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      馬道頭選煤廠煤泥水系統(tǒng)優(yōu)化改造

      2021-04-10 13:12:04仝志斌屈奇奇
      2021年4期
      關(guān)鍵詞:泥水煤泥原煤

      仝志斌,屈奇奇

      (大地選煤工程有限責(zé)任公司 馬道頭選煤廠,山西 大同 037000)

      馬道頭選煤廠屬于礦井型動(dòng)力煤選煤廠,主要采用重介質(zhì)分級(jí)混合入選工藝,年入選量達(dá)千萬(wàn)噸。為滿足生產(chǎn)所需,選煤廠經(jīng)技改、擴(kuò)建新增了二期生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)達(dá)到生產(chǎn)要求的同時(shí),也存在相應(yīng)的銜接問(wèn)題。當(dāng)啟動(dòng)二期系統(tǒng)后,循環(huán)水量明顯增多,回水量增大,濃縮池(D45 m)沒(méi)過(guò)溢流堰,煤泥水系統(tǒng)紊亂,可能會(huì)影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

      隨著礦井原煤產(chǎn)量的增大以及原煤煤質(zhì)的不確定性,外加次生煤泥的存在,對(duì)煤泥水系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一方面煤泥沉降效果變差,導(dǎo)致加藥量增大、循環(huán)水濃度超標(biāo)、單套系統(tǒng)停止運(yùn)行以及生產(chǎn)系統(tǒng)紊亂等狀況;另一方面煤泥量增多,壓濾系統(tǒng)處理能力不足,效率降低,導(dǎo)致混精煤產(chǎn)品質(zhì)量下降,濃縮池容易滯留煤泥,濃縮機(jī)耙架受損,甚至造成煤泥水事故。為此,選煤廠對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造,有效提高了生產(chǎn)效率。

      1 存在問(wèn)題

      馬道頭選煤主洗系統(tǒng)包括一期和二期兩部分。原有一期生產(chǎn)運(yùn)行時(shí),濃縮池回水穩(wěn)定,沉降效果良好,各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)能力范圍之內(nèi)。自二期正常運(yùn)轉(zhuǎn)以來(lái),隨著生產(chǎn)任務(wù)不斷加大,濃縮池仍采用兩用一備,造成了煤泥水系統(tǒng)平衡的紊亂。當(dāng)一、二期3套系統(tǒng)同時(shí)生產(chǎn)時(shí),濃縮池細(xì)煤泥量增加,回水量增大,回水壓力增強(qiáng),再加上礦井原煤煤質(zhì)發(fā)生變化,煤泥細(xì)粒級(jí)含量增加,導(dǎo)致煤泥沉降效果差,無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤泥水的澄清作業(yè),對(duì)比一、二期試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

      表1 一、二期系統(tǒng)使用時(shí)煤泥處理水情況

      2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

      通過(guò)對(duì)濃縮池巡視觀察以及崗位工信息反饋得到如下信息:濃縮機(jī)回水壓力十足,中心給料筒附近翻花,水量完全淹沒(méi)溢流堰,水系統(tǒng)非常不穩(wěn)定。造成的直接問(wèn)題有:煤泥沉降效果變差、絮凝劑用量增大、且煤泥含量增多,易形成煤泥墻,壓濾系統(tǒng)煤泥處理能力不足、濾餅水分上升,同時(shí),循環(huán)水濃度上升,無(wú)法實(shí)現(xiàn)清水作業(yè)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研信息將煤泥水問(wèn)題歸納為以下幾個(gè)方面:

      1) 一、二期系統(tǒng)同時(shí)啟車(chē)后,循環(huán)水量明顯增多,導(dǎo)致煤泥系統(tǒng)回水量增大,隨之濃縮池壓力變大,沖擊煤泥沉降層,進(jìn)而煤泥無(wú)法實(shí)現(xiàn)沉淀。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),一期兩套系統(tǒng)循環(huán)水量為560 m3,二期單套系統(tǒng)循環(huán)水量為480 m3。

      2) 原煤煤泥含量高(占原煤比例11%~12%),加之次生煤泥的產(chǎn)生,造成濃縮池煤泥量大,容易產(chǎn)生煤泥墻,設(shè)備損耗增大的同時(shí)還會(huì)影響煤泥處理量,對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)和壓濾設(shè)備影響極大。

      3) 煤泥存在泥化現(xiàn)象,小于200網(wǎng)目細(xì)粒級(jí)含量較大。炭質(zhì)泥巖、火成巖等粘土礦物的增多易膨脹泥化,粒級(jí)細(xì)化易導(dǎo)致顆粒表面積增大,且具有高分散懸浮穩(wěn)定特性,顆粒不易積聚,沉降速度減小。同時(shí),沉降層不穩(wěn)定致使煤泥沉降效果較差。

      3 采取措施

      1) 二期主洗系統(tǒng)各類桶體積均超過(guò)一期,根據(jù)二期實(shí)際用水量調(diào)節(jié)桶液位計(jì),降低桶位和補(bǔ)水量,進(jìn)而減少濃縮池回收量。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐,降低桶位三分之一對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)沒(méi)有影響,且有助于減少冒桶事故的發(fā)生。

      2) 改造洗水系統(tǒng)工藝。為控制濃縮池回水量,將粗煤泥濾液水管路改造為煤泥桶常用補(bǔ)水,實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán);將加壓、板框?yàn)V液水管路直接并入循環(huán)水池。為進(jìn)一步降低水量,將煤泥尾礦旋流器溢流作為煤泥補(bǔ)水,可實(shí)現(xiàn)二次富集[1-4]。

      3) 調(diào)整濃縮機(jī)入料孔數(shù)和桶圍。濃縮機(jī)中心給料筒周?chē)▏?yán)重,回水壓力足,會(huì)迅速將絮凝劑絮團(tuán)打散,無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤泥水系統(tǒng)穩(wěn)定,進(jìn)而導(dǎo)致沉降效果變差。為釋放回料壓力,在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上再切割數(shù)個(gè)泄壓孔,盡可能使物料從中心筒底部排出。同時(shí),在中心入料筒頂部加設(shè)高600 mm的筒圍,避免回料直沖絮團(tuán)。

      4) 二期系統(tǒng)增設(shè)脫粉工藝。原煤含泥量大,壓濾系統(tǒng)處理能力不足,導(dǎo)致濃縮池易滯留煤泥,進(jìn)而產(chǎn)生煤泥墻。為保證煤泥系統(tǒng)正常運(yùn)行,選煤廠二期新增設(shè)弛張篩預(yù)先脫粉工藝,通過(guò)減少部分粉煤進(jìn)入系統(tǒng)來(lái)降低入池煤泥量,可有效緩解濃縮池系統(tǒng)壓力,提高設(shè)備運(yùn)行效率[5-6]。

      5) 完善藥劑制度。當(dāng)細(xì)粒級(jí)物料占比增多時(shí),較大的比表面積和強(qiáng)烈的離子交換吸附使煤泥水系統(tǒng)呈穩(wěn)定的分散系懸浮狀態(tài)。為提高沉降效率,選煤廠調(diào)整絮凝劑最佳配比濃度為0.3%。同時(shí),采用清水加藥,并延長(zhǎng)加藥和攪拌時(shí)間。特殊時(shí)期添加混凝劑在絮凝劑之前,且保持20 m以上距離。

      4 優(yōu)化效果

      通過(guò)不斷調(diào)整、優(yōu)化、改造以及實(shí)時(shí)跟蹤落實(shí),現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)合數(shù)據(jù)采集,煤泥水系統(tǒng)得到了明顯改善。

      1) 濃縮池回水量可減少200 m3/h,中心筒附近翻花現(xiàn)象明顯減弱,回水沖擊清水層及沉降層作用降低,溢流堰清晰可見(jiàn),煤泥水系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

      2) 煤泥水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)藥劑效果、煤泥沉降、溢流澄清有很大幫助。調(diào)整絮凝劑濃度和用量在16 g/t左右時(shí),藥劑分子與顆粒充分接觸,絮凝作用增強(qiáng),沉降效果最好,清水層厚度基本保持在1.4 m。隨之溢流濃度降低為0.32 g/L,加強(qiáng)了全廠洗選效果。

      3) 脫粉工藝的增設(shè)可減少濃縮池煤泥量2%左右,提高設(shè)備運(yùn)行效率及可靠性的同時(shí),降低事故發(fā)生率至3%,確保了生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

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