閆全喜

(上海大屯能源股份有限公司 選煤中心，江蘇 徐州 221611)

1 概 述

大屯選煤廠位于江蘇省徐州市沛縣境內(nèi)，年設(shè)計入洗原煤3.2 Mt，是大屯選煤中心生產(chǎn)能力最大、生產(chǎn)工藝成熟、設(shè)備布置較為完善的礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，擔(dān)負(fù)著大屯礦區(qū)各礦井原煤均質(zhì)配洗的任務(wù)。主要選煤工藝為：50 mm以下原煤無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+煤泥直接浮選工藝，最終精煤產(chǎn)品由重介精煤(+0.5 mm)、末精煤(0.35～0.5 mm)、浮選精煤(-0.35 mm)三部分組成，組成比例分別為80%、5%、15%。

近年來，隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，煤炭清潔高效燃燒變得尤為重要，客戶對精煤水分、灰分要求愈加苛刻，特別是冬季期間，大屯廠外銷精煤各項指標(biāo)滿足銷售合同要求，但客戶對精煤水分指標(biāo)要求不減，建議繼續(xù)降低產(chǎn)品水分、穩(wěn)定在10.00%以下。為了提高企業(yè)的效益，保證市場占有率，需要進(jìn)一步降低大屯廠精煤產(chǎn)品各組分的水分，保證銷售精煤水分指標(biāo)更具競爭力。

大屯廠生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)使用的塊煤離心機(jī)和快開壓濾機(jī)均為國內(nèi)先進(jìn)脫水設(shè)備，重介精煤、浮選精煤水分分別穩(wěn)定在5.00%～7.00%、22.00%～24.00%，處于國內(nèi)同類型選煤廠前列水平[1]，末精煤水分具有進(jìn)一步降低的空間，因此，大屯廠于2020年10月對末精煤脫水設(shè)備進(jìn)行了更新。

2 末精煤回收系統(tǒng)現(xiàn)狀

大屯選煤廠2015年經(jīng)過技術(shù)改造后，末精煤回收系統(tǒng)主要由1組分級旋流器+2臺三質(zhì)體高頻脫泥篩+2臺立式刮刀煤泥離心機(jī)組成(工藝流程見圖1)，分成平行單、雙號2個單系統(tǒng)(單系統(tǒng)由單臺脫泥篩+離心機(jī)組成)。

圖1 大屯廠末精煤回收系統(tǒng)工藝流程

原有末精煤主要脫水設(shè)備為LLL1200×650B型立式刮刀煤泥離心機(jī)，處理能力35～45 t/h，篩籃大端直徑1 200 mm，篩籃轉(zhuǎn)速482 r/min。該型離心機(jī)技術(shù)成熟，在國內(nèi)諸多選煤廠應(yīng)用廣泛[2]。

通過測定2臺離心機(jī)產(chǎn)品水分可知，末精煤水分平均為13.70%，其脫水效果如表1所示。統(tǒng)計以往水分?jǐn)?shù)據(jù)后獲悉，本廠末精煤產(chǎn)品水分指標(biāo)穩(wěn)定在13.00%～16.00%(隨篩縫磨損程度和入料性質(zhì)波動)，遠(yuǎn)高于對于精煤產(chǎn)品水分10.00%的要求，與壓濾浮選精煤混摻形成精煤產(chǎn)品后，會拉高最終精煤產(chǎn)品的水分指標(biāo)。另外，實(shí)際應(yīng)用表明，離心機(jī)篩籃壽命僅為43 d，頻繁更換篩籃增加了檢修人員的工作強(qiáng)度，更換篩籃涉及到起吊作業(yè)，也增加了檢修的難度和危險性[3]；并且根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，篩籃使用30 d時，篩縫會磨損到0.80 mm(工藝要求0.45 mm)，篩條也將出現(xiàn)不同程度磨損或破洞，影響到末精煤的有效回收[4]，造成精煤流失。

表1 立式刮刀離心機(jī)產(chǎn)品水分

3 WLH1000型臥式刮刀煤泥離心脫水機(jī)的應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展，一種新型高轉(zhuǎn)速的臥式離心脫水機(jī)已逐步占據(jù)離心脫水設(shè)備市場并被證明性能的有效性。經(jīng)調(diào)研，型號為WLH1000的臥式刮刀煤泥離心脫水機(jī)處理能力在40～80 t/h，篩籃大端直徑1 000 mm，篩籃轉(zhuǎn)速780 r/min[5]。該型煤泥離心機(jī)除篩籃直徑小于本廠使用的立式刮刀離心機(jī)200 mm以外，其余各項參數(shù)，如處理能力和篩籃轉(zhuǎn)速均更優(yōu)。

根據(jù)離心力公式可知，物料在篩籃中受到的離心力與篩籃半徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)[6]，而轉(zhuǎn)速對離心力影響更大。按照銘牌參數(shù)計算，物料在該型臥式煤泥離心脫水機(jī)內(nèi)所受到的離心力是在立式刮刀離心機(jī)內(nèi)的2.18倍，離心強(qiáng)度大，脫水效果好[7]。于2020年10月購入1臺WLH1000離心機(jī)對單號系統(tǒng)的末精煤脫水設(shè)備進(jìn)行了更新，安裝時充分利用原系統(tǒng)中的管道、設(shè)備進(jìn)行聯(lián)結(jié)和延伸，免去不必要的切割、焊接工作，有效減少了改造工程量、縮短了施工期，未對正常生產(chǎn)造成影響；考慮到現(xiàn)場的美觀、檢修的便利和日常檢查維護(hù)的便捷，對設(shè)備安放的位置和角度做了適應(yīng)性調(diào)整。設(shè)備于當(dāng)月安裝，當(dāng)月投入使用，自使用以來，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期。

4 WLH1000型臥式刮刀煤泥離心脫水機(jī)介紹

4.1 主要技術(shù)參數(shù)

WLH1000型臥式刮刀煤泥離心脫水機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 WLH1000離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4.2 工作原理

WLH1000離心脫水機(jī)主要包括以下部件：底托架、水倉體、擺線差速器、差速器箱體、皮帶罩、驅(qū)動電機(jī)、驅(qū)動裝置、給料筒、篩籃與篩籃架組件、刮刀體組件、安全離合器、潤滑系統(tǒng)等[8]，設(shè)備結(jié)構(gòu)見圖2。

1—底座；2—皮帶罩；3—輸入端主軸承；4—輸入端骨架油封；5—防塵圈；6—帶輪骨架油封；7—皮帶輪；8—三角帶；9—差速器；10—輸出端主軸承；11—輸出端骨架油封；12～14—防塵圈；15—篩籃支架；16—篩籃架；17—刮刀；18—水倉體；19—進(jìn)料筒；20—門；21—輪轂壓蓋；22—輪轂；23—輪轂壓蓋；24～25—螺栓保護(hù)器圖2 WLH1000離心機(jī)結(jié)構(gòu)

離心機(jī)工作運(yùn)行時，驅(qū)動電機(jī)帶動皮帶輪一級減速，再由皮帶輪直接帶動差速器，從而帶動篩籃和刮刀體旋轉(zhuǎn)[9]。當(dāng)待脫水的煤泥或物料通過加料口進(jìn)入刮刀體錐體后，由于高離心力的作用，物料均勻地分配到刮刀和篩籃之間的空間內(nèi)，借助篩籃的傾角和篩籃與刮刀體的差速，使在篩籃上形成的煤泥餅從篩籃的小端連續(xù)地向篩籃的大端移動并卸料排放到運(yùn)輸設(shè)備上；離心液則借助離心力和刮刀體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流的吹拂作用，通過排液口回收至生產(chǎn)系統(tǒng)[10]。

4.3 性能特點(diǎn)

(1)采用臥式傳動結(jié)構(gòu)形式。

(2)主驅(qū)動系統(tǒng)采用擺線行星機(jī)構(gòu)，運(yùn)動平穩(wěn)，噪音低，使用壽命長。

(3)截留粒度小，回收率高。正常工作中，粒度為0.45～1 mm的末精煤得到最大程度回收，減少細(xì)粒煤泥在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)量[11]。

(4)離心強(qiáng)度大，脫水效果好。篩籃轉(zhuǎn)速可達(dá)780 r/min，離心產(chǎn)品水分更低。

(5)適應(yīng)范圍廣，處理能力大。處理能力在40～80 t/h，高于同類型立式刮刀離心機(jī)，且篩籃尺寸更小，整機(jī)占用空間少。

(6)機(jī)械、電氣連鎖保護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。

5 使用效果分析

5.1 降水效果

新購入的WLH1000型臥式煤泥離心機(jī)安裝在末精煤回收單號系統(tǒng)。表3所列為設(shè)備更新后分布在單、雙號系統(tǒng)的2種離心機(jī)的工藝指標(biāo)對比，從表中可以看出，WLH1000型臥式煤泥離心機(jī)對末精煤脫水的效果。在相同的離心機(jī)入料條件下，WLH1000離心機(jī)產(chǎn)品水分為9.60%，比立式離心機(jī)產(chǎn)品13.70%低4.10個百分點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計，外運(yùn)精煤產(chǎn)品全水分月累計從10.50%降低到10.10%。在確保設(shè)備正常使用的前提下，WLH1000型臥式離心機(jī)脫水效果更理想，產(chǎn)品水分更低，滿足指標(biāo)要求。

表3 2種離心機(jī)產(chǎn)品水分對照

5.2 降灰效果

煤泥離心機(jī)降灰效果的實(shí)現(xiàn)是在產(chǎn)品離心脫水時，水流夾帶高灰細(xì)泥從篩籃篩縫脫離產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)脫水、降灰效果[12]。離心機(jī)降灰能力與降水能力呈正相關(guān)關(guān)性[13]，離心機(jī)降水效果越好降灰幅度越大。高轉(zhuǎn)速能夠產(chǎn)出更低水分、更低灰分的精煤，實(shí)現(xiàn)末精煤的高效回收。表4所示為單、雙號系統(tǒng)臥式、立式離心機(jī)出料粒度組成表。從表4數(shù)據(jù)看出，WLH1000煤泥離心機(jī)回收的末精煤灰分為7.96%，立式離心機(jī)回收的末精煤灰分為9.19%；新型煤泥離心機(jī)回收的末精煤灰分比立式離心機(jī)回收的末精煤灰分低1.23個百分點(diǎn)。

表4 臥式、立式離心機(jī)出料粒度組成

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

設(shè)備更新并投入使用后，效益提升明顯，主要表現(xiàn)為：

(1)末精煤水分降低，穩(wěn)定了綜合精煤水分。根據(jù)精煤密度1.40 kg/L計算，外運(yùn)精煤產(chǎn)品全水分月累計降低0.40%，折合每噸精煤運(yùn)量增加0.003 t。2021年，外運(yùn)精煤量204.6 5 萬t，由于水分降低，多運(yùn)送精煤量增加6 139.54 t，減少運(yùn)費(fèi)成本4.30 萬元。

(2)洗選水耗成本降低。外運(yùn)精煤產(chǎn)品水分降低，生產(chǎn)洗水外帶量減少8 186 t，節(jié)約水耗成本2.46 萬元。

2021年合計減少成本6.76 萬元。

6.2 社會效益

(1)由于精煤產(chǎn)品灰分穩(wěn)定、全水分降低，大屯精煤質(zhì)量與信譽(yù)得到提高，有利保障了精煤市場占有份額。

(2)產(chǎn)品帶水量減少，避免了“水車”的出現(xiàn)，減少了煤泥水外流污染鐵路及護(hù)坡[14]，煤炭運(yùn)輸更加環(huán)保，緩和了地方和企業(yè)之間的矛盾。

(3)相較于立式離心機(jī)，臥式煤泥離心機(jī)的篩籃更換作業(yè)減少了上蓋起吊和上蓋凌空吊掛等工序[15]，降低了檢修風(fēng)險，檢修維護(hù)更安全。

7 結(jié) 語

WLH1000型臥式煤泥離心脫水機(jī)在大屯廠應(yīng)用良好，末精煤產(chǎn)品水分降低幅度較大，滿足客戶的要求，同時減少了產(chǎn)品外帶水量，節(jié)約了水資源，實(shí)現(xiàn)“綠色洗煤”；設(shè)備運(yùn)行可靠，處理量增加，能夠很好地回收末精煤，減少細(xì)粒煤泥在系統(tǒng)中循環(huán)；該設(shè)備的使用，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時減少了對環(huán)境的污染。