康利萍

（山西省能源職業(yè)學(xué)校，山西 太原 030012）

1 工程概況

陽煤集團(tuán)二礦選煤廠采用的是混合入選，原煤經(jīng)1 mm 脫泥篩預(yù)先脫泥，1～50 mm 原煤進(jìn)入無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.25～1 mm 粗煤泥由TBS 分選，0～0.25 mm 細(xì)煤泥用浮選機(jī)分選回收。公司設(shè)計采用4 臺GPJ-120 型加壓過濾機(jī)，加壓過濾機(jī)對工作參數(shù)有嚴(yán)格的要求（即物料特性、主軸轉(zhuǎn)速、工作壓力）。在實際生產(chǎn)中，加壓過濾機(jī)的濾餅厚度薄、不易脫餅，使加壓過濾機(jī)的排料周期延長，影響加壓過濾機(jī)的處理量。為了不使浮選精礦池漫料，只能采取控制入選量的辦法，進(jìn)而影響原煤的入選量。針對該情況，必須要對影響加壓過濾機(jī)處理量的原因進(jìn)行分析，進(jìn)行針對性地優(yōu)化改造，使單臺加壓過濾機(jī)的處理量達(dá)到20 t/h 以上[1-2]。

2 加壓過濾機(jī)處理量不高的原因分析

根據(jù)二礦選煤廠實際生產(chǎn)情況，深入選煤車間生產(chǎn)現(xiàn)場，對目前各生產(chǎn)環(huán)節(jié)及設(shè)備現(xiàn)狀、運行、維護(hù)狀況進(jìn)行了統(tǒng)一摸排，并對可能存在的影響處理量的原因進(jìn)行現(xiàn)場勘查，找到了7 個末端因素：操作工技術(shù)水平低、倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細(xì)、入料濃度低。為了確定主要原因，對所有末端因素逐一分析論證，并到現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)。

2.1 操作工技術(shù)水平低且無績效考核的要因確定

二礦選煤廠對所有操作人員均進(jìn)行選煤知識培訓(xùn)及崗位操作技能培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，方能持證上崗。工作期間，由職教中心組織每周一題、每月一考活動，考試內(nèi)容包括理論知識與實踐操作兩部分。除對單位和個人進(jìn)行考核外，職工考試不合格，需進(jìn)行脫產(chǎn)再培訓(xùn)。因此，操作工理論知識扎實，實際操作技能熟練。

2.2 倉內(nèi)工作壓力的影響要因確認(rèn)

對加壓過濾機(jī)工作壓力的運行狀況進(jìn)行實地考察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加壓過濾機(jī)壓力增大時，濾餅孔隙度減小，濾餅的阻力隨之增大，排除濾液的難度加大。當(dāng)濾餅的飽和度接近剩余飽和度時，濾餅的水分基本不再降低。因此，應(yīng)針對不同煤種選取合理工作壓力。因此，倉內(nèi)工作壓力的影響是要因。

2.3 主軸轉(zhuǎn)速的影響要因確認(rèn)

當(dāng)加壓過濾機(jī)在處理浮選精煤時濾餅形成速度很快，主軸轉(zhuǎn)速慢時會形成很厚的濾餅，過厚的濾餅比阻大、水分高，還會在過濾區(qū)提前卸餅而落入礦漿槽內(nèi)，從而使壓縮空氣大量外逸。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過快時濾板上物料上餅時間短、成餅很薄，使卸餅困難、排料周期延長；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過慢時精礦處理量明顯偏小，精礦池料位會持續(xù)上升，另外還有壓大軸的風(fēng)險。因此，需要確定合理的主軸轉(zhuǎn)速來控制濾餅厚度。因此，主軸轉(zhuǎn)速的影響是要因。

2.4 反吹風(fēng)壓差的影響要因確認(rèn)

對加壓過濾機(jī)反吹風(fēng)壓差進(jìn)行實地考察，發(fā)現(xiàn)加壓過濾機(jī)反吹風(fēng)壓差低于40 kPa 時，加壓過濾機(jī)會出現(xiàn)卸餅困難，甚至不脫餅；高于80 kPa 時卸餅效果好，但是濾布破損率高。因此保持合適的反吹風(fēng)壓差，既能保證卸餅正常又不會導(dǎo)致濾布過快損壞。因此，反吹風(fēng)壓差的影響是要因。

2.5 濾布不能滿足生產(chǎn)需要要因確認(rèn)

加壓過濾機(jī)是浮精脫水沒備，該選煤廠使用的加壓過濾機(jī)型號為CPJ-120 型，公司配套的濾布為單絲紡織濾布，過濾目數(shù)為100 目。在生產(chǎn)使用過程中發(fā)現(xiàn)，濾布使用周期短、破損率高，每天更換的破損濾布數(shù)量都在20 塊以上，且過濾機(jī)濾液中固體物合量高達(dá)80 g/L，濾布破損情況已嚴(yán)重影響浮選精礦的脫水回收。由于透水率不高，平均排料周期都在270 s 左右，脫水后的濾餅水分達(dá)到20%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)要求的平均排料周期178 s左右，脫水后的濾餅水分在18%左右。因此，濾布不能滿足生產(chǎn)需要是要因。

2.6 入料粒度細(xì)要因確認(rèn)

對浮選精礦進(jìn)行了煤泥小篩分試臉，從試驗結(jié)果得出，-0.045 mm 細(xì)粒級含量為29.8%，浮精中細(xì)泥含量偏高，嚴(yán)重影響脫水效果。因此，入料粒度細(xì)是要因。

2.7 入料濃度低要因確認(rèn)

用濃度壺測量并套用公式計算，該選煤廠浮選精礦濃度常在250～380 g/L 之間，符合加壓過濾機(jī)入料濃度250～350 g/L 的要求。生產(chǎn)中偶有長時間不開機(jī)時，精礦池有沉淀現(xiàn)象，濃度會發(fā)生變化，但不經(jīng)常發(fā)生，故對生產(chǎn)影響較小。因此，入料濃度低非要因。

根據(jù)以上對末端因素的確認(rèn)，找到了5 條要因：倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細(xì)。

3 改造方案的設(shè)計與實施

針對影響過濾機(jī)設(shè)備處理能力的5 條要因，采取了以下改造方案。

3.1 加壓過濾機(jī)最佳工作參數(shù)的確定

針對倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響，必須要確定最佳倉內(nèi)工作壓力值、最佳主軸轉(zhuǎn)速、最佳反吹風(fēng)壓差。設(shè)計加壓過濾機(jī)最佳工作參數(shù)的確定試驗，根據(jù)加壓過濾機(jī)工作參數(shù)要求范圍和運行記錄，設(shè)定參數(shù)位級，列出加壓過濾機(jī)的9 種常用工作參數(shù)組合見表2。

表2 3 個工作參數(shù)各位級試驗數(shù)值組合表

進(jìn)行現(xiàn)場試驗結(jié)果及參數(shù)選定，不同位級組合下試驗結(jié)果見表3。

表3 不同位級組合下試驗結(jié)果記錄表

研究試驗證明，當(dāng)倉內(nèi)壓力達(dá)到290 kPa、主軸轉(zhuǎn)速平均為1.1 r/min、反吹風(fēng)壓差最大為80 kPa時，排料周期達(dá)到的效果最好。加壓過濾機(jī)的處理量提高，隨之帶動原煤入選量的提高，原煤入選量由原來730 t/h 提高為870 t/h，精礦池的料位也基本穩(wěn)定。因此車間將第5 組參數(shù)設(shè)置作為加壓過濾機(jī)首選工作參數(shù)設(shè)置，可確保加壓過濾機(jī)處理量及原煤入選量最大化。

3.2 重新選擇確定100 目新型濾布

針對濾布不能滿足生產(chǎn)需要的要因，重新選購100 目的新型濾布。經(jīng)過到其他選煤公司走訪考察、對比后，根據(jù)加壓過濾機(jī)入料情況，公司購進(jìn)一批100 目的新型濾布，經(jīng)生產(chǎn)使用后效果良好。加壓過濾機(jī)平均排料周期能控制在170 s 左右，透水率良好，脫水后的濾餅水分在15%左右，且濾布使用周期大幅延長，破損率大幅減小。改造前4 臺ZH7000 型空氣壓縮機(jī)需同時開啟，空壓機(jī)額定功率630 kW。更換濾布后，開啟2 臺即可滿足4 臺加壓過濾機(jī)的生產(chǎn)要求，有效提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能效果顯著。

3.3 加壓過濾機(jī)入料的摻粗工藝改造

針對入料粒度細(xì)的要因，設(shè)計進(jìn)行摻粗工藝改造。原工藝設(shè)計中，0.25 mm 粗煤泥由TBS 分選后的粗精煤經(jīng)過脫泥降灰系統(tǒng)即大直徑旋流器→疊層高頻振動細(xì)篩→離心機(jī)脫水后，成為粗精煤產(chǎn)品。為降低加壓過濾機(jī)入料中細(xì)粒級含量，對加壓過濾機(jī)入料進(jìn)行摻粗工藝改造：將疊層高頻振動細(xì)篩篩上物直接打入加壓過濾機(jī)入料池和浮精一起做為加壓過濾機(jī)的入料。摻粗工藝改造后，對入料進(jìn)行篩分，-0.045 mm 粒級含量達(dá)到13.2%，加壓過濾機(jī)脫水效果明顯好轉(zhuǎn)，排料周期大幅度縮短。

4 效果及效益分析

4.1 效果檢查

（1）2020 年10 月，各項措施全部實施完畢，加壓過濾機(jī)排料周期大幅度縮短，單臺加壓過濾機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到了25.04 t/h，實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

（2）從2020 年10 月至2021 年7 月，單臺加壓過濾機(jī)運行穩(wěn)定，均能實現(xiàn)生產(chǎn)能力到預(yù)期值，原煤小時入選量由730 t/h 提高至870 t/h。

4.2 效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益。公司噸煤利潤為150 元/t，精煤產(chǎn)率40%，本次改造應(yīng)用后的9 個月，增加入選原煤量：（870-730）×15×40%×30×6+（840-730）×15×40%×30×3=210 600 t，增加效益收入：156 600×150=2349 萬元。

（2）社會效益。此次改造活動的開展為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)效率的提高使生產(chǎn)成本直接下降，提升了產(chǎn)品的利潤空間，使噸煤加工成本降低，成為選煤行業(yè)節(jié)能降耗生產(chǎn)的先驅(qū)。