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利用IT技术提高竞争力—选煤优化软件包的开发路迈西中国矿业大学（北京）摘要我国选煤厂已具备网络和计算机，普遍利用计算机进行计算和报表处理，某些选煤厂开发了选煤管理信息系统。而在利用IT技术提高企业竞争力的关键软件：选煤效果诊断、模拟、优化方面不尽人意。“选煤产品结构优化软件包”正是集数据库，网络和优化系统于一体，实现了重选效果的评定，预测；实现了从原煤配煤到不同工艺流程预测、优化的集成；实现了在网页下绘制可选性曲线、分配曲线及动态工艺流程图。是生产技术管理及经营管理的高效工具。1前言当今已进入信息化时代,，信息化时代就是信息产生价值的时代。信息化的特点是：智能化、电子化、全球化、非群体化。信息化的特性是:综合性、竞争性、渗透性和开放性。近期，Gartner公司提出“数字工业经济”这个新概念，认为企业发展的方向就是走向IT，所有的公司都是IT公司，每个企业领袖无一不是数字主义先锋，每个员工都是数字武装起来的员工。IT长期以来被认为是企业发展的支持部门，但在一个全球化的世界里，当生产、销售、市场成本总体不相上下时，如何进一步完善企业生产流程、优化市场推广也成为企业提升竞争力的重要来源，此时，IT就展现了强大的支撑能力。站在生产角度，IT可以通过科学计算、虚拟化、自动化等技术，降低员工成本、设备成本，提高产量，提高产品回收率，大大提升企业的经济效益。而在市场营销方面，IT利用网络、数据库、物流，找到最合适的客户.....选煤行业作为一个传统的工业企业，经过几十年的发展，工艺流程越来越完善，选煤技术越来越成熟，自动化水平日益提高，设备分选性能大大提高，不同选煤厂之间的差距越来越小。在这种情况下，无可置疑地需要利用IT技术，才能在激烈的市场竞争中站住脚。2我国选煤厂IT技术应用现状我国选煤厂已具备网络和计算机，除了自动控制和工业电视，选煤厂运行信息的远程发布信息系统，设备管理系统等应用外，主要应用情况是：2.1利用计算机进行计算和报表处理选煤工艺过程的计算具有一定的规律性，有固定的理论或算法，计算的工作量较大。选煤厂设计和管理过程中涉及到的选煤工艺过程计算主要有大筛分计算、数据校正、原煤筛分浮沉资料综合、可选性数据计算、产率计算、分配率计算、工艺流程计算等。1.大部分厂子使用Excel进行煤质资料、月综合、化验报表、销售报表、日报、月报、年报等各种报表计算、综合，通过网络上报。2.部分购买“选煤软件包”的厂家，使用软件包计算，绘制可选性曲线、分配曲线，查询可选性，理论产率，计算数量效率；查询分选密度、可能偏差等。2.2选煤管理信息系统我国的煤炭企业大部分都使用了计算机和拥有了自己的网络环境，部分选煤厂开发了选煤管理信息系统。例如：2009年“淮北选煤厂生产调度数据管理系统“；2009年，中国矿业大学开发的“大型矿区煤质与选煤计算机综合管理系统”在金牛股份能源公司运行，实现了选煤生产过程的在线检测、控制信息及离线生产信息的Web实时查询;实现了整个集团公司的选煤、煤质管理信息的动态和静态分析与决策支持；2005年，中国矿业大学（北京）开发了“基于WEB的开滦煤质管理信息系统——开滦煤质数据网”，已经在开滦集团成功运行至今，实现13对矿井和10个选煤厂煤质信息的网上录入、传输、查询、统计分析及Excel报表输出。2.3选煤科学计算和模拟、优化计算和报表处理主要是代替人工繁重的体力劳动，提高信息处理的效率；管理信息系统通过网络传输数据，实现了信息的及时性和准确性。管理信息系统对信息进行初步加工，形成趋势图，但是缺少深层次的选煤技术管理功能。“选煤软件包”虽然有模型，模拟，预测优化的功能，但是由于软件包没有数据库，需要人工录入数据，不同模块间靠文件传输，流程图不直观，界面不够友好。“选煤软件包”中的预测优化部分没有得到推广应用。要通过IT技术提高选煤厂的竞争力，关键是要提升企业的经济效益，而要提高经济效益，除了降低成本外，最重要的是提高精煤产率。当原煤的性质不变时，提高精煤产率的关键是工艺流程是否合理，分选方法是否先进，分选设备性能是否优良。而当以上条件固定时，提高分选设备的分选效率和正确的确定不同分选作业的分选密度和最终产品搭配方案，实现最大回收率则是问题的关键。所以选煤科学计算和模拟、优化是应用IT技术提升企业竞争力的关键。而我国选煤厂在这方面还有较大的差距。3提高选煤厂经济效益的途径由于国内对煤炭需求的减少，煤炭的价格下滑，煤炭销售形势不容乐观，有的煤矿出现亏损，提高煤矿经济效益和企业生存紧密相关。除了降低成本外，以下几方面也是影响选煤厂经济效益的重要因素，应该引起充分重视。3.1提高精煤产率，合理的产品结构是提高经济效益的重要途径选煤厂是一个大宗物料处理企业，每小时通过的煤炭量少则几百吨，多则上千吨，在达到相同产品质量时，产率的微小降低都意味着大量煤炭损失，也意味着大量财富的损失。而这种损失是在不知不觉中发生的，往往无法挽回。对于一个年处理量1000万吨的选煤厂，如果精煤产率增加0.01%，每年可以增加精煤1000吨，如果每吨售价1000元，则增加的销售额为100万元。选煤厂在提高产率方面的潜力是很大的。例如表1为选煤厂质量标准化考核标准中规定的矸石带煤标准，重介为5%，跳汰为8%。而有的选煤厂矸中带煤超过10%，甚至超过20%，在这些厂，许多煤炭被当作矸石扔掉了。表1选煤厂质量标准化考核标准中规定的矸石带煤标准煤种浮沉密度重介选跳汰选无烟煤2.05%8%其他煤种1.85%8%表2中同一矿区五个重介选煤厂矸中带煤指标相差悬殊，B厂和D厂年平均值低于5%，指标是令人满意的。而A厂和C厂年平均值在10%左右，而且，月最高最低值相差很大，A厂月最高值达到23.59%，此时A厂的矸石中有近1/4是煤。作为选煤管理人员，应该好好分析一下原因，从工艺系统、自动化、设备、操作这几方面找原因。例如，煤泥水浓度是否太高，处理量是否太大，设备是否需要检修，密度自动控制系统工作是否正常，介质粒度是否合格，操作是否有失误等。A厂还要分析一下，为什么有的月只损失7.88%，有的月则上升到23.59%。说明该厂的流程、工艺、设备没有大的问题，损失大完全是管理问题。如果矸石产率20%，矸中带煤从23.5%降到10%，对于一个月处理一百万吨的选煤厂，一个月在矸石中煤炭损失量可以减少2.7万吨。由此可知，加强管理带来的经济效益是可观的。表2同一矿区五个重介选煤厂矸中带煤指标厂名年平均值月最低值月最高值A11.977.8823.59B2.190.695.74C9.993.9115.54D3.631.686.18E3.050.846.703.2监测重选设备的分选效果是提高精煤产率的关键选煤方法中重选占80%，重选效果的评价、监测是很重要的。以重介为例，如果重介旋流器磨损、悬浮液密度自动控制系统工作不稳定、原煤数量质量波动等都会影响重介分选效率。正常时重介旋流器的可能偏差为0.05，但是不正常时可能大得多，此时就会出现错配物含量增加，精煤灰分增加。为了保证精煤灰分就不得不降低分选密度。生产中一般通过快灰、快浮或在线测灰仪实时监测分选效果，并通过月综合、单机检查分析设备的工作性能。需要利用相应软件快速分析重选设备的分选效果。过去，我国选煤厂都有专人负责技术检查。而现在，有的选煤厂基本不做快浮，连原煤浮沉资料都不做，更不要说做月综合，单机检查了。如果只关心产量，不关心效率，就会出现表2中选煤厂A的情况。这种现象是不正常的，是不可持续发展的。3.3合理确定分选制度和产品结构是技术管理的重要任务选煤厂原煤往往由多煤层、多煤种，可选性差异大的原煤组成，要保证选煤生产过程稳定，首先要稳定原煤质量。有的原煤要分组入选，但大量原煤需要配煤入选。选煤过程是一个多段分选作业串、并联组成的复杂系统，往往有块煤系统、末煤系统、煤泥系统和主再选系统等等。选煤的最终产品往往是由不同作业的不同产品混合而成。在达到市场要求的前提下，不同作业产品的数质量可以有各种组合，进而得到不同的利润。工艺流程确定后，要以市场为导向，合理确定分选制度和产品结构。这是选煤厂技术管理的重要内容。这项工作很细致，但是效益很明显。4采用高质量软件是提高选煤厂竞争力的重要环节如前所述，对选煤厂，分选效果的诊断、预测、优化是应用IT技术提升企业竞争力的关键。炼焦煤选煤厂产品品种比较单一，主要是精煤、中煤（混煤）和煤泥。炼焦精煤的价格很高，一般是中煤、混煤、煤泥的几倍甚至十几倍，选煤厂只要保证精煤产率最大，就能保证经济效益最大。而动力煤选煤厂产品品种多，不同品种价格差距小，如某矿灰分15%精煤的价格只是灰分30%中煤的1.6倍、灰分40%中煤的1.9倍。对动力煤选煤厂，不能简单地考虑精煤产率最大，而要在满足市场要求前提下，生产多品种，确保经济效益最大。选煤厂往往有多种原煤，多产品，工艺流程复杂，可选性曲线和分配曲线都是很复杂的非线性函数，无法用手工计算。加上复杂的价格体系，预测优化难度很大。如xx公司同一矿区有多个选煤厂，工艺流程不同，原煤品种有多个，以不同比例混合入选或单独入选；产品品种很多，可以生产九种精煤，还有混煤和煤泥。精煤一般都是由几种产品混合而成。如最终精煤由块精煤、末精煤、螺旋分选机精煤混合而成。煤泥往往和精煤或混煤混合成最终产品。当达到最终产品质量要求时，搭配方案不同，产品产率不同，价格不同，经济效益也不同。集团管理部门每年要耗费大量人力、物力按照经济效益最大原则粗略制定生产计划。往往是生产和经济、与市场结合不够，产品结构决策的系统性和科学性不强。迫切需要优化软件。5选煤产品结构优化软件包（选煤优化包）“选煤优化包”正是一款高质量的选煤管理软件，在“中煤能源集团”使用一年多，证明其完全能达到选煤厂管理所需要的功能。“选煤优化包”采用浏览器/服务器（B/S）模式，用户只要有一台能上网的电脑，就可以通过浏览器来运行系统，系统的维护和升级方式简单，成本低。“选煤优化包”的开发语言为C#,开发环境为.net，数据库为SQLServer2008。“选煤优化包”包括以下子系统：系统管理；数据管理与维护；原煤质量预测优化；分选效果诊断预测和优化；工艺系统和产品预测优化；配煤分析优化。每个子系统又有多个分系统，如图1所示。选煤产品结构优化软件包系统管理数据管理与维护原煤质量预测与优化分选效果诊断预测与优化工艺系统和产品预测优化配煤分析优化用户管理角色管理组织结构管理系统参数管理原煤基本信息管理产品基本信息管理重选效果数据管理分选设备信息管理工艺流程管理煤质发热量预测煤质浮沉组成校正原煤混合原煤可选性曲线拟合与评价错配物含量评价数量效率计算一段重选预测优化二段重选预测优化工艺系统和产品预测工艺系统和产品优化产品价格管理原煤配煤优化分配曲线（重选效果）配煤分析优化图1“选煤产品结构优化软件包”功能结构图“选煤优化包”将煤炭配煤，工艺流程选择、校正、次生煤泥、价格表输入、发热量模型选择、处理量及生产成本、运费及矸石处理费集成在一个系统中，系统自动与数据库结合，进行数据交换，避免了用户反复启动程序，手工输入数据，读写文件等繁琐的运行过程；可以方便的与Excel进行数据交换；快速给出最优结果。“选煤优化包”运行时，可以实时从原煤数据库中选择多组原煤，按照指定比例混合后进入由重选，筛分、浮选、分流、混合作业组成的选煤流程进行预测或优化。运行中直接将流程图显示在屏幕上，并将主要操作参数如分选密度，可能偏差，筛分效率，分流比例显示在流程图上。预测优化结束后自动将产率、灰分、硫分标注在流程图上，不但非常直观，而且可以随时调整，如图2为块、末煤二段重选，-0.5mm煤泥掺入混煤的优化结果界面。图2块末煤二段重选的优化结果界面图3对应图2流程的原料、产品和经济效益信息预测时，用户可以直接在流程图上修改分选密度，筛分效率等操作参数，点击计算便可实时显示预测结果。优化结束后，除了显示数质量流程图如图2所示，也输出原煤信息表、产品数质量表、0.5mm产品浮沉组成表，和吨煤经济效益表如图3所示。5结论选煤科学计算和模拟、优化软件是利