A zad = 13 W celu przeprowadzenia analizy porównawczej dynamicznych efektów wzbogacania przyjęto model oadzarki jako obiektu inercyjnego z opóźnieniem czaowym tranportowym [3, 19]. Procey przeróbki kopalin, również wzbogacanie w oadzarkach, ą proceami nieliniowymi i parametry zatępcze obiektu ą różne dla dodatnich i ujemnych zmian wartości zadanej [12]. Parametry obiektu dla dodatnich (wzrot udziału nadawy N1) i ujemnych (zmniejzenie udziału nadawy N1) zmian ygnału wejściowego dobrano na podtawie opracowania [5]. Dokonano porównania efektów działania układów regulacji w rozpatrywanych układach technologicznych z jedną i dwiema oadzarkami. Jako algorytm regulacji przyjęto przyrotowy regulator PI, opiany wzorami: Udziały nadaw Lp. u[ n] = u[ n 1 ] + u[ n] (1Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.) N1 N2 1. 50 75 50 25 T u[ n] = k e[ n] e[ n 1] + e[ n] ) 2. 50 100 50 0 p (2Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.) Ti 3. 25 50 75 50 4. 100 50 50 100 5. 75 50 25 50 6. 50 25 50 75 gdzie: q d natężenie przepływu produktu dolnego, e błąd regulacji, k p wzmocnienie regulatora, T okre próbkowania, T =1 T i cza zdwojenia regulatora. W obydwu układach technologicznych przyjęto kokowe zmiany kładu, wyrażone w procentowych udziałach dwóch nadaw, N1 i N2, o różnym kładzie ziarnowym, przedtawione w tab. 4. Na zmiany kładu nadawy powinny reagować układy terowania (wartwy optymalizacji, terowania nadrzędnego i terowania bezpośredniego [16, 18]) i w efekcie tego wymuzać odpowiednie zmiany gętości rozdziału. Tabela 4. Zmiany kładu nadawy

106 Mining Informatic, Automation and Electrical Engineering Przyjęto, że zawartość popiołu w koncentratach z obydwu układów technologicznych A k = 13. Wykorzytując algorytm makymalizacji produkcji o zadanej jakości [15], wyznaczono optymalne gętości rozdziału w oadzarkach przy różnych udziałach nadaw N1 i N2. Zmiany gętości rozdziału, konieczne do ponownego uzykania zadanej zawartości popiołu w koncentratach (13), przedtawiono w tab. 5. (dla układu z jedną oadzarką) oraz w tab. 6. (dla układu z dwiema oadzarkami). Dla podanych zmian gętości rozdziału przyjęto natawy regulatora dobrane według dwóch metod: A. metody bezpośredniej z warunkiem na zapa fazy, opianej w [11]; B. metody zmodyfikowanej, w której zwiękzono wzmocnienie regulatora o połowę i ponownie przeprowadzono prognozy ymulacyjne dla tych amych zmian kładu. Na podtawie otrzymanych przebiegów wyznaczono wkaźniki jakości regulacji, opiane w normie [17]: cza utalania (regulacji); cza naratania; całkę z kwadratu błędu regulacji (ISE). W tab. 7. zetawione zotały wartości nataw regulatora oraz trzech wyżej wymienionych wkaźników jakości regulacji w obydwu rozpatrywanych układach przy wykorzytaniu dwóch metod, A i B. Wartość odnieienia (100) odpowiada całce z kwadratu błędu regulacji (ISE) dla przypadku zmian udziału nadawy N1 z 50 do 100 w układzie odnieienia z jedną oadzarką. Tabela 5. Wymagane zmiany gętości rozdziału w układzie z jedną oadzarką Zmiana kładu (jak w tab. 4) r o1 g/cm 3 1. 1,541 1,630 2. 1,541 1,710 3. 1,425 1,541 4. 1,710 1,541 5. 1,630 1,541 6. 1,541 1,425 Tabela 6. Wymagane zmiany gętości rozdziału w układzie z dwiema oadzarkami Zmiana kładu (jak w tab. 4) r o1 g/cm 3 r o2 g/cm 3 1. 1,701 1,739 1,700 1,739 2. 1,701 1,779 1,700 1,779 3. 1,664 1,701 1,663 1,700 4. 1,779 1,701 1,779 1,700 5. 1,739 1,701 1,739 1,700 6. 1,701 1,664 1,700 1,663 Natawy oraz wkaźniki jakości regulacji dla rozpatrywanych układów Tabela 7. Zmiana kładu (jak w tab. 4) Układ k p T i Cza regulacji Cza naratania ISE Natawy dobrane według metody doboru A 1. 1 o. 195 30 194 70 117 1. 2 o. 195 30 380 140 43 2. 1 o. 195 30 200 71 100 2. 2 o. 195 30 388 140 43 3. 1 o. 195 30 196 71 199 3. 2 o. 195 30 384 140 43 4. 1 o. 208 10 26 8 85 4. 2 o. 208 10 52 16 36 5. 1 o. 208 10 25 7 99 5. 2 o. 208 10 52 16 36 6. 1 o. 208 10 26 8 167 6. 2 o. 208 10 52 16 36

Nr 2(526) 2016 107 Zmiana kładu (jak w tab. 4) Układ k p T i Cza regulacji Cza naratania ISE Natawy zmodyfikowane metoda B 1. 1 o. 292,5 30 230 32 96 1. 2 o. 292,5 30 376 82 35 2. 1 o. 292,5 30 247 47 75 2. 2 o. 292,5 30 374 82 35 3. 1 o. 292,5 30 235 34 96 3. 2 o. 292,5 30 374 82 35 4. 1 o. 312 10 42 4 82 4. 2 o. 312 10 48 10 35 5. 1 o. 312 10 43 5 96 5. 2 o. 312 10 48 12 35 6. 1 o. 312 10 42 5 163 6. 2 o. 312 10 48 10 35 Na ry. 5. oraz 6. przedtawiono względne wartości całki z kwadratu błędu dla jednej ze zmian kładu nadawy. Ry. 5. ilutruje wartości dla zmiany udziału nadawy N1 z 50 do 100, natomiat ry. 6. dla zmiany tej amej nadawy ze 100 do 50. Całka z kwadratu błędu, Ry. 5. Wartości całki z kwadratu błędu dla zmiany udziału nadawy N1 50 100 Całka z kwadratu błędu, 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 1 o. met. A 1 o. met. B 2 o. met. A 2 o. met. B 1 o. met. A 1 o. met. B 2 o. met. A 2 o. met. B Ry. 6. Wartości całki z kwadratu błędu dla zmiany udziału nadawy N1 100 50 4. PODSUMOWANIE Na podtawie przeprowadzonych analiz ymulacyjnych można twierdzić, że: lepze efekty wzbogacania uzykuje ię poprzez zatoowanie układu dwóch oadzarek wzbogacających poobnie; wartość produkcji jet więkza, a zatoowanie drugiej oadzarki może być ekonomicznie opłacalne (patrz przypi 2.); wkaźniki czaowe regulacji w układzie dwóch oadzarek mają więkzą wartość niż w przypadku układu z jedną oadzarką; wynika to z zatoowania dwóch mazyn o podobnych parametrach, przez co cza wykonywania operacji przeróbczej wydłuża ię; wartość całki z kwadratu błędu dla zmian zadanej gętości rozdziału dla dwóch oadzarek jet znacząco mniejza niż w przypadku jednej oadzarki; opiana modyfikacja nataw regulatora (metoda B) powoduje nieznaczny wzrot czau regulacji, lecz zarazem krócenie czau naratania; wartość całki z kwadratu błędu znacząco maleje tylko w przypadku dodatnich zmian zadanej gętości rozdziału; przedtawione wyniki pozwalają na podjęcie prac nad określeniem wpływu zmian kładu nadawy na parametry dynamiczne oadzarki oraz układu oadzarek, jako obiektów regulacji, a tym amym nad opracowaniem adaptacyjnego algorytmu regulacji oadzarek pulacyjnych.

108 Mining Informatic, Automation and Electrical Engineering Literatura 1. Boron S., Heyduk A., Pielot J.: Application of on-line viual analyi of feed particle ize ditribution to the multiple coal enrichment ytem evaluation of economic efficiency, Materiały XIX Międzynarodowej Konferencji Przeróbki Kopalin, Itebna, 15-18 września 2014. 2. Boron S., Pielot J., Wojaczek A.: Coal cleaning in jig ytem profitability aement, Mineral Reource Management, 30(2), 2014,. 67-82. 3. Cierpiz S.: Automatyczna regulacja proceu wzbogacania węgla w oadzarkach, Wydawnictwo Politechniki Śląkiej, Gliwice, 2012. 4. Cierpiz S.: Makymalizacja produkcji w układach terowania proceami grawitacyjnego wzbogacania węgla, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej EMTECH 2016, Katowice 7-8 kwietnia 2016,. 206-212. 5. Cierpiz S., Kaula R.: Dobór parametrów regulatora dla obiektu inercyjnego z opóźnieniem na przykładzie oadzarki pulacyjnej. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 3 (517), 2014,. 5-13. 6. Głowiak S.: Wpływ kładu nadawy na kuteczność wzbogacania w oadzarce, Materiały XV Konferencji Automatyzacji Proceów Przeróbki Kopalin, Szczyrk, 2-4 czerwca 2009,. 37-50. 7. Goodman F., McCreery J.: Coal Preparation Computer Model. v.i. U.S. Environmental Protection Agency, Wahington 1980. 8. Heyduk A: Topograficzna analiza dwuwymiarowych obrazów materiału ziarnitego, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 2 (456), 2009,. 5-10. 9. Heyduk A.: Tekturowe (nieegmentacyjne) metody wizyjnej oceny kładu, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 3 (469), 2010,. 16-24. 10. Heyduk A., Pielot J.: Economical Efficiency Aement of an Application of On-line Feed Particle Size Analyi to the Coal Cleaning Sytem in Jig. Inżynieria Mineralna - Journal of the Polih Mineral Engineering Society, 2 (34), 2014,. 217-228. 11. Kaula R.: Dobór nataw regulatora PI w układach regulacji proceów wzbogacania węgla, Gopodarka Surowcami Mineralnymi, 31(1), 2005,. 141-154. 12. Kaula R., Pielucha W.: Układ regulacji proceu produkcji miezanek węgla z regulatorem cyfrowym tudium przypadku, III Polki Kongre Górniczy Górnictwo wczoraj dziś jutro, Wrocław 2015. 13. Pielot J.: An analyi of effect of coal jigging after change in the grain compoition of a feed, Archive of Mining Science, 4 (55), 2010, pp. 827-846. 14. Pielot J.: Wpływ zmian kładu nadawy na efekty wzbogacania węgla w układach oadzarek, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 10 (488), 2011,. 32-39. 15. Pielot J.: Wielokryterialna optymalizacja produkcji układów technologicznych grup wzbogacalników grawitacyjnych, Wydawnictwo Politechniki Śląkiej, Gliwice 2011. 16. Pielot J.: Wybrane zagadnienia hierarchicznego terowania i zarządzania w zakładzie przeróbki węgla cz. I, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 3 (517) 2014,,. 37-44. 17. PN-88/ M-42000: Automatyka i pomiary przemyłowe. Terminologia. 18. Tatjewki P.: Sterowanie zaawanowane obiektów przemyłowych. Struktury i algorytmy, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warzawa 2002. 19. Trybalki K.: Analiza właściwości dynamicznych proceów i układów technologicznych przeróbki urowców mineralnych. Rozprawy, Monografie, nr 83, UW AGH, Kraków 1999. JOACHIM PIELOT WOJCIECH PIELUCHA Politechnika Śląka joachim.pielot@poll.pl;