劉利波，李金山，喬治忠，徐仁鋒，柳 驍

(神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

彈性桿篩板在黑岱溝選煤廠的應(yīng)用效果分析

劉利波，李金山，喬治忠，徐仁鋒，柳 驍

(神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

為適應(yīng)當(dāng)前的煤炭市場(chǎng)變化，優(yōu)化商品煤結(jié)構(gòu)，黑岱溝選煤廠引進(jìn)了彈性桿篩板；根據(jù)工藝需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，并采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的彈性桿篩板進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：彈性桿篩板的使用對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)幾乎沒有負(fù)面影響，而其能夠有效提高準(zhǔn)2商品煤的產(chǎn)量。在目前的煤炭市場(chǎng)形勢(shì)下，準(zhǔn)2商品煤的銷售空間更大，且價(jià)格下降幅度較小，對(duì)于提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有較明顯的積極作用。

彈性桿篩板；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；發(fā)熱量；原煤篩分

神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司黑岱溝露天煤礦選煤廠(以下簡(jiǎn)稱“黑岱溝選煤廠”)是一座設(shè)計(jì)能力為30 Mt/a的特大型動(dòng)力煤選煤廠，入選原煤來自黑岱溝露天煤礦。該選煤廠于1996年建成跳汰洗選系統(tǒng)，設(shè)計(jì)能力為12 Mt/a，設(shè)計(jì)工藝為100～13 mm粒級(jí)塊煤由跳汰機(jī)分選、煤泥由壓濾機(jī)脫水的聯(lián)合工藝，其中末煤不入選；為滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，于2005年增設(shè)一套洗選能力為8 Mt/a的淺槽重介分選系統(tǒng)(甲生產(chǎn)系統(tǒng))，洗選工藝為200～13 mm粒級(jí)塊煤由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、煤泥由壓濾機(jī)脫水的聯(lián)合工藝，末煤也不入選；2014年進(jìn)行擴(kuò)能改造時(shí)，增設(shè)一套處理能力為10 Mt/a的淺槽重介分選系統(tǒng)(乙生產(chǎn)系統(tǒng))，采用150～13 mm粒級(jí)塊煤由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、煤泥由壓濾機(jī)脫水的聯(lián)合工藝，末煤同樣不入選。主導(dǎo)產(chǎn)品為準(zhǔn)2(發(fā)熱量為20.50 MJ/kg)、準(zhǔn)4(發(fā)熱量為18.83 MJ/kg)、準(zhǔn)5(發(fā)熱量為17.99 MJ/kg)、準(zhǔn)6(發(fā)熱量為16.74 MJ/kg)四種產(chǎn)品，作為電煤銷往各大電廠。

在目前國(guó)家經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)和煤炭市場(chǎng)供大于求的情況下，用戶對(duì)煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。根據(jù)環(huán)渤海動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)和神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司的煤炭銷售情況來看，發(fā)熱量高的商品煤銷售空間較大，且價(jià)格降幅較小。由此來看，在這種嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)下，只有提高商品煤發(fā)熱量，才能更好的適應(yīng)市場(chǎng)變化[1]。對(duì)準(zhǔn)格爾地區(qū)煤炭特點(diǎn)和選煤廠近些年的生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)研表明，提高原煤入選比例對(duì)于提升商品煤發(fā)熱量具有積極影響[2]。黑岱溝選煤廠的振動(dòng)篩主要用于原煤篩分，原設(shè)計(jì)采用沖孔篩板，篩孔尺寸為13 mm，篩分效果不是很理想，且篩孔較易堵塞。在對(duì)目前的篩分技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上[3]，引進(jìn)彈性桿篩板，該篩板的篩孔不易堵塞，且原煤以13 mm篩分時(shí)效果較好；將其篩孔尺寸適當(dāng)縮小后用于原煤篩分[4]，不但能夠降低分級(jí)粒度下限，提高原煤入選比例，而且投資成本較小，使用效果良好。

1 彈性桿篩板

1.1 結(jié)構(gòu)與工作原理

彈性桿篩板(圖1)分為普通型和自承重型兩種，其結(jié)構(gòu)基本相同，主要由板框、彈性桿、壓條等組成。板框是將鋼板剪切、鉆孔，并通過焊接加固而成的；壓條的其中一根直接焊接在板框一側(cè)，另外一根通過螺栓固定在板框的另一側(cè)，以便于更換彈性桿；彈性桿由不同直徑的優(yōu)質(zhì)彈性圓鋼加工而成，其被置于板框的圓孔內(nèi)，并通過壓條固定。

圖1 彈性桿篩板結(jié)構(gòu)示意圖

由于自身結(jié)構(gòu)和所選材料的特點(diǎn)，工作時(shí)在激振力作用下，彈性桿篩板與篩機(jī)一起振動(dòng)，彈性桿不但可以上下振動(dòng)，而且能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。彈性桿間的這種上下振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，在無物料通過時(shí)彼此相互獨(dú)立，而有物料通過時(shí)相互影響，從而形成多自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)與激振力大小、篩板布置方向、篩板傾角、彈性桿直徑等因素相關(guān)，其運(yùn)動(dòng)特性決定物料到達(dá)篩板后，篩板的松散作用和自清理能力均增強(qiáng)，且物料運(yùn)動(dòng)速度得到提高，從而使篩機(jī)的篩分效率和處理能力均提高。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

彈性桿篩板的主要技術(shù)特點(diǎn)如下:

(1)彈性桿的復(fù)合振動(dòng)使篩板自清理能力強(qiáng)，篩縫不易被堵塞，能夠有效解決10 mm粘濕原煤的深度篩分問題；

(2)對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，可替換原沖孔篩板安裝在普通篩機(jī)上；篩分效率高，一般情況下篩分效率在90%以上；

(3)彈性桿由優(yōu)質(zhì)高碳合金鋼材熱處理加工而成，剛性較大，變形較??；投資成本小，價(jià)格僅為普通篩板的一半。

1.3 技術(shù)參數(shù)

為了了解彈性桿篩板的使用效果[5]，在甲生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)篩板技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了兩次優(yōu)化；為進(jìn)一步驗(yàn)證其實(shí)用性和篩分效果，在乙生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)試驗(yàn)，并對(duì)其技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化[6]。在工業(yè)性試驗(yàn)中，優(yōu)化后的彈性桿篩板篩分效果均較好。排除煤質(zhì)變化和工藝系統(tǒng)的影響，多次工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明：采用彈性桿篩板以10 mm對(duì)原煤進(jìn)行篩分時(shí)，篩分效果較好，可將該粒度作為分級(jí)粒度下限[7]。黑岱溝選煤廠的彈性桿篩板主要技術(shù)參數(shù)如下：

參數(shù)

數(shù)值

篩孔尺寸/mm

10

彈性桿直徑/mm

8

篩桿活動(dòng)余量/mm

2

篩桿軸向活動(dòng)余量/mm

5

篩板傾角/(°)

0

篩縫布置方向

順煤流

篩板厚度/mm

50

2 彈性桿篩板的應(yīng)用

2.1 分級(jí)入選對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響

在彈性桿篩板投入使用前，甲乙兩套生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力均為1 000 t/h，更換篩板后二者的生產(chǎn)能力也能達(dá)到1 000 t/h，且配套系統(tǒng)運(yùn)行正常，生產(chǎn)效率沒有下降。在使用彈性桿篩板后，甲生產(chǎn)系統(tǒng)煤泥量增加了0.30～0.70個(gè)百分點(diǎn)，增幅較大，加壓過濾機(jī)的生產(chǎn)能力基本可以滿足生產(chǎn)要求，循環(huán)水濃度有所增加；乙生產(chǎn)系統(tǒng)煤泥量增加了1.50個(gè)百分點(diǎn)左右，增幅也較大，煤泥水處理系統(tǒng)接近滿負(fù)荷，但能夠滿足生產(chǎn)需要[8]。

2.2 甲生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤結(jié)構(gòu)變化

為了更合理的反映實(shí)際生產(chǎn)情況[9]，在保證入選原煤灰分和數(shù)量、準(zhǔn)6商品煤產(chǎn)量基本不變的條件下，根據(jù)2015年的劣質(zhì)煤灰分對(duì)商品煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。采用彈性桿篩板分別以10、13 mm對(duì)原煤進(jìn)行分級(jí)，不同分級(jí)粒度時(shí)甲生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤[10]結(jié)構(gòu)變化情況如表1所示。

表1 甲生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤結(jié)構(gòu)變化情況

由表1可知：與以13 mm為篩分粒度進(jìn)行分級(jí)入選相比，以10 mm為篩分粒度進(jìn)行分級(jí)入選時(shí)，準(zhǔn)2商品煤產(chǎn)率增加10.81個(gè)百分點(diǎn)，準(zhǔn)5商品煤產(chǎn)率下降11.61個(gè)百分點(diǎn)。在準(zhǔn)6商品煤產(chǎn)量不變的情況下，準(zhǔn)2商品煤產(chǎn)量增加而準(zhǔn)5商品煤產(chǎn)量減少，這樣更能提升產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性。

2.3 乙生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤結(jié)構(gòu)變化

在彈性桿篩板投入使用后，不同分級(jí)粒度時(shí)乙生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤結(jié)構(gòu)變化情況如表2所示。由表2可知：在準(zhǔn)6商品煤產(chǎn)量基本不變的情況下，以10 mm作為篩分粒度分級(jí)入選時(shí)，準(zhǔn)2商品煤產(chǎn)率增加7.59個(gè)百分點(diǎn)，而準(zhǔn)5商品煤產(chǎn)率下降7.67個(gè)百分點(diǎn)。在目前的煤炭市場(chǎng)形勢(shì)下，準(zhǔn)2商品煤的銷售空間更大，且價(jià)格下降幅度較小，對(duì)于提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的作用更明顯。

表2 乙生產(chǎn)系統(tǒng)商品煤結(jié)構(gòu)變化情況

3 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

3.1 成本核算

在工業(yè)性試驗(yàn)期間，總共使用篩板492塊，篩板的采購(gòu)成本為442 800元。采用篩孔10 mm的彈性桿篩板后，產(chǎn)品綜合回收率由74.92%降至72.19%，折算后每噸原煤的材料成本增加0.13元；排矸率由25.08%增至27.81%，折算后每噸原煤的生產(chǎn)成本增加0.15元。

以甲生產(chǎn)系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用篩孔10 mm的彈性桿篩板后，每噸原煤的電耗增加0.11 kW·h、水耗增加0.002 m3、介耗增加0.07 kg，折算后每噸原煤生產(chǎn)成本增加0.107元。對(duì)甲生產(chǎn)系統(tǒng)來說，工業(yè)性試驗(yàn)期間每噸原煤生產(chǎn)成本增加了0.387元，該數(shù)據(jù)可作為預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)效益時(shí)的參考。

3.2 銷售收入預(yù)測(cè)

(1)依據(jù)2015年6月的煤炭產(chǎn)品銷售價(jià)格(車板價(jià))，對(duì)采用彈性桿篩板的甲生產(chǎn)系統(tǒng)銷售收入進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果如表3所示。

表3 甲生產(chǎn)系統(tǒng)銷售收入預(yù)測(cè)結(jié)果

由表3可知：與分級(jí)粒度13 mm的銷售收入相比，分級(jí)粒度10 mm的銷售收入高475.90萬元；扣除增加的原煤生產(chǎn)成本279.38萬元，銷售收入可提升196.52萬元，經(jīng)濟(jì)效益較明顯。

(2)采用相同的銷售價(jià)格，對(duì)采用彈性桿篩板的乙生產(chǎn)系統(tǒng)銷售收入進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果如表4所示。由于試驗(yàn)時(shí)間較短，乙生產(chǎn)系統(tǒng)的成本無法準(zhǔn)確評(píng)估，故預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)效益時(shí)采用甲生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

由表4可知：與分級(jí)粒度13 mm的銷售收入相比，分級(jí)粒度10 mm的銷售收入高1 023.70萬元；扣除增加的原煤生產(chǎn)成本336.88萬元，銷售收入可增加686.82萬元，經(jīng)濟(jì)成效顯著。

表4 乙生產(chǎn)系統(tǒng)銷售收入預(yù)測(cè)結(jié)果

4 結(jié)語

彈性桿篩板在黑岱溝選煤廠的應(yīng)用說明，其可以有效降低原煤的分級(jí)粒度下限，提高商品煤發(fā)熱量，但提高幅度有限。對(duì)于彈性桿篩板來說，10 mm已是分級(jí)粒度極限，要想進(jìn)一步降低原煤的分級(jí)粒度下限，需要考慮其他高效深度分級(jí)設(shè)備。在確定原煤最佳分級(jí)粒度下限時(shí)，首先要考慮市場(chǎng)需求，以生產(chǎn)出適銷對(duì)路的商品煤；其次要考慮經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合市場(chǎng)需求和價(jià)格，找出經(jīng)濟(jì)效益最大的生產(chǎn)方式。

對(duì)于早期建設(shè)的選煤廠，在煤質(zhì)變化較小時(shí)，可以采用彈性桿篩板對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行改造，以降低原煤分級(jí)粒度下限；相對(duì)其他篩分設(shè)備來說，其改造難度小，投入少，風(fēng)險(xiǎn)低。

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Application of the elastic-rod screenplate at Heidaigou coal preparation plant and analysis of its operating performace

LIU Li-bo, LI Jin-shan, QIAO Zhi-zhong, XU Ren-feng, LIU Xiao

(Shenhua Group Zhungeer Energy Co., Ltd., Coal Cleaning Plant, Erdos, Inner Mongolia 010300, China)

In order to adapt to the change of the current coal market and optimize the structure of the commercial coal, technical upgrading work was made on a kind of elastic-rod screenplate previously used with an aim to optimizing its structure for suiting to the needs of the cleaning process. Result of industrial test made with the structurally optimized screenplate indicates that no negative effect can be observed following the use of the screenplate. Contrarily, the output of the plant's Zhun 2#saleable coal is noticeably increased. This produces an obviously positive effect for the improvement of the plant's economic performance due to the fact that, under the current market situation, Zhun 2#coal product can find a larger marketing space and can be sold at less reduced price.

1001-3571(2016)01-0051-04

TD941+.3

B

Keywordselastic-rod screenplate; product mix; calorific value; raw coal screening

2016-02-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.013

劉利波(1985—)，男，內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市人，工程師，從事選煤廠生產(chǎn)管理方面的工作。

E-mail:290082469@qq.com Tel: 0477-4311433