選煤廠振動(dòng)篩減振技術(shù)研究

馬 杰

（山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責(zé)任公司, 山西 晉城 048200）

0 引言

選煤廠為對(duì)原煤進(jìn)行再加工的場(chǎng)所，其對(duì)煤炭進(jìn)行分選實(shí)現(xiàn)煤炭資源的分級(jí)利用，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。在多年的發(fā)展中我國(guó)選煤方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的跳汰分選改進(jìn)為當(dāng)前的重介質(zhì)分選。選煤方式的改進(jìn)，對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)振動(dòng)帶來了新的挑戰(zhàn)。以振動(dòng)篩為例，在實(shí)際選煤過程中由于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的存在對(duì)設(shè)備支座、前端梁板等均會(huì)造成損壞，在影響設(shè)備本身性能的同時(shí)，也會(huì)對(duì)廠房的安全造成影響[1-3]。本文在對(duì)振動(dòng)篩振動(dòng)特性測(cè)試的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的減振方案。

1 工程概況

本文所研究振動(dòng)篩的各類設(shè)備及其相關(guān)參數(shù)如表1 所示。

表1 振動(dòng)篩設(shè)備名稱及相關(guān)參數(shù)

在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，上述表中的振動(dòng)篩均在同一平面上安裝，在前期由于振動(dòng)嚴(yán)重已經(jīng)對(duì)該平面平臺(tái)進(jìn)行了加固。隨著振動(dòng)篩數(shù)量的增加，而且振動(dòng)篩工作強(qiáng)度的增加，其對(duì)平面所造成的振動(dòng)越發(fā)的嚴(yán)重。因此，急需對(duì)振動(dòng)篩的振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試，采取措施減小每臺(tái)振動(dòng)篩的振動(dòng)強(qiáng)度，從而整體上達(dá)到減振的目的，提升生產(chǎn)的安全性。

2 振動(dòng)篩振動(dòng)特性測(cè)試

本節(jié)將設(shè)計(jì)振動(dòng)測(cè)試方案對(duì)振動(dòng)篩的振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)試，為后續(xù)制定可行有效的減振方案奠定基礎(chǔ)。

2.1 振動(dòng)篩振動(dòng)測(cè)試程序

通過對(duì)振動(dòng)篩振動(dòng)特性的測(cè)試，對(duì)振動(dòng)的峰值、峰值速度以及振動(dòng)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，發(fā)現(xiàn)其中導(dǎo)致振動(dòng)篩振動(dòng)現(xiàn)象嚴(yán)重的薄弱環(huán)節(jié)及其存在的問題。為了保證振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，振動(dòng)測(cè)試需要選擇合理的測(cè)試位置，一般布置在設(shè)備的主要振動(dòng)構(gòu)件等剛度較小的位置；在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)應(yīng)均勻布置垂直傳感器、水平橫向傳感器以及水平縱向傳感器，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的全面；保證各個(gè)傳感器、信號(hào)線以及電源等連接準(zhǔn)確[4-5]。

2.2 振動(dòng)測(cè)試方案

本次振動(dòng)測(cè)試采用型號(hào)為941B 的電動(dòng)式傳感器對(duì)振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并采用INV-6032T 型信號(hào)處理分析系統(tǒng)對(duì)所采集到的信號(hào)進(jìn)行處理。將傳感器均勻布置于待測(cè)位置后對(duì)正常生產(chǎn)工況、空載運(yùn)行工況以及設(shè)備停機(jī)工況三種狀態(tài)下振動(dòng)特性分別進(jìn)行測(cè)試。各個(gè)工況下測(cè)試的目的如下：

1）正常生產(chǎn)工況測(cè)試主要是掌握生產(chǎn)條件下振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)部件的振動(dòng)響應(yīng)特性。

2）空載運(yùn)行工況測(cè)試主要是掌握振動(dòng)篩振動(dòng)參數(shù)及其周圍梁板的動(dòng)力響應(yīng)特性。

2.3 振動(dòng)測(cè)試結(jié)果分析

2.3.1 正常生產(chǎn)工況測(cè)試結(jié)果

在正常生產(chǎn)工況下，總共對(duì)現(xiàn)象115 個(gè)點(diǎn)（包括水平橫縱向和垂直三個(gè)方向）的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，重點(diǎn)關(guān)注115 個(gè)測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度以及振動(dòng)速度等參數(shù)。測(cè)試結(jié)果如表2 所示。

表2 正常生產(chǎn)工況振動(dòng)特性測(cè)試結(jié)果

整體上講，在實(shí)際工況生產(chǎn)中，現(xiàn)場(chǎng)中所布置的多臺(tái)振動(dòng)篩在其所在平臺(tái)上出現(xiàn)較為嚴(yán)重的共振頻率。其中，平臺(tái)的自振頻率范圍為14.55～17.79 Hz，而設(shè)備的振動(dòng)而造成的激勵(lì)頻率范圍為15.45～16.15 Hz。因此，在正常生產(chǎn)工況中應(yīng)重點(diǎn)解決多臺(tái)振動(dòng)篩而導(dǎo)致的共振現(xiàn)象問題。

2.3.2 設(shè)備空載工況測(cè)試結(jié)果

在振動(dòng)篩處于空載運(yùn)行工況下，振動(dòng)篩前后支座的振動(dòng)速度、加速度以及位移等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試；同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)布置傳感器對(duì)振動(dòng)篩在空載工況下對(duì)平臺(tái)激勵(lì)振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下：

2 號(hào)精煤脫介篩、底流脫介篩可穩(wěn)定運(yùn)行工作；而1 號(hào)精煤脫介篩、矸石脫介篩的工作性能較差，主要原因是這兩個(gè)振動(dòng)篩前后支座對(duì)設(shè)備的支撐不均勻，表現(xiàn)為振動(dòng)篩前后支座的振動(dòng)加速度差異明顯。同時(shí)，高頻振動(dòng)脫水篩前端梁板的振動(dòng)幅度已經(jīng)超出10 mm/s 的標(biāo)準(zhǔn)限值。

因此，需要重點(diǎn)對(duì)1 號(hào)精煤脫介篩、矸石脫介篩以及高頻振動(dòng)脫水篩的振動(dòng)劇烈情況進(jìn)行分析。

3 減振方案及效果評(píng)估

本節(jié)將根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果并結(jié)合相關(guān)理論制定相應(yīng)的減振方案，并對(duì)減振效果進(jìn)行評(píng)估。

3.1 振動(dòng)篩減振方案設(shè)計(jì)

工程中常見的減振方案包括消振、吸振、隔振以及阻尼減振等。為了保證振動(dòng)篩的篩分效果，不能夠通過改變其振動(dòng)頻率的方式進(jìn)行減振。因此，本工程將主要通過提升設(shè)備以及平臺(tái)本身的結(jié)構(gòu)剛度，解決設(shè)備與平臺(tái)共振現(xiàn)象嚴(yán)重的問題；通過減小振動(dòng)能量傳遞的方案，減緩振動(dòng)現(xiàn)象。在上述總減振思路的引導(dǎo)下，提出如下減振方案。

3.1.1 提升振動(dòng)響應(yīng)明顯構(gòu)件的結(jié)構(gòu)剛度

在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)篩所安裝平臺(tái)次梁的跨度較大，其在正常生產(chǎn)工況中的振動(dòng)響應(yīng)相對(duì)明顯。因此，在平臺(tái)次梁的中間位置安裝鋼梁肋以提升平臺(tái)的整體剛度。

3.1.2 隔振方案的實(shí)施

在振動(dòng)篩支撐平臺(tái)原混凝土梁的基礎(chǔ)上增加鋼框架梁頂，并采用螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，達(dá)到減小垂直方向振動(dòng)幅度的目的；在振動(dòng)篩的設(shè)備房?jī)?nèi)增加鋼框架柱，達(dá)到減小振動(dòng)篩振動(dòng)所引發(fā)的水平振動(dòng)幅值的目的。

3.2 振動(dòng)篩減振效果評(píng)估

將上述減振方案在振動(dòng)篩工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)施后，同樣對(duì)其在正常生產(chǎn)工況和設(shè)備空載運(yùn)行工況下的振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試。以振動(dòng)速度為判定標(biāo)準(zhǔn)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可知：振動(dòng)篩在生產(chǎn)中所引起的振動(dòng)速度最大不得超過8 mm/s。加固后對(duì)所在平臺(tái)的振動(dòng)速度進(jìn)行測(cè)試，兩種工況下的最大振動(dòng)速度如表3 所示。

表3 加固后振動(dòng)篩引起振動(dòng)的最大速度幅值

由表3 可知，對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行加固后其所引發(fā)的振動(dòng)速度最大幅值均不超過8 mm/s，說明所設(shè)計(jì)的減振方案有效。

4 結(jié)語

振動(dòng)篩為選煤廠生產(chǎn)中的關(guān)鍵篩分設(shè)備，在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同的篩分需求所配套的振動(dòng)篩的種類和數(shù)量均較多，各個(gè)設(shè)備振動(dòng)所引發(fā)的廠房出現(xiàn)較為嚴(yán)重的振動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)最終的篩分效果，對(duì)生產(chǎn)的安全性均造成影響。為此，本文通過測(cè)試掌握振動(dòng)篩所引發(fā)的振動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，尋找薄弱環(huán)節(jié)通過消振和隔振兩個(gè)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)篩的減振目的。實(shí)踐表明：對(duì)振動(dòng)篩實(shí)施減振方案后，設(shè)備在正常生產(chǎn)和空載運(yùn)行工況下所引發(fā)的最大振動(dòng)速度均小于標(biāo)準(zhǔn)值8 mm/s，達(dá)到了預(yù)期的減振效果。