同忻選煤廠分流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

仝秀忠

(大同煤礦集團(tuán) 大地選煤工程有限責(zé)任公司，山西 大同037003)

同忻選煤廠位于山西省大同市境內(nèi)，原煤設(shè)計(jì)處理能力為6.0 Mt/a。該廠生產(chǎn)工藝靈活，兼具生產(chǎn)1/3焦煤和動(dòng)力煤兩種生產(chǎn)方式。原煤破碎到50 mm以下，50～1.0 mm粒級(jí)通過(guò)兩段兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1.0～0.25 mm粒級(jí)粗煤泥采用煤泥分選機(jī)分選，0.25～0 mm粒級(jí)細(xì)煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合脫水回收，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)和零排放。

該廠采用的重介分選系統(tǒng)具有分選精度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活、技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)可靠、適應(yīng)能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)[1]。在煤炭市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的今天，煤炭產(chǎn)品洗選過(guò)程中能源消耗的多少也成為競(jìng)爭(zhēng)勝敗的關(guān)鍵[2]，而在選煤廠生產(chǎn)中分流系統(tǒng)是控制介耗、增加介質(zhì)回收率的重要途徑[3]。該廠重介質(zhì)從合介桶進(jìn)入兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，再經(jīng)過(guò)脫介篩和分流系統(tǒng)分流后，分別進(jìn)入合介桶和稀介桶來(lái)保證各桶的液位和密度[4]。分流系統(tǒng)在洗選過(guò)程中有著不可替代的作用，能客觀反映出選煤廠整個(gè)洗選系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。因此，分流系統(tǒng)的研究對(duì)于保證選煤廠正常生產(chǎn)有著積極的作用[5-6]。

1 分流系統(tǒng)存在的問(wèn)題

同忻選煤廠50～1.0 mm粒級(jí)原煤進(jìn)入兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選[7-8]。精煤通過(guò)溢流箱和溢流管路由閘板控制分別進(jìn)入精煤脫介篩和原中煤脫介篩，用于精煤脫水，篩上物通過(guò)離心機(jī)脫水后進(jìn)入產(chǎn)品帶式輸送機(jī)[9]。在精煤脫介篩的入料端安裝一排固定篩，篩下設(shè)置分流箱[10](圖1)，原中煤脫介篩下沒(méi)有設(shè)置分流箱。通過(guò)控制分流箱機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)的大小來(lái)調(diào)節(jié)合介桶的液位和介質(zhì)密度。選煤廠分流系統(tǒng)合格介質(zhì)流原則流程(不涉及稀介流、煤流和水流等)如圖2所示。其在生產(chǎn)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

圖1 分流箱結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 原有分流系統(tǒng)原則流程

(1)當(dāng)精煤脫介篩出現(xiàn)故障(篩板翹起、側(cè)壓板脫落、擋皮脫落等)無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，將精煤脫介篩閘板關(guān)閉后使旋流器溢流只進(jìn)入原中煤脫介篩，然而原中煤脫介篩篩下沒(méi)有設(shè)置分流箱，無(wú)法進(jìn)行脫介；同時(shí)合介桶液位由于介質(zhì)損耗出現(xiàn)快速下降，因而單獨(dú)使用原中煤脫介篩時(shí)無(wú)法保證正常洗選生產(chǎn)。

(2)由于分流箱機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間被煤泥覆蓋，并與介質(zhì)接觸等原因，機(jī)構(gòu)磨損嚴(yán)重[11]，集控對(duì)分流箱機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)大小的操作與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)節(jié)大小的位置常常不符，分流量不能按比例調(diào)節(jié) ，分流量大小難以控制，使得稀介密度較高，磁選機(jī)回收效果不佳，介質(zhì)回收率低，介耗增大[12-13]，故分流系統(tǒng)改造是亟待解決的問(wèn)題。

2 分流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

2.1 分流系統(tǒng)管路改進(jìn)

精煤脫介篩閘板關(guān)閉后，單獨(dú)使用原中煤脫介篩脫介效果不好，合介桶液位不穩(wěn)定，無(wú)法保證正常生產(chǎn)。這一現(xiàn)象的發(fā)生主要是因?yàn)樵忻好摻楹Y入料端沒(méi)有設(shè)置固定篩，篩下也沒(méi)有設(shè)置分流箱，從而導(dǎo)致合格介質(zhì)無(wú)法進(jìn)行分流、介質(zhì)損耗較大。

故將精煤脫介篩入料端固定篩篩下原有分流箱拆除，并在原有的介質(zhì)分配箱(主要是收集精煤、中煤和矸石脫介篩下的合格介質(zhì))與稀介桶之間通過(guò)管路連接并安裝氣動(dòng)閥，使得介質(zhì)分配箱的介質(zhì)可以直接進(jìn)入稀介桶，這樣如果單獨(dú)使用精煤脫介篩或原中煤脫介篩，都可以通過(guò)調(diào)節(jié)該管路氣動(dòng)閥來(lái)控制合介桶的液位和密度。當(dāng)精煤脫介篩出現(xiàn)故障無(wú)法運(yùn)行時(shí)，則可單獨(dú)使用原中煤脫介篩生產(chǎn)，進(jìn)而減少介質(zhì)的損耗。改造后選煤廠分流系統(tǒng)原則流程如圖3所示。

圖3 改造后分流系統(tǒng)原則流程

2.2 分流箱機(jī)構(gòu)改進(jìn)

分流箱機(jī)構(gòu)在使用一段時(shí)間后由于長(zhǎng)時(shí)間與物料接觸會(huì)出現(xiàn)操作位置與現(xiàn)場(chǎng)位置不相符的現(xiàn)象，例如集控操作調(diào)節(jié)到50%，而現(xiàn)場(chǎng)分流箱機(jī)構(gòu)位置總是大于或者小于集控系統(tǒng)的操作位置。當(dāng)分流機(jī)構(gòu)大于實(shí)際操作位置時(shí)，合介進(jìn)入稀介桶造成合介桶液位不穩(wěn)定，介質(zhì)密度升高；當(dāng)分流機(jī)構(gòu)小于實(shí)際操作位置時(shí)，合介桶液位快速增高，介質(zhì)密度降低，造成跑煤現(xiàn)象發(fā)生[14-15]。通過(guò)對(duì)分流系統(tǒng)管路改進(jìn)并安裝氣動(dòng)閥，把分流箱的機(jī)構(gòu)換成氣動(dòng)閥，在進(jìn)行分流操作時(shí)氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)大小可以相應(yīng)地進(jìn)行改變，操作更為靈活，有效減少了因分流機(jī)構(gòu)不到位引起介耗增加或介質(zhì)密度降低現(xiàn)象的發(fā)生。新增氣動(dòng)閥結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 氣動(dòng)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 應(yīng)用效果

分流系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后，增加了原中煤脫介篩的利用率，在精煤脫介篩出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)使該系統(tǒng)全部停產(chǎn)，僅將出現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備單獨(dú)停車(chē)進(jìn)行檢修即可。同時(shí)，由于分流機(jī)構(gòu)的改變使選煤廠介質(zhì)系統(tǒng)的控制更加方便，減少了介質(zhì)損失，增加了精煤的回收率，降低了檢修工的勞動(dòng)強(qiáng)度[16]。經(jīng)增加氣動(dòng)閥改造后，檢修工對(duì)分流機(jī)構(gòu)的維護(hù)頻率由每3天一次改為每10天一次，改造前后維護(hù)周期對(duì)比如圖5所示。

圖5 改造前后維護(hù)時(shí)間

同忻選煤廠有兩套運(yùn)行系統(tǒng)，在沒(méi)有對(duì)分流系統(tǒng)進(jìn)行改造之前，如果任意一套系統(tǒng)的精煤脫介篩出現(xiàn)故障，該套系統(tǒng)設(shè)備需都停產(chǎn)，煤量由1 000 t/h減至500 t/h；改造之后如果精煤脫介篩出現(xiàn)故障，只需將精煤脫介篩停車(chē)即可，還可用原中煤脫介篩進(jìn)行生產(chǎn)，煤量由1 000 t/h減至800 t/h，同時(shí)隨機(jī)對(duì)2018年1月精煤脫介篩出現(xiàn)故障時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 2018年1月精煤脫介篩出現(xiàn)故障時(shí)間

由表1可知，該月內(nèi)因精煤脫介篩出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)的時(shí)間為353 min(按6 h計(jì)算)，而帶煤量可由500 t/h增至800 t/h，噸煤洗選加工費(fèi)按11.19元計(jì)算，每年可增加收入11.19元/t×300 d×6 h×12月=24.170 4萬(wàn)元。分流系統(tǒng)經(jīng)改造后可減少更換分流箱機(jī)構(gòu)的頻率，降低檢修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，還可降低介質(zhì)損耗，提高選煤廠的各項(xiàng)綜合效益。

4 結(jié)語(yǔ)

重介選煤工藝在國(guó)內(nèi)選煤廠分選工藝中占主導(dǎo)地位，分流系統(tǒng)的穩(wěn)定是整個(gè)選煤廠正常生產(chǎn)的保證。同忻選煤廠對(duì)分流系統(tǒng)的整體改進(jìn)后，不僅提高了設(shè)備開(kāi)機(jī)率，還減輕了檢修任務(wù)，使洗選系統(tǒng)得到更大的優(yōu)化，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。此次改進(jìn)也為單獨(dú)使用某一設(shè)備造成介質(zhì)損耗突然增高的現(xiàn)象提供了新思路，同時(shí)為其他選煤廠分流系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造提供了參考。