云〓艳
(国家能源集团神东煤炭集团洗选中心工艺煤质部，陕西 榆林〓719315)
摘要：为了提升选煤厂重介质旋流器控制精度，基于量子物理中德布罗意宏观物质波理论，设计旋流器内部闭环涡流数值模型，以重介质旋流器内部涡流与重介质的稳定状态变化量以及震动音频作为宏观物质波震动数据，通过数据运算并将其投入到旋流器及上下游工艺环节的自动化控制系统中进行仿真分析。仿真结果表明，该模型自动化控制系统具有一定的敏感性、稳定性，引入该模型反馈数据后，重介质旋流器对重介质的分选自动控制效率显著提升。
关键词：重介质旋流器；宏观物质波；涡流数值模型；数据预警；自动控制
中图分类号：TM425〓〓〓文献标识码：A〓〓〓文章编号：2095-509X(2022)01-0032-05

高压高速重介质沿切向进入半封闭锥筒型空间后，会沿空间外侧形成外围重介质旋流，沿轴心部位形成内部空气介质旋流，从而给煤-矸石粉流束带来分选力，使煤粉和矸石粉向该筒型空间两端移动［1-2］。当前使用的重介质旋流器多为两段式结构，即除旋流介质的进出口外，还包含煤-矸石粉进口、精煤出口、中煤出口和矸石出口［3-4］。
从上述工作原理可以看出，重介质旋流器属于无运动部件的纯粹容器型结构，其内部旋流的稳定性直接关系到选煤质量，由于旋流结构本身是旋流器的做功结构，其中复杂力学过程对内外旋流产生一定影响［5］。国内普便应用的重介质旋流器模式一般分为两种，一种模式通过控制端口精煤和中煤产量及重介质内部闭环涡流确定旋流器工作状态，另一种模式通过旋流介质流速控制旋流器内部的空气柱，让重介质旋流器的内部闭环涡流中不相融的气相和液相分离，前者因为数据存在滞后性难以实现高精度控制，后者在测量旋流介质流速时可能对旋流器内流体稳定性带来额外影响，从而降低旋流器的可靠性。
本文研究一种重介质旋流器内部闭环涡流数值模型，并使用物联网系统捕捉该模型所需的控制性变量，分析一种自动化控制精度较高的旋流器涡流控制模型，最终评价了该物联网系统的数据处理效能［6］。

1〓重介质旋流器的机械结构及控制需求
物料的分选过程就是整个体系能量降低的过程。从这一原理出发，不同性质的固体颗粒在重介质旋流器中将位于不同的位置，利用原煤中的精煤、中煤、矸石密度不同，在水中的浮力也不同的原理，通过把磁铁矿粉、黏土、粉煤灰、稳定剂等混合成悬浮剂重介质，经过加压后沿切线方向泵入旋流器中形成重介质旋流，同时利用空气旋流激发效应，在旋流器轴心附近形成逆向空气旋流［7］。经过精磨后的原煤粉在低压力压缩空气辅助下沿介质循环方向进入旋流器轴心位置，其中含煤量较高的轻粉末浮于重介质上方靠近轴心位置，被空气旋流向上吹送，从精煤排出口、中煤排出口排出系统外，而煤、矸石粉等比重较大的粉末会混入重介质中，在矸石排出口排出［8］。回收后的重介质会经过过滤重整后分离煤矸石重新进入循环。该机械结构如图1所示。

图1〓重介质旋流器机械结构示意图〓〓图1中，重介质旋流器不包含任何活动构件，其本质为约束重介质旋流运动的低压半开放壳体，


作者简介：云艳（1983—），女，工程师，主要研究方向为选煤厂电气设备