辛置洗煤廠工藝環(huán)節(jié)優(yōu)化改造研究

蔣玉建

（霍州煤電集團(tuán)辛置洗煤廠，山西 霍州 031400）

辛置洗煤廠設(shè)計(jì)入洗能力335 萬(wàn)t/a。主要入洗辛置礦2#、10#原煤，內(nèi)調(diào)配洗干河2#、紫晟2#等原煤，產(chǎn)品主要有10 級(jí)冶煉肥精煤、4000 kcal洗混煤等。一車(chē)間設(shè)計(jì)年入洗能力為75 萬(wàn)t，生產(chǎn)工藝采用脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選、煤泥浮選、尾煤濃縮壓濾回收的聯(lián)合工藝；二車(chē)間設(shè)計(jì)年入洗能力為260 萬(wàn)t，生產(chǎn)工藝采用淺槽排矸、50～0 mm 不脫泥無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選+煤泥重介、-0.5 mm 級(jí)直接浮選、浮精壓濾+過(guò)濾脫水、尾煤兩段濃縮、沉降離心機(jī)和壓濾聯(lián)合回收。從2018 年5 月開(kāi)始， 因礦井煤質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)多個(gè)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行改造后[1-2]，當(dāng)前生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

1 煤泥水藥劑自動(dòng)添加系統(tǒng)的改造

1.1 原有藥劑自動(dòng)添加系統(tǒng)存在的問(wèn)題

辛置洗煤廠采用SZJ 型自動(dòng)加藥系統(tǒng)，該系統(tǒng)為單點(diǎn)加藥模式，加藥點(diǎn)位于濃縮池中心紊流桶內(nèi)煤泥管路出口處，藥劑在濃縮池紊流桶內(nèi)與煤泥水完成混合與沉降的全過(guò)程，煤泥水沉降所需藥耗較高。SZJ 型自動(dòng)加藥系統(tǒng)加藥泵采用變頻控制，最低加藥量3000 L/h，洗煤廠實(shí)際需要1000 L/h，遠(yuǎn)大于洗煤廠實(shí)際需要（降低加藥濃度），洗煤廠為保證沉降效果只能采用人工間隔時(shí)間加藥（加藥泵無(wú)法通過(guò)控制出口閥門(mén)控制加藥量，關(guān)小閥門(mén)會(huì)造成加藥螺桿泵定子損壞）。

1.2 加藥系統(tǒng)改造

在進(jìn)入濃縮池的煤泥水入料管路上方開(kāi)孔，改造加藥管路，在入料管增加兩處加藥點(diǎn)，將單點(diǎn)加藥改為三點(diǎn)加藥，在各加藥支管增加調(diào)節(jié)閥，通過(guò)閥門(mén)控制各加藥點(diǎn)加藥比例。在濃縮池內(nèi)增加加藥緩沖桶（考慮冬季防凍因素），緩沖桶下方設(shè)置流量漏斗，直觀確定藥劑添加量，自動(dòng)加藥裝置配置藥劑后，一次性將藥劑打入加藥緩沖箱，通過(guò)緩沖箱下閥門(mén)控制藥劑添加量，實(shí)現(xiàn)持續(xù)加藥。

1.3 改造前后效果對(duì)比

在煤質(zhì)基本一致的情況下列出了兩年同一時(shí)段8～10 月份辛置洗煤廠水洗系統(tǒng)噸煤藥劑消耗表（表1），噸煤藥劑消耗量同比降低2.56 g/t，效果顯著。后期因礦井工作面發(fā)生變化，煤質(zhì)變差，藥劑消耗量增加，無(wú)對(duì)比性，故數(shù)據(jù)使用2019 年與2020 年同期煤質(zhì)相同時(shí)數(shù)據(jù)。

表1 辛置洗煤廠藥劑消耗統(tǒng)計(jì)表

2 刮板機(jī)機(jī)頭機(jī)尾增加副溜槽改造

2.1 原有刮板機(jī)存在問(wèn)題

辛置洗煤廠303 原煤配篩刮板輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾部原設(shè)計(jì)為弧形引煤板，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中因煤質(zhì)原因，原煤濕黏，機(jī)頭機(jī)尾鏈輪部分經(jīng)常出現(xiàn)因積煤導(dǎo)致刮板卡堵、斷鏈、斜鏈等情況發(fā)生，刮板機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行阻力大，電流較高。經(jīng)常需要在生產(chǎn)過(guò)程中停機(jī)清理機(jī)頭機(jī)尾鏈輪部分積煤，影響生產(chǎn)連續(xù)性，增加員工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)存在安全隱患。

2.2 改造方案

在刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾鏈輪部正下方開(kāi)孔，新增加引煤溜槽，將刮板機(jī)機(jī)頭機(jī)尾部煤流引入原煤分級(jí)篩。

改造投資：制作303 刮板機(jī)機(jī)尾副溜槽消耗鋼板約1.1 t，鋼材約2000 元/t，共需費(fèi)用1.1 t×2000元/t=2200 元。

2.3 改造前后效果對(duì)比

改造前，303 刮板機(jī)機(jī)頭頻繁憋死，刮板、鏈條損壞，機(jī)頭防護(hù)罩變形，螺栓飛濺傷人，刮板、鏈條更換頻繁，材料消耗大。每天2 人清理機(jī)頭積煤平均耗時(shí)1 h，2 人修復(fù)壞刮板、圓環(huán)鏈、護(hù)罩需2 h。按每月至少10 次計(jì)算，則年耗時(shí)：（1+2）h×4 人×10 次×12 月=1440 h。改造后未出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象，不用清理積煤，大幅降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 342 刮板機(jī)改造分析

3.1 342 刮板機(jī)改造

洗煤廠原有原煤分級(jí)篩下-25 mm 末煤經(jīng)342刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至343 轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)，再通過(guò)802 產(chǎn)品上倉(cāng)帶式輸送機(jī)進(jìn)入末煤產(chǎn)品倉(cāng)。-25 mm末煤轉(zhuǎn)載刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中刮板機(jī)維修量大，配件費(fèi)用高，耗能高且安全隱患較大。

342 刮板機(jī)為重型刮板機(jī)，寬1200 mm，長(zhǎng)10.62 m，處理量950 t/h。刮板、圓環(huán)鏈、連接環(huán)每3 個(gè)月整體更換一次，每次耗費(fèi)L=990 重型刮板24 根，Ф26×92-9-C 圓環(huán)鏈50 件，Ф26×92連接環(huán)50 件。342 刮板機(jī)電機(jī)功率55 kW，配用M3RSF50+F 型進(jìn)口減速器。因煤質(zhì)原因，末煤在刮板機(jī)底板容易產(chǎn)生黏附，造成末煤轉(zhuǎn)載刮板機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。刮板機(jī)在使用過(guò)程中因底部鼓包絮煤，經(jīng)常造成刮板鏈條斷鏈、飄鏈、掉鏈、機(jī)頭不正、底座不平、兩條鏈的松緊不一致、刮板嚴(yán)重歪斜、過(guò)度彎曲、減速器過(guò)熱等故障。故障出現(xiàn)后，處理人員必須進(jìn)入刮板機(jī)箱內(nèi)部進(jìn)行處理，使用銅軒鐵紙等工具進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間清理槽箱作業(yè)，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，存在極大的安全隱患。

為解決此問(wèn)題，經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、計(jì)算、分析，將現(xiàn)有342 刮板機(jī)和放料液壓閘板拆除，在已有的兩個(gè)放料口位置進(jìn)行不同的改造。在304 原煤分級(jí)篩下料口位置安裝一臺(tái)給煤機(jī)，上方溜槽直接接入給煤機(jī)；305 原煤分級(jí)篩下料溜槽進(jìn)行重新制作接入原342 末原煤刮板機(jī)液壓閘板下料口，擴(kuò)大下方溜槽后連接至343 末原煤轉(zhuǎn)載輸送機(jī)入料溜槽。改造后可完全避免現(xiàn)有刮板輸送機(jī)帶來(lái)的維修作業(yè)工作量及槽箱清理作業(yè)工作量。改造后不僅可以解決以上問(wèn)題，同時(shí)可帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 電費(fèi)節(jié)支

按照平均生產(chǎn)時(shí)間16 h，平均電價(jià)0.55 元/kW·h 計(jì)算，改造后用一臺(tái)給煤機(jī)（18.5 kW）代替重型刮板輸送機(jī)（55 kW），每小時(shí)可節(jié)約電耗約36.5 kW·h，每年可節(jié)約電耗1.927×104kW·h，節(jié)約電費(fèi)約10.61 萬(wàn)元。

3.3 維修材料費(fèi)節(jié)支

刮板、圓環(huán)鏈、連接環(huán)每3 個(gè)月整體更換一次，每次更換需耗費(fèi)990 型鑄鋼重型刮板24 根，Ф26×92-9-C 圓環(huán)鏈50 件，Ф26×92 連接環(huán)50件。一次更換耗材料費(fèi)約39 452 元，一年耗材料費(fèi)15.78 萬(wàn)元。每年維修及清理積煤所需人工費(fèi)用約26.4 萬(wàn)元。

安裝給煤機(jī)故障少，維修工作量小，設(shè)備安全運(yùn)行有保障，大大減輕了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，每臺(tái)設(shè)備定期潤(rùn)滑保養(yǎng)，每年更換兩次膠帶即可，需要皮帶材料費(fèi)約0.24 萬(wàn)元，每年制作更換廢舊皮帶所需人工費(fèi)約0.10 萬(wàn)元。直接安裝溜槽每年需更換3 次溜槽底板，底板規(guī)格為1.2×3.6=4.32 m2，所需鋼板重量約0.54 t，每年更換底板耗材料費(fèi)約0.43 萬(wàn)元，更換底板人工費(fèi)約0.11 萬(wàn)元。與使用刮板機(jī)對(duì)比分析可知，每年可節(jié)約材料費(fèi)約為15.11 萬(wàn)元，每年可節(jié)約維修及清理的人工費(fèi)約26.19 萬(wàn)元。

全年可減少支出51.91 萬(wàn)元。

4 其他方面改造

4.1 原煤分級(jí)篩板選用彈性桿篩板

辛置洗煤廠入洗原煤主要來(lái)自辛置煤礦，毛煤灰分36.69%，水分14.2%，發(fā)熱量15.12 kJ/g，原生煤泥產(chǎn)率10.3%，次生煤泥產(chǎn)率22.0%，次生煤泥灰分高達(dá)68.41%，原煤極易泥化。原煤分級(jí)篩使用約翰芬雷FLZ-1-3661X 香蕉篩，因原煤煤質(zhì)較差，直接制約原煤篩分效果。為保證篩分效率，洗煤廠原煤篩分選用彈性桿篩板，這種篩板是聚氨酯包邊，其承載桿件有一定的彈性，并且因篩桿較穿孔細(xì)，篩桿在香蕉篩運(yùn)行過(guò)程中可產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。這種篩板在使用過(guò)程中，如遇到黏煤粘在彈性桿上，彈性桿可以轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)伴隨篩箱的振動(dòng)，可以使物料脫離篩板。經(jīng)試驗(yàn)，此種篩板25 mm 分級(jí)時(shí)，可以提升分級(jí)篩分效率5%。

4.2 溜槽防絮堵改造

因入洗原煤煤質(zhì)較差，原煤含矸量、灰分、水分、黏度較大，洗煤廠生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，各轉(zhuǎn)載溜槽頻繁發(fā)生絮堵。正常生產(chǎn)時(shí)，每生產(chǎn)4～5 h 需對(duì)各轉(zhuǎn)載溜槽停機(jī)清理至少2 h，不但影響正常生產(chǎn)且員工勞動(dòng)強(qiáng)度大。303、304、305 下料溜槽高度較大，清理時(shí)人員需進(jìn)入溜槽內(nèi)部，存在較大安全隱患。經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)溜槽內(nèi)部鋪設(shè)不銹鋼板同時(shí)在各溜槽外壁加裝型號(hào)為ⅤBB-20156-W、152 kW 的振動(dòng)電機(jī)后，在生產(chǎn)過(guò)程中，崗位人員巡檢發(fā)現(xiàn)溜槽絮堵時(shí)，及時(shí)開(kāi)啟振動(dòng)電機(jī)，5 min 后，溜槽內(nèi)部積煤可以自行滑落。

4.3 棧橋沉降縫防漏水改造

為解決棧橋沉降縫防漏水問(wèn)題，經(jīng)技術(shù)人員研究，在沉降縫前方20 mm 處設(shè)置擋水堰，在中間裝設(shè)管道跨過(guò)伸縮縫，使水從管道內(nèi)通過(guò)，在擋水堰處用水泥抹出一個(gè)斜坡，水到擋水堰處全部通過(guò)管道流出。改造后，洗煤廠運(yùn)行至今，沉降縫未發(fā)生大面積漏水情況。

5 結(jié)語(yǔ)

辛置洗煤廠針對(duì)工藝環(huán)節(jié)存在的各類問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化改造研究，提高了系統(tǒng)處理能力，增加了工藝靈活性，減少了各項(xiàng)材料消耗，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。