(中國水利水電第九工程局有限公司,貴陽,550081)
傳統(tǒng)的高頻篩作為制砂系統(tǒng)的主要設備,目前國內(nèi)市場高頻篩主要存在兩種來源:一是依靠國外生產(chǎn)廠家愛斯太克公司生產(chǎn)的PEP2618V系列高頻篩;二是依靠國內(nèi)生產(chǎn)的高頻篩?,F(xiàn)階段無論采用那種高頻篩進行制砂均無防塵、調(diào)頻的功能。
目前制砂工藝一般為干法制砂、濕法制砂。當采用干法制砂時,由于傳統(tǒng)高頻篩均未進行篩面封閉,在進行生產(chǎn)時極易產(chǎn)生揚塵,完全達不到環(huán)保要求;當采用濕法生產(chǎn)時,雖控制了干法生產(chǎn)揚塵問題,但是后續(xù)需要增加細砂回收及污水處理成本等問題,其經(jīng)濟效益欠佳。
隨著我公司在氣力分級調(diào)控石粉含量技術方面的日益完善,干法制砂技術必然是最佳選擇。因此,在大量高頻篩投入使用的情況下,急需解決干法篩分帶來的揚塵問題。
國外目前技術成熟的高頻篩廠家只有愛斯太克公司生產(chǎn)的PEP2618V系列高頻篩,目前正廣泛應用到人工制砂領域,但是在維修過程中對廠商過渡依賴,維修模式單一,用戶選擇余地小,維修費用昂貴,零配件短缺等。
國內(nèi)目前只有南昌礦山機械有限公司生產(chǎn)HFS系列液壓高頻篩,適用于人工制砂的干法篩分但無防塵效果,該設備采用0~5000RPM原裝進口液壓馬達,頻率可以通過液壓油流量調(diào)節(jié)。國內(nèi)另一種高頻篩為振動電機驅(qū)動的高頻直線振動篩,主要有GPS系列、ZSF系列及DZSF系列。高頻直線振動篩轉(zhuǎn)速可達到1500r/min或3000r/min,這種類型高頻篩無法滿足實際生產(chǎn)需求。
高頻篩工作過程中,物料在膠帶機運行慣性拋送及重力作用下進入分料盤布料,然后進入高頻篩篩分后,進入溜槽,最后通過膠帶機送走。這一過程中物料的運動帶動氣流運動,細微粉塵隨氣流向流動就形成揚塵。如果沒有外來氣流的作用,則細微顆粒在重力的作用下將在一定的時間墜落,故揚塵擴散空間就會得到有效控制。可見,造成高頻篩揚塵擴散面積的主要因素是外來氣流的作用,故對高頻篩進行封閉,就能有效控制粉塵的擴散范圍。只要把粉塵控制在不影響人員、電氣設備的區(qū)域,便可達到粉塵控制的環(huán)保要求。因此,只要對膠帶下料口及高頻篩面、篩底做有效密封,降低物料在篩分過程中的活塞效應,就能有效控制揚塵。上述措施必須充分考慮設備運行觀察及檢修方便性。
以西藏某水電站砂石系統(tǒng)為例,當?shù)靥幱诟吆0螎{谷地帶,氣候干燥而且長年處于強風狀況,而且生產(chǎn)的是碾壓砂,采用濕法篩分時脫水時間較長,而狹窄的場地不能布置大容量料倉。為解決高頻篩干法篩分的揚塵問題,故在系統(tǒng)建安時就充分考慮了高頻篩干法篩分的粉塵控制,采用的措施為封閉措施,而且設計密封罩時,充分考慮了設備運行、檢修的方便性和物料在篩分流動過程中的活塞效應,對高頻篩的防塵罩,下料梭槽的角度,結構形式進行設計改進,增加空氣在篩腔內(nèi)的流動時間,降低氣流速度,使粉塵充分沉淀,實現(xiàn)防降塵目標。
圖1 高頻篩防塵罩
隨著科技的進步,高速電機發(fā)展也日新月異,目前MVE系列高頻振動電機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)可以高達6000r/min,而振動電機的振幅調(diào)整主要依靠調(diào)整偏心塊的偏心距。因此,利用高速電機研制附壁式振動電機,已經(jīng)可以達到液壓轉(zhuǎn)子高頻低幅振動的要求。而且電機的采購成本相對于液壓振動器低很多,國內(nèi)也有成熟產(chǎn)品。故可克服液壓高頻振動篩動力裝置采購成本高、周期長的缺點。
目前國內(nèi)已經(jīng)有高速電機的變頻器,高速電機變頻器能實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速在0~6000r/min的無極調(diào)速,較液壓驅(qū)動裝置0~5000r/min的無級調(diào)速,調(diào)速空間更大,更容易找到合適頻率來獲得最佳的物料分級頻率。
篩分設備處理能力及篩分性能主要取決于篩分面積、篩網(wǎng)孔徑、振幅和頻率4個因素,而高頻篩的振幅和頻率均取決于振子的性能,而振子的組合數(shù)量與篩分面積成正比關系。因此,只要找到它們之間的函數(shù)關系,就可以實現(xiàn)篩分面積選擇的多元化。故能根據(jù)砂石系統(tǒng)工藝特點和設備特性選擇合適篩分面積,實現(xiàn)高頻篩篩分集中化布置,便于粉塵控制及砂石系統(tǒng)的布置,而篩分面積的改變必然導致篩箱結構的變化。
以西藏某水電站砂石系統(tǒng)為例,運行過程中為解決高頻篩運行保障性和檢修經(jīng)濟性,在該系統(tǒng)使用的6臺高頻篩里選取了其中3臺,對其動力裝置進行對比試驗:3#高頻篩采用原裝液壓振子、5#-2高頻篩采用附壁式振動電機(3000r/min)、4#高頻篩采用可調(diào)頻高轉(zhuǎn)速附壁式振動電機(3臺篩分機篩分面積相同)。
經(jīng)初步對比試驗,三臺篩分性能檢測見表1。
表1不同動力裝置的高頻篩篩分性能試驗對比
設備編號3#高頻篩(液壓驅(qū)動)4#高頻篩(普通振動電機)5#-2高頻篩(MVE系列振動電機)篩面傾角38°38°38°處理量(t/h)396.4352217.9含水率(%)0.92.22.5進料含砂率(%)63.1558.2778.8出混合料含砂(%)33.539.5652.1制砂能力(t/h)109.8172.1147.1篩分效率≤5mm(%)67.0053.1670.72
分析說明:3#高頻篩為液壓驅(qū)動、5#-2高頻篩為振動電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)速3000r/min)、4#高頻篩為變頻控制振動電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)速4200r/min)。
篩分效率與料源及料源含水率有直接關系,3#高頻篩采用液壓驅(qū)動,料源為3#立軸破碎機制砂,進料(含砂率63.15%,料源含水率為0.9%),篩分效率為67%;4#高頻篩采用變頻器控制,電動機頻率為70Hz,轉(zhuǎn)速4200r/min,料源為4#立軸破碎機制砂,進料(含砂率58.27%,料源含水率為2.2%),篩分效率為53.16%,考慮篩分過程中含水率較高,所以篩分效率略小于3#高頻篩;5#-2高頻篩采用附壁式電機驅(qū)動,轉(zhuǎn)速為3000r/min,料源為A14膠帶機返回料,料源較好,在含水率較大的情況下,篩分效率大于3#高頻篩。
綜上所述,采用振動電機驅(qū)動的高頻篩在忽略料源含水率的情況下,篩分效率滿足設計要求,篩分性能和液壓振子驅(qū)動的高頻篩相當,甚至超過液壓振子驅(qū)動的高頻篩。
HTG系列高頻篩可根據(jù)用戶需求進行篩分箱體設計,并進行激振力與產(chǎn)能試驗、螺栓連接扭矩測定、振動橫梁材質(zhì)選型、高頻篩內(nèi)力計算等確定高頻篩。HTG系列高頻篩裝配效果如圖2所示。
圖2 HTG系列高頻篩效果圖
HTG高頻篩設備編號的內(nèi)涵:
HTG系列高頻篩存在以下優(yōu)點:環(huán)保節(jié)能、高篩分效率、運行成本低廉等。可確保干法制砂滿足環(huán)保及職業(yè)健康要求,同時提高高頻篩檢修配件的保障率,降低運行及維修成本。填補國內(nèi)空白,降低高頻篩的新置成本。