成建軍

（山西省西山煤電集團(tuán)公司東曲選煤廠機(jī)電供應(yīng)管理科， 山西 古交 030200）

引言

煤炭的開采僅是煤炭利用的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于某些特定行業(yè)需要對(duì)綜采工作面的煤炭進(jìn)行精煤處理、洗煤等操作。對(duì)于洗煤工序而言，壓濾機(jī)為其關(guān)鍵設(shè)備，主要對(duì)煤泥料漿進(jìn)行脫水操作，從而得到可以利用的煤泥。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的壓濾系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一定的問題。經(jīng)分析，導(dǎo)致壓濾系統(tǒng)在應(yīng)用中出現(xiàn)問題的主要原因有其工藝流程不合理、壓濾系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)存在問題[1]。因此，可從以上三個(gè)方面對(duì)當(dāng)前壓濾系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文著重對(duì)壓濾系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 工程概況

本文以東曲選煤廠的壓濾系統(tǒng)為研究對(duì)象。東曲選煤廠的具體情況總結(jié)如下：入洗原煤屬極難選煤種，泥化程度高，煤泥含量大，浮選尾礦處理技術(shù)難度高。浮選精礦由快開壓濾機(jī)壓濾脫水后形成浮精產(chǎn)品，浮選尾礦經(jīng)801、802、807 一次濃縮機(jī)濃縮后，底流打入主洗車間通過濃縮旋流器+電磁振動(dòng)篩+高頻篩（或離心機(jī)）組成的尾煤回收系統(tǒng)回收為末中煤，與脫水后的重介系統(tǒng)中煤、TBS 系統(tǒng)尾礦形成中煤產(chǎn)品進(jìn)入地下中煤倉(cāng)，在地下運(yùn)煤通道與原煤摻配后供入電廠；一次濃縮機(jī)溢流由813、816 濃縮機(jī)二次濃縮，底流進(jìn)入煤泥水壓濾車間脫水后形成煤泥產(chǎn)品。東曲選煤廠壓濾系統(tǒng)的設(shè)備連接情況如圖1 所示。

2 選煤廠壓濾系統(tǒng)存在問題

圖1 東曲選煤廠設(shè)備連接示意圖

1）煤泥堆存、運(yùn)輸環(huán)節(jié)存在污染，制約生產(chǎn)。東曲選煤廠產(chǎn)生的煤泥在場(chǎng)地堆存，汽運(yùn)銷售，各環(huán)節(jié)均會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，兩級(jí)集團(tuán)公司就提高煤泥灰分及固體廢棄物處置提出了明確要求[2]。因選再選難度大，東曲選煤廠幾經(jīng)試驗(yàn)，無論采取何種工藝，均無法有效解決煤泥灰分提升空間有限、煤泥發(fā)熱量較高的問題，無法達(dá)到固體物廢棄處置要求。傳統(tǒng)的儲(chǔ)裝運(yùn)手段時(shí)常使該廠的生產(chǎn)組織處于被動(dòng)局面。

2）煤泥及末中煤產(chǎn)品水分較高。受傳統(tǒng)舊型壓濾機(jī)脫水能力限制和煤泥產(chǎn)品特性等因素的影響，東曲選煤廠煤泥產(chǎn)品水分為26.0%左右，在場(chǎng)地堆存高度低，占地面積大。雖經(jīng)多次工藝優(yōu)化，東曲選煤廠一次濃縮后的浮選尾礦經(jīng)濃縮旋流器+電磁高頻篩+高頻篩（或離心機(jī)）的脫水流程后，形成的末中煤產(chǎn)品水分仍高達(dá)23%～24%，受其影響東曲選煤廠中煤產(chǎn)品水分均值約12.5%，進(jìn)入地下中煤倉(cāng)后水分易在倉(cāng)底析出，不經(jīng)原煤混摻無法達(dá)到運(yùn)煤通道拉運(yùn)及電廠存儲(chǔ)使用要求[3]。

3）現(xiàn)用煤泥壓濾設(shè)備型號(hào)老舊，可靠性不足。東曲選煤廠煤泥產(chǎn)品由813、816 濃縮機(jī)底流經(jīng)泵打入現(xiàn)壓濾車間909、910、911、912 四臺(tái)壓濾機(jī)壓濾脫水后，由917 刮板、轉(zhuǎn)載皮帶運(yùn)輸至煤泥儲(chǔ)存場(chǎng)地。四臺(tái)壓濾機(jī)均為KX300/2000 型，過濾面積300 m2，濾室容積6 m3。因超期服役，主要結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)報(bào)廢性損壞，909、912 在本項(xiàng)目第一階段工程中更換為穿流式壓濾機(jī)。910、911 于2010 年投入使用，至今已使用9 年，電控及液壓系統(tǒng)老化嚴(yán)重，故障頻發(fā)。相關(guān)配件均已停產(chǎn)，如需采購(gòu)需定制化生產(chǎn)，費(fèi)用高昂。結(jié)合東曲選煤廠煤泥處理降水提效需求，909、911煤泥壓濾機(jī)已無法滿足當(dāng)前規(guī)劃。

4）末中煤回收粒級(jí)下限不足，無法實(shí)現(xiàn)清水洗煤?，F(xiàn)有尾礦回收工藝將>0.25 mm 顆粒作為末中煤回收，而大量<0.25 mm 顆粒通過電磁篩、高頻篩篩下水或離心液進(jìn)入二次濃縮機(jī)被作為煤泥回收而低價(jià)銷售。這部分煤泥灰分低、熱值高，完全符合中煤的質(zhì)量要求。原煤質(zhì)較差時(shí)，未及時(shí)回收的細(xì)煤泥極易造成洗水濃度偏高，可達(dá)40 g/L 左右。這些細(xì)泥在洗水系統(tǒng)中形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行[4]。

3 選煤廠壓濾系統(tǒng)及其工藝流程的改造

針對(duì)東曲選煤廠所存在的上述問題，將通過兩個(gè)步驟分別對(duì)壓濾系統(tǒng)的設(shè)備及其工藝流程進(jìn)行改造。第一步，將909、912 兩臺(tái)壓濾機(jī)更換為穿流壓濾機(jī)，配套壓濾機(jī)入料泵選型更換，對(duì)917 煤泥轉(zhuǎn)載刮板實(shí)施正反轉(zhuǎn)雙向改造，延伸329 皮帶機(jī)尾至6 號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)，安裝925 轉(zhuǎn)載皮帶用于連接917 刮板與329 皮帶。第二步，更換現(xiàn)壓濾系統(tǒng)中910、911 兩臺(tái)煤泥壓濾機(jī)及配套設(shè)施，建立新的末中煤壓濾回收系統(tǒng)，同步實(shí)現(xiàn)東曲選煤廠煤泥水系統(tǒng)智能化。

3.1 選煤廠壓濾系統(tǒng)的改造及效果分析

將當(dāng)前選煤廠所選用的912 壓濾機(jī)更換為景津公司的穿流式壓濾機(jī)，并對(duì)與穿流式壓濾相配套的入料泵、管路、溜槽、供水、供風(fēng)等設(shè)施以及一次濃縮機(jī)、二次濃縮機(jī)底流泵至壓濾車間供料管路等進(jìn)行改造[5]。

為了驗(yàn)證穿流式壓濾機(jī)的應(yīng)用效果，分別將穿流式壓濾機(jī)和912 壓濾機(jī)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果如表1 所示。

分析表1 可知，穿流式壓濾機(jī)產(chǎn)品水分低，對(duì)物料濃度及性質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，且處理能力有大幅提升，應(yīng)用于末中煤及煤泥脫水優(yōu)勢(shì)明顯。

3.2 選煤廠壓濾系統(tǒng)工藝流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)選煤廠穿流式壓濾機(jī)的工藝流程，對(duì)其尾煤回收系統(tǒng)和尾煤壓濾系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1）將尾煤回收系統(tǒng)改造為截粗系統(tǒng)。具體步驟如下：新增設(shè)一趟管路，將801、802 一次濃縮機(jī)底流直接泵入新建壓濾車間處理。807 濃縮機(jī)可兼作截粗緩沖池，其底流通過現(xiàn)有管路打入改造后的由濃縮旋流器+電磁篩+高頻篩（或離心機(jī)）組成的558、559、574 三套系統(tǒng)進(jìn)行截粗。濃縮旋流器溢流、電磁篩篩下水標(biāo)高較高，可通過管路自流至新建壓濾廠房；高頻篩篩下水標(biāo)高較低，且仍通過原有管路收集至主廠房離心液池，由原轉(zhuǎn)排泵打入801、802一次濃縮池處理。

表1 912 壓濾機(jī)和穿流式壓濾機(jī)的應(yīng)用效果對(duì)比

2）新建壓濾系統(tǒng)的工藝起點(diǎn)為801、802 一次濃縮機(jī)和813、816 二次濃縮機(jī)。兩級(jí)濃縮機(jī)底流由泵分別打入新建壓濾廠房及原壓濾車間廠房。在新建壓濾廠房，兩級(jí)濃縮機(jī)底流先進(jìn)入物料緩沖混合桶，由壓濾機(jī)入料泵供入穿流壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。濾液水經(jīng)濾液池收集后轉(zhuǎn)排至高壓循環(huán)水池供洗選系統(tǒng)使用。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的工藝流程如圖2 所示。

圖2 優(yōu)化設(shè)計(jì)后的工藝流程示意圖

4 結(jié)語

洗煤廠是對(duì)從工作面運(yùn)送出的煤炭進(jìn)行進(jìn)一步洗煤處理的場(chǎng)所，壓濾機(jī)作為洗煤廠的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)煤泥料漿的脫水，該設(shè)備的性能將直接決定最終獲得煤炭的質(zhì)量。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)實(shí)時(shí)對(duì)選煤設(shè)備及其工藝流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿足其生產(chǎn)功能的基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)能、高效生產(chǎn)的目的。