FMVS2030復合振動高頻細篩在沁新選煤廠的應用

趙振龍，王曉鋒，張仁偉，董文奎

(1.唐山陸凱科技有限公司，河北 唐山 063020；2.山西沁新能源集團股份有限公司選煤廠，山西 長治 046500)

FMVS2030復合振動高頻細篩在沁新選煤廠的應用

趙振龍1，王曉鋒1，張仁偉1，董文奎2

(1.唐山陸凱科技有限公司，河北 唐山 063020；2.山西沁新能源集團股份有限公司選煤廠，山西 長治 046500)

為解決沁新選煤廠振動弧形篩篩分效率低、脫泥降灰效果差的問題，采用FMVS2030復合振動高頻細篩代替原振動弧形篩對粗煤泥進行篩分。介紹了復合振動高頻細篩的結構、工作原理、技術特點、技術參數(shù)，并分析了其在現(xiàn)場的應用效果。與振動弧形篩相比，復合振動高頻細篩的篩分效率高13.28個百分點，經(jīng)其脫泥后的粗精煤灰分從14.80%降到9.21%，回收率提高4.62個百分點，應用效果良好，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。

復合振動高頻細篩；粗煤泥；脫泥降灰；篩分效率；精煤灰分

山西沁新能源集團股份有限公司選煤廠(以下簡稱沁新選煤廠)是一座處理能力為4.0 Mt/a的煉焦煤選煤廠，原煤洗選工藝為：塊煤由跳汰機分選，粗煤泥由旋流器組、TBS干擾床分選機、弧形篩、離心機聯(lián)合處理，細煤泥浮選后由壓濾機處理。入選原煤為特低灰、低硫、強粘結性、易選的稀缺優(yōu)質(zhì)主焦煤，主導產(chǎn)品為煉焦精煤，要求最終精煤灰分為7.5%～8.0%[1]，煉焦精煤產(chǎn)品部分供給集團焦化廠，其余銷往周邊焦化企業(yè)。

因現(xiàn)場振動弧形篩篩分效率低，脫泥降灰效果差，致使粗煤泥灰分居高不下，不但給后序作業(yè)(浮選、壓濾等)帶來沉重的負擔，而且嚴重影響總精煤的質(zhì)量。為提高粗煤泥回收效果，提升精煤質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本[2]，該廠于2013年對煤泥水處理系統(tǒng)進行技術改造，主要是采用FMVS2030復合振動高頻細篩代替原振動弧形篩對粗煤泥進行篩分。經(jīng)此改造后，煤泥水處理系統(tǒng)工藝效果明顯改善，設備運行穩(wěn)定。

1 FMVS2030復合振動高頻細篩

1.1 結構與工作原理

FMVS2030復合振動高頻細篩由振動電機、篩箱、機架、激振器、給料箱、入料緩沖篩板(不銹鋼焊接條縫篩網(wǎng))、篩下漏斗、篩上接礦槽、篩上噴水裝置、電控柜等組成，結構示意圖如圖1所示。

1—給料箱；2—篩箱；3—支撐組合；4—篩下接礦槽；5—控制柜；6—電磁激振器；7—振動電機

篩機的振動由整機直線振動和電磁激振篩網(wǎng)的振動復合而成，電磁激振器和振動系統(tǒng)布置在篩網(wǎng)下的振動臂上，其上安裝有沿篩面全寬的聚酯帽；聚酯帽不但能托住篩網(wǎng)，而且可使其產(chǎn)生振動，高頻電磁激振力垂直作用在篩面上，使物料嚴格按粒度分級，透篩效果顯著提高。同時，篩機在兩個振動電機的驅動下做直線振動，且振動幅度較大，對物料的拋擲作用明顯提高，粘性物料的向下運動得到強化，物料在實現(xiàn)篩分的同時可快速、均勻地排出，不僅使設備處理量增大，還能有效預防物料的堆積和篩孔堵塞。

電磁激振器[3]由電控柜集中控制，激振頻率為50 Hz，振動強度可達10g[4]；每個振動系統(tǒng)獨立作用于篩面，可根據(jù)實際需要單獨調(diào)節(jié)。另外，電磁激振器可通過控制柜設置瞬時強振間隔，實現(xiàn)篩網(wǎng)的自清理，防止篩孔被堵塞。

1.2 技術特點

根據(jù)FMVS2030復合振動高頻細篩的結構特點和應用情況，其技術特點可總結為：

(1)篩面設置有一定的傾角，可根據(jù)實際需要靈活調(diào)節(jié)；機架下布置有四個橡膠彈簧，可進一步減小振動對基礎的沖擊，安裝中可近似認為沒有動載荷。

(2)篩面設置三段噴水裝置，可根據(jù)現(xiàn)場情況快速切換，操作方便；聚氨酯噴嘴可沿篩面橫向形成水簾，噴水均勻，有利于篩網(wǎng)清潔和調(diào)節(jié)物料濃度。

(3)篩面由三層篩網(wǎng)組成，上層篩網(wǎng)是由兩層不銹鋼絲編織網(wǎng)粘合在一起形成的復合網(wǎng)，也可采用柔性聚氨酯篩網(wǎng)代替，進一步提高其耐磨耐腐蝕性能。最下層篩網(wǎng)為大孔鋼絲繩芯聚氨酯篩網(wǎng)，其直接與激振器裝置接觸。兩種篩網(wǎng)的開孔率都很高，入料端鋪設有不銹鋼焊接條縫篩網(wǎng)，避免礦漿直接沖擊篩面。

1.3 技術參數(shù)

FMVS2030復合振動高頻細篩主要技術參數(shù)如下：

篩面面積/m2

6

處理能力/(t·h-1)

20～30

篩孔尺寸/mm

0.2

開孔率/%

33

振動頻率/Hz

50

篩網(wǎng)形式

不銹鋼復合網(wǎng)

篩網(wǎng)壽命/月

6～8

振動形式

復合振動

2 洗選工藝

沁新選煤廠的最終精煤由跳汰精煤、浮選精煤、粗精煤組成，其中粗煤泥回收原則流程如圖2所示。分級旋流器底流由TBS干擾床分選機分選[5]，TBS溢流精礦由振動弧形篩脫水，弧形篩篩下物去浮選，篩上精煤由離心機進一步脫水。

圖2 原粗煤泥回收原則流程Fig.2 Original coarse coal slime separation basic flowsheet

振動弧形篩的作用是為了保證浮選入料粒度、煤泥離心機入料濃度(400 g/L)及其流速滿足要求，盡可能多的回收粗精煤，脫除高灰細泥[6]。但細煤泥極易堵塞篩孔，導致弧形篩篩分效率下降，出現(xiàn)大面積跑水的現(xiàn)象，經(jīng)其處理的粗精煤灰分偏高，嚴重影響總精煤質(zhì)量。為此，將振動弧形篩更換為FMVS2030復合振動高頻細篩，更換篩機后的粗煤泥回收原則流程如圖3所示。

圖3 更換篩機后的粗煤泥回收原則流程Fig.3 Coarse coal slime separation basic flowsheet after changing screen

3 工業(yè)應用效果

FMVS2030復合振動高頻細篩已在沁新選煤廠投入使用，為進一步驗證其應用效果，將復合振動高頻細篩與振動弧形篩的篩分效果進行對比。振動弧形篩技術參數(shù)如下：

篩面面積/m2

6.5

處理能力/(t·h-1)

15～25

篩孔尺寸/mm

0.2

開孔率/%

15

振動頻率/Hz

16

篩網(wǎng)壽命/月

1～2

篩網(wǎng)形式

不銹鋼復合篩網(wǎng)

振動形式

電機帶動的直線振動

由兩種篩機的技術參數(shù)可以看出，振動弧形篩篩面開孔率僅為15%，細煤泥容易堵塞篩孔，單靠電機的單一振動很難實現(xiàn)篩網(wǎng)的自清理，進而導致篩面大量跑水，脫泥效果變差。復合振動高頻細篩篩面開孔率高達33%，瞬時強振功能可保證篩孔不被堵塞，電機帶動的大振幅直線運動能使物料更好的分散；且其振動是高頻電磁振動與電機直線振動的復合振動，可使物料嚴格按粒度分級，篩分效率高，同時兼有按密度分層的功能，高密度高灰物料更容易透篩，脫泥效果顯著。與振動弧形篩相比，在篩分面積相同的情況下，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩處理量更大，脫水、脫泥效果更好。

3.1 物料粒度組成

將入料平均分流后給入FMVS2030復合振動高頻細篩和振動弧形篩，分析兩種篩機的篩分效果。篩機入料粒度組成如表1所示。

表1 篩機入料粒度組成Table 1 Size composition of feed into the screen %

由表1可知：當粒級<0.15 mm時，各粒級灰分迅速增大；>0.15 mm粒級的正累積產(chǎn)率為48.86%，灰分為6.87%。綜合考慮粗煤泥回收效果和脫泥效果，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩篩孔尺寸為0.2 mm；由于振動弧形篩截留粒度通常是篩縫尺寸的0.5～0.7倍，所以振動弧形篩篩縫一般選擇0.4 mm。

兩種篩機的篩上物、篩下物粒度組成對比結果如表2、表3所示。

表2 篩上物粒度組成對比結果Table 2 Comparison of oversize size composition %

表3 篩下物粒度組成對比結果Table 3 Comparison of undersize size composition %

由表1、表2、表3可知：除>0.5 mm粒級外，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩篩上物各粒級灰分都小于入料中對應粒級灰分，<0.15 mm粒級產(chǎn)率較入料明顯降低，篩上物合計灰分比入料合計灰分低11.69個百分點；篩下物合計灰分高于入料合計灰分，<0.15 mm粒級產(chǎn)率較入料顯著增高。入料灰分與振動弧形篩篩上物、篩下物灰分對比結果說明，振動弧形篩也有一定的脫泥作用，但效果遜于復合振動高頻細篩。

3.2 降灰效果

為了方便對比兩種篩機的降灰效果，根據(jù)入料的負累積灰分和兩種篩機的篩上、篩下負累積灰分繪制粒度-累計灰分曲線，結果圖4所示。由圖4可知：FMVS2030復合振動高頻細篩各粒級的篩上負累積灰分均顯著低于振動弧形篩對應粒級，各粒級篩下負累積灰分基本與振動弧形篩對應粒級相同，但最終的總篩下灰分高于振動弧形篩。由此來看，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩降灰效果明顯優(yōu)于振動弧形篩。

圖4 粒度-累積灰分曲線Fig.4 Size-Accumulative ash curve

3.3 回收效果與篩分效率

2013年9月12—16日，兩種篩機的粗煤泥回收效果與篩分效率對比結果如表4所示。由于兩種篩機的截留粒度均在0.2 mm左右，故以>0.2 mm粒級產(chǎn)率作為篩上產(chǎn)率，考察粗煤泥回收效果。高灰細泥[7-8]主要集中在<0.074 mm粒級，故以<0.074 mm粒級產(chǎn)率評價篩機的脫泥效果。

表4 回收效果與篩分效率對比結果Table 4 Comparison of the recovery effect with the screening efficiency %

由表4可知：與振動弧形篩相比，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩的篩上平均產(chǎn)率高4.6個百分點，說明其回收粗煤泥[9]的能力優(yōu)于振動弧形篩；FMVS2030復合振動高頻細篩的平均篩分效率比振動弧形篩高13.28個百分點，說明其脫泥降灰效果更好[10]。

4 效益分析

2013年沁新選煤廠陸續(xù)將現(xiàn)場的三臺振動弧形篩更換成FMVS2030復合振動高頻細篩，設備和材料總投資大約56萬元。經(jīng)過兩年多的實際應用，F(xiàn)MVS2030復合振動高頻細篩的性能可靠、工藝指標穩(wěn)定的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)，給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。更換篩機前后的技術經(jīng)濟指標如表5所示。

由表5可知：更換篩機后，精煤產(chǎn)率明顯提高，運營成本大大降低。該廠目前每天的原煤實際入選量為1.5萬t，全年可多回收精煤1.98萬t，按精煤價格680元/t計算，因此每年可創(chuàng)收1 346.4萬元。改造后設備功率略有提高，但就經(jīng)濟效益來看，可忽略不計。

表5 技術經(jīng)濟指標對比結果Table 5 Comparison of technical-economic indicator

5 結語

FMVS2030復合振動高頻細篩從設計、生產(chǎn)到應用，都體現(xiàn)了科學性、合理性、時代性，該篩機采用電磁振動與直線振動相結合的獨特振動方式，具有處理量大、能耗低、篩面開孔率高、自清洗能力強、運行穩(wěn)定等特點，是細粒物料分級的理想設備。

復合振動高頻細篩已在沁新選煤廠投入使用，生產(chǎn)實踐表明：其篩分效率比振動弧形篩高13.28個百分點，使粗精煤泥灰分從14.80%降到9.21%，粗精煤回收率提高4.62個百分點，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。

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Application of FMVS2030 compound vibration high-frequency fine screen in Qinxin coal preparation plant

ZHAO Zhen-long1, WANG Xiao-feng1, ZHANG Ren-wei1,DONG Wen-kui2

(1.Tangshan Landsky Technology Co., Ltd., Tangshan, Hebei 063020, China;2.Shanxi Qinxin Energy Group Co., Ltd.Coal preparation plant, Changzhi, Shanxi 046500, China)

To improve vibrating sieve bend from screening efficiency, effect of desliming and ash reduction in Qinxin coal preparation plant, FMVS2030 compound vibration high-frequency fine screen is used instead of the sieve bend.Presented structure, working principle, technical features and parameters of this screen, and then analyzed its application in coal preparation plant.Compared with the sieve bend, this screen has 13.28% higher screening efficiency than that of the sieve bend, reducing ash content of coarse clean coal from 14.80% to 9.21%, with a increase of 4.62% in recovery of clean coal, which brings considerable economic benefits.

compound vibration high-frequency fine screen; coarse slime; desliming and ash reduction; screening efficiency; clean coal ash

1001-3571(2015)03-0048-05

TD941+.3

B

2015-03-12

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.014

趙振龍(1982—)，男，山東省聊城市人，工程師，從事煤炭篩分設備的研發(fā)與推廣工作。

E-mail: zhaozhenlong888@163.com Tel: 13613155209