4. 床层密度设定与在线监测调整

TBS干扰床分选的核心，是通过上升水流使床层膨胀并形成具有一定密度的流化床层，物料按密度分层：低密度精煤上浮至溢流堰排出，高密度矸石下沉经底流排料阀排出。床层密度既是分选结果的“因”，也是操作调整的“果”——设定值决定了分选切割点，而实际床层密度能否稳定跟踪设定值，则取决于上升水量、排料速度和入料性质的动态平衡。因此，床层密度的设定原则、在线监测的可靠性以及偏差调整策略，构成了TBS操作中最关键的一条控制主线。

一、床层密度的设定原则

床层密度设定值不是随意给定的数字，它由产品指标要求反推而来。设定时需综合考虑三个层面：分选密度要求、入料粒度组成、以及设备与系统的承载能力。

首先，设定值应围绕要求的精煤灰分确定。以常见炼焦煤选煤厂为例，若要求精煤灰分≤10.5%，根据可选性曲线，理论分选密度大致在1.45～1.55 g/cm³区间；考虑TBS对细粒级的分选效率略低于重介，实际设定值通常需略低于理论值，例如取1.42～1.48 g/cm³，通过“低密度设定+溢流再精选”的方式保证灰分合格。需要强调，这里的密度指床层膨胀后的悬浮体密度，而非物料真密度，二者不可混用。

其次，入料粒度组成直接影响设定值的可执行性。TBS有效分选粒级一般为0.15～1 mm（部分资料为0.2～1.0 mm），当入料中<0.15 mm细泥含量偏高时，细泥在床层中滞留会“虚抬”密度读数，此时若机械照搬设定值，实际分选密度会偏高，精煤损失增大。因此细泥含量高时应适当下调设定值0.02～0.05 g/cm³，并加强入料脱泥。

再次，设定值必须与上升水量和排料能力匹配。床层密度设定越高，所需上升水压越大、床层越密实，排料阻力增加；若底流排料阀口径或执行机构能力不足，会出现“设定得上、稳不住”的现象。工程上通常先确认设备在额定水量下能稳定维持的密度上限，再在此范围内设定。

二、在线监测仪表的使用

TBS床层密度的在线监测主流方案是压差式密度计：在分选槽体不同高度安装两个压力传感器（取压点），测得两点的压差ΔP，结合两点间垂直距离H，按 ρ = ΔP/(g·H) 计算床层平均密度。部分系统还会辅以γ射线密度计或科氏力质量流量计用于底流密度监测，但压差法因无放射源、维护简便而应用最广。

使用压差式密度计时，需重点把握以下几点：

• 取压点必须定期反吹。煤泥水易在取压管口沉积堵塞，造成压差读数偏小、密度显示偏低，进而误导系统加大排料，形成恶性循环。一般每班反吹1～2次，反吹压力0.4～0.6 MPa。
• 零点与量程标定。空床（或清水静止）状态下校准零点，用已知密度的悬浮液或按几何尺寸核算量程，标定周期建议每月一次。
• 读数需与人工取样比对。在线密度计反映的是两点间平均密度，而人工取样（如用密度壶在溢流堰附近取样）反映局部状态，二者存在合理偏差，但若偏差持续超过0.05 g/cm³，应检查仪表或取压管路。

下图展示了床层密度从设定、监测到偏差调整的完整控制关系，包括压差测量原理与三类典型偏差的处置方向。

三、密度偏差的调整策略

在线密度与设定值之间的偏差，按方向和形态可分为三类，处置思路各不相同。

第一类：密度持续偏高（PV > SP，偏差超过+0.03 g/cm³）。说明床层中高密度物料积累过多，排料不足。此时应优先加大底流排料——可适当提高排料阀开度或缩短排料周期，同时观察溢流灰分变化；若排料已接近上限仍压不下来，可小幅增加上升水量以增强床层膨胀、改善分层。切忌一上来就大幅提水量，否则床层被“冲稀”，密度骤降后又需反向调整，形成振荡。

第二类：密度持续偏低（PV < SP，偏差低于−0.03 g/cm³）。常见原因有两类：一是排料过量，应减小排料阀开度或延长排料间隔；二是仪表假象——取压管堵塞使压差偏小、显示密度偏低，此时若盲目减小排料，实际床层会越积越密。因此遇到密度偏低，第一步应先反吹取压管、核对人工取样，排除仪表因素后再动工艺参数。

第三类：密度波动大（短时间内上下摆动超过±0.05 g/cm³）。多与入料量波动、上升水压力不稳或排料阀动作过于频繁有关。应稳定入料缓冲、检查上升水泵出口压力是否恒定，并将排料由“频繁小开度”改为“周期适中、开度稍大”的方式，减少对床层的反复扰动。

四、一个可参考的调整记录示例

为使调整过程可追溯，建议每班记录密度设定值、在线显示值、人工取样值及对应操作。下表为示例格式（数据为教学假设，非实测）：

从示例可见，13:00 的“密度偏低”实为仪表问题，人工取样与在线值偏差达0.07 g/cm³，正是通过比对识别出来的。这也说明：在线监测是眼睛，人工取样是标尺，二者缺一不可。床层密度的设定与调整，本质上是在“指标要求—设备能力—入料变化”之间不断寻找平衡点的过程，稳定的监测和有序的调整顺序，比任何单次“精准设定”都更重要。