Спосіб оперативного керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат

Винахід відноситься до вугільної промисловості і може бути використаний у керуванні технологічними процесами вуглезбагачувальних фабрик. Найбільш близьким є спосіб керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат (Зенцев В.Н., Ковалева А.И., Ульшин В.А. Автоматическая оптимизация комплекса процессов обогащения угля// Системы автоматизации, средства автоматики и связи для угольных предприятий: Сб. науч. тр. ин-та Гипроуглеавтоматизация. – М., 1990. – С.124-137.), який полягає у визначенні оптимальних режимів збагачення шляхом прогнозування очікуваних результатів збагачення з корекцією показників при зміні зольності вихідної шихти і норм засмічення продуктів збагачення, додаткового шламоутворення. Недоліками цього способу є: необхідність дослідження технологічного обладнання конкретної вуглезбагачувальної фабрики і, таким чином, неможливість уніфікації розроблених промислових зразків; складність графоаналітичних обчислень, які не реалізуються в реальному масштабі часу. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат, шляхом того, що оптимальні завдання зольності і продуктивності по концентрату при збагаченні по кожному машинному класу оперативно визначають глобальним перебором можливих значень зольності і вибору за критерієм мінімізації собівартості збагачення сумарного концентрату, що дозволяє уніфіковано розробляти промислові зразки систем автоматичного керування комплексом процесів збагачення вугілля інваріантне до характеристик обладнання вуглезбагачувальних фабрик і обчислювати оптимальні завдання зольності і продуктивності по концентрату те хнологічних процесів у реальному масштабі часу. Зазначена задача досягається тим, що в способі оперативного керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат, що полягає у визначенні оптимальних режимів збагачення шляхом прогнозування очікуваних результатів збагачення з корекцією показників при зміні зольності вихідної шихти і норм засмічення продуктів збагачення, додаткового шламоутворення, відповідно до винаходу, обчислення оптимальних завдань зольності і продуктивності по концентрату при збагаченні по кожному машинному класу проводять у реальному масштабі часу на базі глобального перебору можливих значень зольності і вибору за критерієм мінімізації собівартості збагачення сумарного концентрату. Реалізація запропонованого способу може бути проілюстрована функціональною схемою способу оперативного керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат, де зображене наступне: блок 1 – комплекс технологічних процесів вуглеприйому і вуглепідготовки (вихід – рядове вугілля, яке характеризується фракційними і гранулометричними складами), блок 2 – комплекс технологічних процесів збагачення вугілля (перший вхід – рядове вугілля, яке характеризується фракційними і гранулометричними складами; другий вхід – завдання зольності і продуктивності по концентрату локальних технологічних процесів; вихід – сумарний концентрат, який характеризується зольністю), блок 3 – комплекс обчислювальних засобів (перший вхід – інформація про навантаження по рядовому вугіллю, яке характеризується фракційними і гранулометричними складами; другий вхід – інформація про верхню і нижню границю припустимого діапазону зміни параметрів, собівартість і продуктивність по кожному технологічному процесу; ви хід – завдання зольності і продуктивності по концентрату локальних технологічних процесів). Спосіб оперативного керування комплексом процесів збагачення вугілля, працюючих на сумарний концентрат, здійснюється таким чином. Рядове вугілля, яке представляє собою суміш вугілля різних шахтогр уп із відповідними фракційними і гранулометричними складами, після класифікації (блок 1) надходить до процесів збагачення (перший вхід блоку 2). Інформація про навантаження по рядовому вугіллю, яке характеризується фракційними і гранулометричними складами, з виходу блоку 1 надходить на перший вхід блоку 3, який обчислює завдання зольності і продуктивності по концентрату локальних технологічних процесів. На другий вхід блоку 3 надходять значення констант - верхня і нижня границя допустимого діапазону зміни параметрів, собівартість і продуктивність по кожному технологічному процесу. На другий вхід блоку 2 надходять завдання зольності і продуктивності по концентрату локальних технологічних процесів з виходу блоку 3. Вихід блоку 2 показує зольність сумарного концентрату. Алгоритм роботи блоку 3 наступний. Вибір завдань зольності,! продуктивності по концентрату локальних технологічних процесів виконується за критерієм мінімізації собівартості збагачення: ( ) ù é1 + å λ (W úê ûë Φ = å ЦПіGi é0,01 å api Α кі n i =1 k ê ë p =0 d* p m q=1 qi qi * - Wqi )ù ® min, ú û (1) де Ф – собівартість збагачення сумарного концентрату, грн/год; n – кількість машинних класів; m – кількість корегувальних ціну параметрів (зольність, вологість, вміст сірки й ін.); k – порядок апроксимуючого β-криву полінома; p, q, I – допоміжні параметри, p=1,...,k, q=1,...,m, i=1,...,n; Цпі – собівартість збагачення вугілля класу і, грн./т; Gi – ви хідне навантаження по і-му машинному класу, т/год; d Aki * – зольність, що обчислюється, і-го машинного класу, %; арі – коефіцієнти апроксимуючих β-криву поліномів, Wqi і W*qi – поточні і задані значення q-го параметру (зольність, вологість, вміст сірки й ін.) і-го машинного класу; l qi – вагові коефіцієнти обчислення відхилення параметрів і-го машинного класу (зольність, вологість, вміст сірки й ін.) від заданих значень. Обчислення сумарних виходу концентрату ( Γ f å,u å , % до класу крупнисті få = 1,..., n фракції густини uå = 1,..., uγ ; uγ – кількість фракцій різної густини) і зольності ( d Α k, f å uå ) , %, рядового вугілля з ( урахуванням часткової участі ша хт 0 £ ξ j £ 1; j = 1,..., j ξ ; j ξ ) – кількість шахт; jξ å ξ j = 1) для кожного класу j= 1 крупнисті і рівня розподілу: Γf jξ , = åГf ,u ,j j=1 å å å ,u å jξ d å Α k,f d Α k ,f u å, å = j=1 Γ ξ å ,uå j f å ,u å , j j jξ åΓf j=1 де Γ f å ,u å , j d Α k,f ξ j, å,u å j , ξj å ,uå , j – вихід вугілля класу крупнисті f å , фракції густини uå , ша хти j, %; – зольність вугілля класу крупнисті f å , фракції густини uå , ша хти j, %. Переборний алгоритм вибору оптимальних завдань зольності і продуктивності по концентрату локальних те хнологічних процесів: 1. Допоміжному параметру і присвоюється значення 1. Задається початкове значення Ф* критерію (1). 2. Допоміжному параметру t присвоюється значення 1. 3. Якщо t=i, то перехід до п. 8. 4. Зольності концентрату t-го збагачуваного класу присвоюється її мінімально припустиме значення d d Αkt = Α k min t . 5 .Розв'язання нелінійного алгебраїчного рівняння по змінній Ad ki é ê ë d k ( ) ù = éΑ ú ê û d p Αki Gi 0,01 å api Α ki n å s =1, s ¹ i p =0 d Α ksGs ë d* kå n é ê ë ( ) ùù úú û k d å Gs 0,01 å aps Α ks s =1 p =0 p û (2) é0,01 å a (Α d )p ù ê p =0 ps ks ú ë û k методом перебору її можливих значень (від A d min i і до A d max i ) із кроком дискретизації 0,1%, величина k k якого обумовлюється виміром зольності концентрату з погрішністю 0,1%. У рівнянні (2) уводяться d* допоміжна змінна s (s=1,...,n) і задана зольність сумарного концентрату Αk å . Розв'язання рівняння (2) існує, якщо виконується нерівність k p d x > Ad Gi é0,01 å api (Α d ) ù - éΑ k * ki ki ú ê p =0 ê å ë û ë + n å s =1, s ¹i d Α ksG s n é ê ë k ( ) ùù + úú û d å G s 0,01 å aps Α ks s =1 p =0 p û k é0,01 å a (Α d )p ù , ê p =0 ps ks ú ë û (3) де x – поріг ітераційного розв'язання нелінійного алгебраїчного рівняння (2), що вибирається на основі вимог до якості сумарного концентрату. 6. Якщо розв'язання рівняння (2) знайдено, то обчислюється значення Ф по формулі (1) при поточних значеннях Ad , s=1,...,n... Якщо Ф