張新凡，趙 強(qiáng)，鄒 勇，向必正

(川煤華榮能源公司 石板選煤發(fā)電廠，四川 達(dá)州 635015)

1 概 述

石板選煤發(fā)電廠(簡稱“石板廠”)重介選煤生產(chǎn)線于2007年10月改造完成，入洗原煤能力設(shè)計為1.5 Mt/a。經(jīng)過幾年擴(kuò)能改造，目前處理能力已經(jīng)達(dá)到1.8 Mt/a。2009年對粗煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，用TBS粗煤泥分選機(jī)分選脫泥后的0.25～1 mm粗煤泥。選煤工藝為：原煤預(yù)先脫泥后，脫泥篩篩上大于1 mm原煤用雙供介無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.25～1 mm粗煤泥用TBS干擾床分選機(jī)分選，細(xì)粒煤泥采用直接浮選工藝，尾煤濃縮壓濾脫水。近年來因原煤質(zhì)量的變化和TBS使用年限較長，結(jié)構(gòu)老化，導(dǎo)致 TBS 分選機(jī)對粗煤泥的分選精度變差。盡管該廠在操作制度上，如水量、水壓、分選密度等做了大量工作，但分選效果仍然不理想，這表明 TBS 的設(shè)備性能已經(jīng)不能適應(yīng)目前的煤質(zhì)變化，需要對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和改造。

2 TBS分選機(jī)應(yīng)用中存在的問題

2.1 原煤煤質(zhì)變化

由于近年來各礦井下采煤機(jī)械化程度的提高，原煤煤質(zhì)變化較大。據(jù)統(tǒng)計，2020年各礦原煤合計灰分較2009年高出10.9%，而且煤泥灰分也增加到14.41%，說明2020年煤質(zhì)比2009年TBS投入使用時變差了很多。

2.2 TBS分選精度和效率分析

TBS入料小篩分試驗結(jié)果見表1。從表1可以看出，TBS入料中小于0.25 mm 級占比較大，灰分偏高，而大于0.25 mm級占比較小。

表1 TBS入料小篩分試驗結(jié)果

TBS溢流小篩分試驗結(jié)果見表2。從表2可以看出，TBS溢流中大于0.5 mm級產(chǎn)率為0，而0.25～0.5 mm級含量很低，只占5.41%。而TBS主要的分選粒度為0.25～1.5 mm，對小于0.25 mm粒級分選效果極差，因此大部分小于0.074 mm的高灰細(xì)泥隨頂水成為溢流，而大部分低灰粗顆粒損失在底流中。

表2 TBS溢流小篩分試驗結(jié)果

TBS底流小篩分試驗結(jié)果見表3。由表3可知，TBS底流中大于0.25 mm級占44.23%，底流灰分為50.28%，TBS入料灰分為42.79%，說明TBS分選精度低。

表3 TBS底流小篩分試驗結(jié)果

TBS底流大于0.25 mm級小浮沉試驗結(jié)果見表4。由表4可知，TBS底流大于0.25 mm中小于1.5 kg/L密度級精煤含量占23.33%，灰分為8.92%，說明TBS分選精度低，分選效果差，溢流和底流產(chǎn)品中錯配率較高，大量粗顆粒精煤損失在底流中，因此粗煤泥精煤的產(chǎn)率低。難以符合經(jīng)濟(jì)效益最大化原則。

表4 TBS大于0.25 mm底流小浮沉試驗綜合

3 改造方案

針對目前TBS設(shè)備老化、分選效率低等問題，經(jīng)過考察研究，決定采用分選精度和智能化程度更高的FBS粗煤泥分選機(jī)替換現(xiàn)有TBS粗煤泥分選機(jī)，以降低精煤和尾煤產(chǎn)品中的錯配率，從而提高精煤產(chǎn)率。

3.1 FBS粗煤泥分選機(jī)簡介

粗煤泥分選機(jī)是一種利用上升流在分選機(jī)內(nèi)產(chǎn)生紊流的干涉沉降分選設(shè)備。分選機(jī)內(nèi)的流態(tài)化床層為自生介質(zhì)床層，它可以利用物料密度的不同來分選物料。一定壓力和流速的上升流通過流體彌散板均勻地分布到分選機(jī)底部。固體物料進(jìn)入分選機(jī)后在上升流的作用下開始分層，粗顆粒高密度的物料可以透過自生流態(tài)化床層集中于分選機(jī)的底部，細(xì)顆粒和低密度物料則流向分選機(jī)槽體的上部。

隨著物料的連續(xù)給入，細(xì)而輕的物料不斷溢流至溢流槽，高密度的物料通過由PLC全自動控制的排料閥排出。密度計浸入到流態(tài)化床層中的相應(yīng)高度，對分選機(jī)內(nèi)的流態(tài)化床層的密度進(jìn)行在線監(jiān)測。當(dāng)床層的密度達(dá)到或超過設(shè)定值時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動作，并打開底流排料閥排料，直到床層密度降低至設(shè)定值，排料閥關(guān)小或關(guān)閉。通過PLC全自動控制系統(tǒng)控制排料閥的開啟度，使分選機(jī)內(nèi)流態(tài)化床層始終保持穩(wěn)定的設(shè)定密度。

與目前所用TBS粗煤泥分選機(jī)相比，F(xiàn)BS粗煤泥分選機(jī)具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

(1)FBS粗煤泥分選機(jī)配套第三代電液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有靈敏度更高、可靠性更強(qiáng)、防護(hù)等級更高的優(yōu)點；

(2)相對于TBS采用的三執(zhí)行器—三底流閥結(jié)構(gòu)，F(xiàn)BS進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，獨(dú)創(chuàng)性地研發(fā)出了單執(zhí)行機(jī)構(gòu)—單底流閥結(jié)構(gòu)，在保證分選精度和處理能力的前提下，徹底解決了傳統(tǒng)三執(zhí)行器—三底流閥結(jié)構(gòu)所存在的排料不同步、故障率高的缺點；

(3)FBS底流閥采用海王公司專利結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)底流閥而言，其優(yōu)點在于可保證底流閥在閥座內(nèi)做垂直直線運(yùn)動，不左右晃動，底流排料穩(wěn)定，不易堵塞，關(guān)閉時密封性能較好，且該專利底流閥規(guī)格可根據(jù)現(xiàn)場處理量、煤質(zhì)要求進(jìn)行調(diào)整；

(4)FBS入料井采用預(yù)沉降螺旋線進(jìn)料方式，可使來料有效地分散在筒體中，有利于分選效率的提高；

(5)FBS采用德國進(jìn)口的E+H高精度密度傳感器，具有安全系數(shù)高、防護(hù)等級高(IP68)、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、床層密度檢測精確(可精確至0.001 g/cm3)等優(yōu)點，可實現(xiàn)高精度的密度控制。

3.2 設(shè)備選型比較

主要設(shè)備選型原則：在滿足最大工藝的前提下，要最大限度降低投資，同時技術(shù)上兼顧先進(jìn)性，而且要運(yùn)行可靠。

表5 FBS系列設(shè)備技術(shù)參數(shù)

根據(jù)石板廠入洗原煤情況可知，入洗原煤最大處理量為420 t/h，脫泥篩下小于1 mm級煤泥量按20%計算，F(xiàn)BS處理量最大為84 t/h，考慮到為以后擴(kuò)能改造作準(zhǔn)備，故選用FBS3000粗煤泥分選機(jī)替換TBS分選機(jī)。

4 應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 應(yīng)用效果

2020年12月實施技術(shù)改造，拆除原有的TBS粗煤泥分選機(jī)，在原TBS基礎(chǔ)上安裝FBS分選機(jī)。經(jīng)短時間調(diào)試后投入正常運(yùn)行。

FBS入料小篩分試驗結(jié)果見表6。從表6可以看出，F(xiàn)BS入料中0.25～0.125 mm級含量為37.2%，占比較大，而小于0.125 mm級含量較少，灰分偏高。

表6 FBS入料小篩分試驗結(jié)果

表7為改造后FBS溢流小篩分試驗結(jié)果。由表7可以看出，F(xiàn)BS溢流灰分為22.85%，較TBS溢流灰分低7個百分點左右，精煤中大于0.25 mm級粗顆粒含量明顯增加，占溢流的24.92%，灰分為4.29%，說明低灰粗顆粒得到了較好回收，精煤產(chǎn)率大幅提升。

表7 FBS溢流小篩分試驗結(jié)果

FBS底流小篩分試驗結(jié)果見表8。由表8可知，底流灰分高達(dá)63.4%，比TBS底流灰分高13.12%，各粒度級灰分分布均勻，說明FBS 分選精度高、分選效果好。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

表9為TBS和FBS相關(guān)數(shù)據(jù)對比分析。通過表9資料分析，F(xiàn)BS溢流產(chǎn)率增加了26.79%，總精煤產(chǎn)率按46%計算，粗煤泥精煤占比總精煤產(chǎn)率按5%計算，F(xiàn)BS溢流精煤產(chǎn)率增加0.62%，按年入洗180萬t計算，每年約增加精煤量1.11萬t，精煤與中煤的差價為750元/t左右，每年可增加銷售收入約837萬元。

表8 FBS底流小篩分試驗結(jié)果

表9 TBS與FBS 產(chǎn)率對比分析

5 結(jié) 語

石板選煤廠通過應(yīng)用FBS3000粗煤泥分選機(jī)的升級改造，優(yōu)化了粗煤泥系統(tǒng)的分選效果，提高了粗煤泥分選機(jī)的分選精度，大幅度增加了溢流中低灰粗粒級的回收量，提高了粗煤泥精煤產(chǎn)率，大幅度降低了粗煤泥精煤灰分，解決了主洗精煤為高灰粗煤泥的“背灰”現(xiàn)象，提高了重介主洗分選密度，提高了主洗精煤產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益明顯。