一、研究背景
洗煤厂煤泥水浓缩系统药剂的合理、精准添加，是保持煤泥水系统良好运行，保障选煤生产的重要环节。传统的煤泥水处理过程中药剂添加模式为凝聚剂、絮凝剂分开添加，多数选煤厂是采用人工巡视方式，当发现溢流水清浊程度异常时，才对加药系统进行反馈调节，调整絮凝剂与凝聚剂的用量。有些单位改用浊度计代替人工观测后，仍然存在若干问题。主要问题是：人工观测澄清水层液面达不到提前预警，及时调整浓缩加药量的目的；人工调整相对滞后，且准确度低；高度依赖操作工的经验和责任心，且可继承性较差。采用浊度计后，澄清水层液面信息反馈单一，达不到提前预警及时调整的目的；浓缩机内部浓度场无法实现透明监测，易引发次生问题；浊度仪测量稳定性、精确性均不足，难以保证系统高效运行。
二、研究内容
1.技术方案
利用连通器与虹吸原理组合，实时多层位监测浓缩机澄清层深度及浓度场分布，实现浓缩机内部沉降效果透明化，对浓缩机沉降不足和过度沉降进行预警，及时精准调整加药量。
2.基本原理
利用连通器与虹吸原理组合，自制一套无动力多层位浓缩机透明化监测装置。在浓缩机靠近溢流槽处布置三根DN32的虹吸管至溢流槽，两根DN32虹吸管插入浓密机澄清层深度A分别为1.5m、1.0m和0.5m。在三根DN32的虹吸管出口处分别安装一个DN32阀门，阀门前端焊接一根带阀门的补水管。在DN32钢管在内部含有空气不能完成虹吸过程时进行充水液封，保证澄清水能够正常引至溢流槽；当DN32钢管堵塞时能够进行反冲，对管道进行疏通。三根虹吸管可以同时使用，也可根据检测需要适时关闭。通过观察不同高度点的煤泥水浓度状况，判断浓缩系统运行状态是沉降不足还是过度沉降，及时采取相应药剂调整措施的同时上报相关技术人员，并在一定时间后打开装置检查沉降情况是否好转。
3.装置组装
监测装置主要由管道连通器和钢制溢流式监测槽组成。连通器一侧管道插入浓缩机液面下深度为A，在不影响浓缩机爬架运行的前提下，可根据监控需要，进行多层位并联设计，以实现不同高度点的煤泥水浓度监测，构建透明化浓度场分布。
监测装置的另一侧根据连通器组数设置相应数量的钢制溢流式监测槽，采用螺栓固定于浓缩池溢流槽内部的侧壁上。溢流式监测槽采用8mm钢板制作，其长×宽×高为0.3×0.2×0.15m。钢制溢流式监测槽的溢流液面高度低于浓缩机澄清层水面B=0.2m，满足B>0，即实现虹吸的内因。
本装置选用的连通器管道管径为DN32，则连通管最高点距澄清层的最大高度为C为0.62m，小于大气压强支持的水柱高度（澄清层液体密度近似水的密度）即满足 C<p1/ρg，满足实现虹吸的外因。
连通器另一侧固定于钢制溢流式监测槽上方，在连通管出口处安装一只DN32 的阀门，阀门前端焊接一根带阀门的补水管。关闭虹吸管出口处阀门，打开补水管阀门，使水充满连通器达到液封状态，满足实现虹吸的触发条件。而后打开连通器出口处阀门，关闭补水管阀门，连通器可正常工作。
三、应用效果
无动力多层位浓缩机透明化监测装置通过现场实际应用，取得良好效果。该装置结构简易、原理简单，方便的观察浓缩池内不同层位的煤泥水浓度；降低了岗位人员劳动强度，实现了浓缩药剂的及时精准调整，提高了生产稳定性，降低了药剂消耗成本。年节省成本约78.8万元。
装置使用前后（各半年）药剂用量对比表
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