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SPC在重介质选煤厂的应用
摘 要:以SPC的相关理论为指导,将SPC应用到重介质选煤厂重介精煤生产过程中.以控制图、鱼骨图、帕累托图为主要工具,利用Minitab软件,结合实例展开了SPC应用以及应用结果分析和过程改善工作,最后用过程能力指数评价了应用的效果.
关键词:SPC;控制图;重介质选煤;灰分
中图分类号:TB 文献标识码:A doi:１０．１９３１１/j．cnki．１６７２Ｇ３１９８．２０１８．１４．０９１
工序质量控制是生产过程的质量管理与质量控制的核心,也称统计过程控制(StatisticalProcessConＧtrol,SPC).SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控和分析,及时发现和调整生产过程中的异常情况,保持过程处于稳定的水平.对选煤厂洗选工序应用SPC,有助于选煤厂连续地生产出满足预定质量要求的产品.
１ 应用背景
某选煤厂属于矿井选煤厂,隶属的煤矿于１９９９年正式投产,矿井核定生产能力３２０万吨.主要可采煤层为３下和１６、１７三层煤,煤质为气煤和气肥煤矿井.选煤厂处理能力为２．１０Mt/a.目前,该煤矿主要产品包括洗大块、A－８级洗精煤、洗中煤、混煤及干燥煤.其中,精煤为主导产品,文中以精煤产品灰分指标为例进行分析.
该选煤厂包括重介质选矸,主洗,干燥三大生产车间.选煤厂主要的洗选工艺为:大于５０mm 块煤用重介斜轮排矸(重介车间);５０~０．６３mm 粒级原煤采用两产品重介旋流器主、再洗;０．６３mm 粗煤泥以下进入煤泥重介旋流器分选;底流经０．４４mm 高频筛对粗煤泥进行回收,细煤泥由快开隔膜压滤机实现最终回收(主洗车间).
２ 数据收集
以精煤产品灰分指标为例进行分析和改善.
(１)数据来源.选煤厂每班按１小时的采制频率进行化验,灰分结果出来后上报监控室.因此,灰分数据从监控室中采集.
(２)数据要求.数据必须在入洗原煤质量、生产工艺系统稳定且连续生产的情况下收集.
(３)数据收集.从选煤厂监控室收集了２０１７年５月１０日８:００至２０１７年５月１１日８:００共２５个灰分实验数据,如表１所示.
３ 统计过程控制的应用
３．１ 分析用控制图绘制
由判稳准则可知移动极差、单值均处于控制状态,即生产过程处于稳定状态,且X 图控制界限在精煤灰分要求８．５１％－９．０％以内,说明该分析控制图可以作为控制用控制图进行日常管理.
３．２ 日常生产数据分析
收集２０１７年６月１５日８:００至２０１７年６月１６日１３:００共３０个灰分数据绘制控制图进行分析,如图２所示.
从图２中可以看出超出上控制界限的点共有５个,且灰分数据波动较大,说明过程失控严重,需要查找过程失控原因并制定相应的措施来提高过程稳定性.
３．３ 应用结果分析
由选煤厂主洗车间的领导、技术和一般管理人员及班组长组成的小组,从５M１E六个方面,利用质量工具鱼骨图,对影响重介精煤灰分的因素进行讨论和分析,如图３所示.
选煤厂主洗车间的领导、技术和一般管理人员及班组长组成的小组对图中影响因素进行进一步分析后,得到入料量、悬浮液密度、入选原煤性质、重介质旋流器入料口压力、脱介筛喷水量和合格介质的净化分流五个主要影响因素.
采用帕累托图识别影响重介精煤灰分的关键因素.收集２０１７年７至１０月份的重介精煤灰分数据共１５６０个进行分析,灰分在控制界限之外的共有５７９个.在对数据进行分析的同时,实时将数据反映给洗选现场的管理和技术人员,排查上述影响因素.经过分析和统计,得到影响原因及其所占百分比,绘制帕累托图,如图４所示.
从图４中可见,A 和B类累积频率在０％~８０％,属A类因素,按照“关键少数、次要多数”的原则,悬浮液密度和重介质旋流器入料口压力不稳定是影响精煤灰分超限的关键因素.
３．４ 分析结果改善
通过对悬浮液密度和重介质旋流器入料口压力日常的调节和管理工作进行考察发现,两个参数不能根据入选原煤的数质量得到及时调节,且持续维持在给定范围或给定值的能力也不够.因此,选煤厂应该提高对悬浮液密度和重介质旋流器入料口压力的控制水平.
(１)重介质悬浮液密度的控制.
可以通过设置自动测控系统实现对悬浮液密度的实时监测和调节.考虑到经济性和可行性,选煤厂设置了简易普及型的自动控制系统,如图５所示.
(２)重介质旋流器入料口压力的控制.
一是供介泵应实行变频控制;二是合格介质桶的容积应慎重计算选择,其液位的上下限应实施控制,即其下限液位不应低于供介泵的需求,以排除供介泵的非正常工况,上限液位应定位在停车时全部合格介质返回后不致引起溢流,以免介质损失.
４ SPC应用效果评价
煤炭加工企业的适宜取值范围是３σ,所以以３σ－(－３σ)＝６σ的波动范围来定量描述过程能力,就可以满足产品的质量要求.因此,以３σ作为过程能力标准,记为B,则B ＝６σ .稳定的生产状态下,控制图类型是X－Rs 控制图,精煤灰分的总体均值为μ ≈X ＝８．７４０４;标准差为σ ≈Rs ＝０．０３５４.
过程能力指数处于１．３３－１．６７之间时,属于II级,说明过程能力充分.可见,对重介质选煤厂应用SPC控制重介精煤产品的灰分取得了比较满意的过程改进效果.
５ 总结
本文将SPC应用到重介质选煤厂生产过程中,建立了适用于监控选煤厂精煤产品灰分的控制图,能够发现指标的异常波动情况,及时采取措施找到引起灰分指标异常的关键原因,最后制定了有针对性的改善措施,在投入较少的情况下,达到了控制重介精煤产品灰分指标的目的,稳定了产品质量.
参考文献
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