廖海林
(重慶南桐礦業(yè)公司選煤廠,重慶 400802)
南桐礦業(yè)公司選煤廠主要由原南桐選煤廠和原干壩子洗選廠于2014年底合并而成,現(xiàn)分別設(shè)置成干壩子廠區(qū)和南桐廠區(qū)。南桐廠區(qū)(原南桐選煤廠)始建于1938年,建廠以來實施過多次技術(shù)改造,目前洗選能力為1.50 Mt/a;原煤以不脫泥方式入選,主選工藝為末煤由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主再選、粗煤泥由重介質(zhì)旋流器分選、細煤泥浮選的聯(lián)合工藝。主導(dǎo)產(chǎn)品為冶煉精煤,主要供給重鋼等單位。2015年底南桐礦業(yè)公司選煤廠實施生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化和自動化改造工程,根據(jù)南桐廠區(qū)入廠原煤煤質(zhì)變化情況,對原煤處理系統(tǒng)進行優(yōu)化,增加跳汰預(yù)排矸系統(tǒng)。本著“降低投資、利舊設(shè)備”的原則,在對優(yōu)化方案充分論證的基礎(chǔ)上,決定將干壩子廠區(qū)閑置的YTG-3跳汰機及其配套設(shè)備作為南桐廠區(qū)原煤預(yù)排矸系統(tǒng)。
YTG-3跳汰機是用于排除原煤中13~200 mm或25~200 mm矸石的全自動跳汰機,其在南桐廠區(qū)運行初期,由于原煤煤質(zhì)的原因,一直不能正常運行。在對其改造后,跳汰機“水土不服”的問題得到解決,且工藝性能完全滿足要求。
YTG-3跳汰機(圖1)主要由機體部分、風(fēng)閥系統(tǒng)、排料裝置、浮標(biāo)裝置等組成,其中風(fēng)閥系統(tǒng)選用數(shù)控氣動風(fēng)閥裝置,通過兩閥的交替動作控制洗水脈動;排料裝置采用數(shù)控自動排料方式,用于排出機體內(nèi)的不同物料;浮標(biāo)裝置用于檢測物料的床層厚度,并將檢測結(jié)果傳給控制柜。
原煤給入跳汰機后,在篩板上形成床層;壓縮空氣通過風(fēng)閥周期性地進入空氣室,并通過空氣室排出。在空氣壓力作用下,在水流周期性地通過篩孔上升時,不同顆粒隨之升起,低密度、細粒度的顆??焖偕仙?;當(dāng)上升流流速度很小,水流開始向下運動時,各種顆粒在干擾狀態(tài)下沉降。高密度、粗粒度的顆粒優(yōu)先下沉,密度和粒度居中的顆粒次之,最后是低密度、細粒度的顆粒。此時,物料分層過程完成,矸石和中煤分別通過矸石段和中煤段的排料閘門(排料輪)、排料通道排到機體下部,并分別與透篩的細顆粒矸石、中煤會合,再由斗式提升機排出,精煤通過溢流堰排出[1]。
圖1 YTG-3跳汰機結(jié)構(gòu)
YTG-3跳汰機的主要技術(shù)參數(shù)如下:
跳汰面積/m2
3
入料粒級/mm
13~200
處理能力/(t·h-1)
80~150
循環(huán)水量/(m3·h-1)
300
篩板傾角/(°)
15
篩孔直徑/mm
11
電機功率/kW
2.20
壓風(fēng)機壓力/MPa
1
鼓風(fēng)機壓力/MPa
0.03
氣缸工作壓力/MPa
0.4~0.6
(1)采用柔性空氣室代替篩下空氣室,可以有效節(jié)約能源,提高設(shè)備工藝效果和穩(wěn)定性。
(2)跳汰過程風(fēng)與水不接觸,排出的空氣為純凈空氣,不污染環(huán)境。
(3)采用擺動風(fēng)閥技術(shù),不但可以降低能耗,而且能使脈動水流獲得更強的爆發(fā)力,進而提高分選效果。
(4)基于電動鏈輪的排料裝置,可使排料更及時,進而有效避免矸石污染精煤。
南桐廠區(qū)的入選原煤來自南桐煤礦,在對兩個廠區(qū)的入選原煤對比后發(fā)現(xiàn),南桐廠區(qū)的原煤粒度組成滿足YTG-3跳汰機對入料的要求,其他工藝參數(shù)也符合要求。南桐廠區(qū)的入選原煤粒度組成見表1。
表1 南桐廠區(qū)的入選原煤粒度組成
由表1可知:入選原煤中>25 mm粒級物料的產(chǎn)率為15.79%,灰分為61.62%,硫含量為6.29%。這說明原煤采用跳汰機分選后,產(chǎn)品質(zhì)量可以滿足要求。
在將YTG-3跳汰機安裝完成后,調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn),跳汰機的排矸輪經(jīng)常被卡塞,設(shè)備分選效果不是很理想(表2)。因此,需要對跳汰機進行技術(shù)改造。
表2 YTG-3跳汰機調(diào)試期間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)Table 2 Performance of the YTG-3 jig recorded during its commissioning period %
對兩個廠區(qū)的入選原煤煤質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),南桐廠區(qū)的入選原煤中>25 mm粒級的產(chǎn)率高 8.93個百分點;此外,入選原煤中的不規(guī)則長方體較多,最長者達到230 mm,這是導(dǎo)致跳汰機排料輪經(jīng)常被卡塞的原因。
由于礦井生產(chǎn)工藝沒有調(diào)整,南桐廠區(qū)無法調(diào)整跳汰機的入料粒度。為此,探索性的采取降低設(shè)備處理量和更換大功率電機的措施,但是都不能徹底解決跳汰機排料輪被卡塞的問題。綜合考慮,在不破壞配重塊,且不影響固定掛鉤受力的情況下,結(jié)合入選原煤的實際情況,將活動掛板的長度縮短40 mm,即由原來的493 mm縮短到453 mm。在活動掛板的質(zhì)量減輕后,排料空間增加40 mm,排料輪被卡塞的問題得到徹底解決[2-3]。
在YTG-3跳汰機完成技術(shù)改造后,在運行正常的情況下,再次對其分選效果進行檢測。通過YTG-3跳汰機的入料(>25 mm粒級原煤)密度組成(表3)可知:當(dāng)分選密度為2.00 g/cm3時,浮物產(chǎn)率為31.57%,灰分為18.16%,硫含量為2.11%。
表3 跳汰機入料的密度組成Table 3 Density consist of the jig′s feed coal %
通過跳汰機的輕產(chǎn)物、重產(chǎn)物密度組成(表4、表5)可知:輕產(chǎn)物的灰分為28.71%,硫含量為3.25%;重產(chǎn)物的灰分為74.17%,硫含量為7.87%。
表4 跳汰機輕產(chǎn)物的密度組成Table 4 Density composition of the jig′s lighter product %
表5 跳汰機重產(chǎn)物的密度組成Table 5 Density composition of the jig′s heavier product %
結(jié)合表3、表4、表5數(shù)據(jù),采用格式法計算出的產(chǎn)品實際產(chǎn)率、產(chǎn)率偏差、重產(chǎn)物分配率數(shù)據(jù)見表6。
表6 產(chǎn)品產(chǎn)率、產(chǎn)率偏差及重產(chǎn)物分配率計算結(jié)果Table 6 Calculated yields and loss of yields of products and partition coefficient of heavier product %
通過計算結(jié)果可知Δ2=4.22,結(jié)合有關(guān)計算式計算跳汰機的分選精度,
式中:σ為均方差;n為計算時的密度級;k為與產(chǎn)品有關(guān)的參數(shù),兩產(chǎn)品時取k=0,三產(chǎn)品時取k=1。
在n=7、k=0的情況下,計算出的σ=0.84。根據(jù)σ值的檢驗標(biāo)準(zhǔn),主選時σ=1.40,重介再選時σ=0.80[4]。采用YTG-3跳汰機作為一段排矸設(shè)備時,σ符合有關(guān)要求,故表6數(shù)據(jù)有效。在表6數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪出沉物分配曲線(圖2),并計算跳汰機的工藝性能指標(biāo)(不完善度),以評價其工藝性能。
圖2 沉物分配曲線
由圖2可知:δ75=1.93 g/cm3,δ25=1.67 g/cm3,δ50=1.81 g/cm3,計算的I=0.16。由于跳汰機用于一段排矸,其工藝性能完全滿足生產(chǎn)要求。
根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,評定重選設(shè)備工藝性能的指標(biāo)包括三項,即可能偏差或不完善度、數(shù)量效率及總錯配物含量。由于跳汰機僅用于排矸,故未對數(shù)量效率和總錯配物含量進行測算。通過對YTG-3跳汰機的排料輪與活動掛板之間寬度的調(diào)整,結(jié)合其在干壩子廠區(qū)、南桐廠區(qū)的運行效果,該設(shè)備在兩個廠區(qū)的工藝性能指標(biāo)(不完善度)均為0.16,說明此次技術(shù)改造很成功。
參考文獻:
[1] 李賢國.跳汰選煤技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006:2,3,37.
[2] 孫玉堂,黃玉梅. 跳汰機的改造[J]. 選煤技術(shù),1990(3):51-53.
[3] 胡 剛,阮明武. 跳汰機洗選工藝的改造實踐與效益[J]. 煤炭加工與綜合利用,2002(1):4-5.
[4] 全國煤炭技工教材編審委員會.選煤廠技術(shù)檢查與質(zhì)量管理[D].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002:175.