劉建華

(河南天元煤業(yè)有限公司，河南 許昌 461000)

河南天元選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力1.5 Mt/a的中心型煉焦煤選煤廠?，F(xiàn)有選煤工藝為“預(yù)先脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+FBS干擾床分選+煤泥二次浮選”的聯(lián)合分選工藝。近年來，隨著天元選煤廠入洗原煤中的細(xì)粒級(jí)煤泥含量不斷增加，原生煤泥含量達(dá)40%以上，不僅給原煤分選增加了難度，產(chǎn)品水分更是不易控制，綜合精煤水分一度達(dá)16%以上，壓濾精煤水分在26%以上，且總量大，如何降低壓濾精煤水分成為首要問題。選煤廠通過對(duì)精煤壓濾機(jī)改造，更換為單室進(jìn)料水壓榨隔膜壓濾機(jī)，壓濾精煤和綜合精煤水分大幅降低，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[1]。

1 浮選和壓濾系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 原生煤泥含量增加

根據(jù)天元選煤廠設(shè)計(jì)時(shí)的煤質(zhì)資料，原煤中小于0.5 mm含量為19.77%，灰分21.05%。而目前入洗原煤中原生煤泥含量在40%以上，灰分23%～26%，加上洗選過程中產(chǎn)生的次生煤泥，煤泥總量超過50%。在此過程中，天元選煤廠由于精煤壓濾系統(tǒng)處理能力不足，通過改造增加了2臺(tái)精煤壓濾機(jī)[2]。

選煤廠浮選系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 浮選系統(tǒng)工藝流程

1.2 精煤壓濾機(jī)入料粒度極細(xì)

天元選煤廠使用臥脫篩籃篩縫為0.25 mm，因此，經(jīng)過臥脫處理后的二次浮選入料粒度更細(xì)，對(duì)浮選精礦脫水的難度也更大[3]。二次浮選精礦即精煤壓濾機(jī)入料的粒度組成見表1。

表1 精煤壓濾機(jī)入料粒度組成

由表1可知，壓濾精煤中主導(dǎo)粒級(jí)為0.125～0.045 mm，含量占96.97%，由于粒度極細(xì)，粘度大，脫水難度大，普通隔膜壓濾機(jī)處理該較細(xì)粒度煤泥壓濾周期長(zhǎng)，脫水效率差，濾布邊角處易粘附煤泥，需人工清理，濾餅水分在26%～28%，水分偏高。

1.3 壓濾精煤占綜合精煤比例高

天元選煤廠綜合精煤由重介精煤、粗精煤、臥脫精煤和壓濾精煤組成。隨著入洗原煤中煤泥含量越來越高，臥脫精煤和壓濾精煤占比逐漸增大，造成最終綜合精煤水分偏高[4]。結(jié)合臥脫使用情況，并與廠家溝通，認(rèn)為臥脫運(yùn)行工況正常，且水分下降空間不大。4種精煤占比及水分見表2。

從表2可以得出，壓濾精煤水分還有極大的下降空間。天元選煤廠為解決壓濾精煤水分高的問題，決定進(jìn)行壓濾設(shè)備升級(jí)改造，降低壓濾精煤水分[5]。同時(shí)為貫徹公司“視客戶為生命、以質(zhì)量為血液”的發(fā)展理念，積極推進(jìn)壓濾設(shè)備升級(jí)改造的技改工作。

表2 各部分精煤占比及水分情況

2 技術(shù)改造

經(jīng)過調(diào)研與實(shí)地考察，河南天元選煤廠決定引進(jìn)景津單室進(jìn)料水壓榨隔膜壓濾機(jī)替換原有普通隔膜壓濾機(jī)[6]。

2.1 技改方案與實(shí)施

河南天元選煤廠現(xiàn)有2臺(tái)過濾面積300 m2和1臺(tái)450 m2的快開式隔膜壓濾機(jī)，一對(duì)一更換為相同過濾面積的景津單室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)，地腳尺寸保持不變，原壓濾機(jī)入料泵可滿足新壓濾機(jī)的入料要求。每臺(tái)壓濾機(jī)需增加1臺(tái)壓榨水泵，同時(shí)增加2個(gè)5 t壓榨水箱可以滿足3臺(tái)壓濾機(jī)正常壓榨使用，壓榨水可循環(huán)使用。單臺(tái)空氣穿流壓濾機(jī)在吹風(fēng)時(shí)用氣量在40 m3/min左右，由于每次只允許單臺(tái)精煤壓濾機(jī)卸料，各臺(tái)壓濾機(jī)吹風(fēng)與其他工序交叉進(jìn)行，選取1臺(tái)產(chǎn)氣量在40 m3/min、排氣壓力0.8 MPa的空壓機(jī)即可滿足正常生產(chǎn)要求。天元選煤廠原有儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣量在25 m3，因此需要增加1臺(tái)容積為20 m3的儲(chǔ)氣罐，將2個(gè)儲(chǔ)氣罐通過管道串聯(lián)起來，可以保證壓濾機(jī)的用氣量需求。且通過逐臺(tái)進(jìn)行壓濾機(jī)拆除與安裝，可以不影響現(xiàn)場(chǎng)正常生產(chǎn)[7]。

2.2 應(yīng)用效果

3臺(tái)壓濾機(jī)更換完成及配套設(shè)備投入使用后，通過對(duì)壓濾機(jī)運(yùn)行參數(shù)及濾餅水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3試驗(yàn)結(jié)果可以得出：

(1)單室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)濾餅水分明顯降低，最高20.4%，最低18.9%，平均為19.5%，與原有壓濾機(jī)相比，水分降低7.0%～8.0%，降水效果較好；

(2)壓濾機(jī)在不同運(yùn)行參數(shù)條件下，水分會(huì)有差別，隨著壓榨壓力、壓榨時(shí)間和吹風(fēng)時(shí)長(zhǎng)的增加，濾餅水分呈下降趨勢(shì)[8]；

(3)采用單側(cè)的角吹風(fēng)效果比兩側(cè)輪流角吹風(fēng)濾餅水分要低，同時(shí)左吹風(fēng)效果最佳，因?yàn)閴簽V機(jī)為右側(cè)邊角進(jìn)料，采用與進(jìn)料方向相對(duì)的左角吹風(fēng)可以更好的清除殘留水分。

表3 室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

2.3 應(yīng)用改進(jìn)

壓濾機(jī)原設(shè)計(jì)運(yùn)行程序?yàn)椋簤壕o→入料→反吹→壓榨→左吹風(fēng)→右吹風(fēng)→二次反吹→松開→拉板卸料，其中上一個(gè)程序完成后，接著進(jìn)行下一個(gè)程序[9]。雖然單室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得顯著效果，天元選煤廠技術(shù)人員在其運(yùn)行基礎(chǔ)上提出進(jìn)一步設(shè)想：如果在吹風(fēng)狀態(tài)時(shí)，壓榨程序仍然進(jìn)行，濾餅水分是否會(huì)有進(jìn)一步降低的可能。通過現(xiàn)場(chǎng)分析，該設(shè)想可以通過調(diào)整控制柜PLC程序得以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行程序調(diào)整后，對(duì)濾餅水分測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 調(diào)整程序后的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，調(diào)整程序后的濾餅平均水分較未調(diào)整之前下降了0.7%，表明此次程序調(diào)整對(duì)濾餅水分降低是有效的。目前，天元選煤廠3臺(tái)精煤壓濾機(jī)角吹風(fēng)均調(diào)整為左吹風(fēng)，同時(shí)在吹風(fēng)時(shí)保持壓榨狀態(tài)。

2.4 應(yīng)用總結(jié)

通過3臺(tái)單室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況分析，可以得出以下幾點(diǎn)：

(1)該壓濾機(jī)對(duì)極細(xì)粒煤有較好的脫水效果，濾餅水分在18%～20%之間；

(2)壓濾機(jī)自動(dòng)化程度高，從壓緊到卸料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，且第一個(gè)循環(huán)完成后自動(dòng)進(jìn)入第二個(gè)循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)無人值守；

(3)反吹功能使管道內(nèi)殘留液體被清除，濾布上不粘附煤泥，濾餅水分低、卸料效果好；

(4)在入料濃度、壓力、小時(shí)處理量等方面與同等過濾面積的普通快開式隔膜壓濾機(jī)相差不大，可以很好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。

3 經(jīng)濟(jì)效益

天元選煤廠單室進(jìn)料水壓榨壓濾機(jī)投入使用以來，綜合精煤水分下降至12%～13%，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度，在產(chǎn)品運(yùn)輸、裝卸、客戶使用等方面得到明顯改善，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[10]。以天元選煤廠年產(chǎn)精煤80萬t計(jì)算，每年可節(jié)省3 萬t左右無效運(yùn)輸成本，按平均噸煤運(yùn)輸成本150元計(jì)，每年可節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用450萬元。

4 結(jié) 語

水壓榨壓濾機(jī)在天元選煤廠的成功應(yīng)用，表明該壓濾機(jī)對(duì)極細(xì)粒煤泥脫水有良好的效果，對(duì)選煤行業(yè)細(xì)粒煤脫水提供了很好的技術(shù)支撐，同時(shí)，基于其高度自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)操作、維護(hù)與管理方面，具有良好的應(yīng)用前景。