選煤廠篩分裝置的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

夏 煬

（大同煤礦集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司塔山選煤廠，山西 大同037001）

引言

振動(dòng)篩在選煤過(guò)程中扮演著重要作用，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的篩選、分級(jí)和脫介脫水等功能。篩分裝置的好壞直接影響選煤的質(zhì)量，在選煤中如何將煤資源合理利用，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益是目前研究的重點(diǎn)，因此，需要對(duì)篩分裝置進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，了解篩分技術(shù)，促進(jìn)篩分裝置在選煤中的實(shí)際應(yīng)用，使其發(fā)揮重要作用。

1 篩分裝置的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)由篩分裝置和傳送帶組成，篩分裝置由橫梁、側(cè)板、前后支座、加強(qiáng)梁、激振器組成，采用的是串聯(lián)單層篩分結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)代化的大型高產(chǎn)高效選煤廠中，要求篩分設(shè)備具有高度自動(dòng)化、篩分時(shí)間短、維修簡(jiǎn)便的特性[1]，而傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)，由于整機(jī)體積較大，且需要固定在地面上，一旦固定，難以更換工作地點(diǎn)，很難進(jìn)行整體檢修，使得篩分裝置具有一定的局限性，難以適應(yīng)各個(gè)場(chǎng)合。

2 篩分裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及特點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

針對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)的現(xiàn)狀，對(duì)篩分裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在進(jìn)料篩分裝置中增設(shè)初步篩分機(jī)構(gòu)，增加多級(jí)輸送裝置，將串聯(lián)單層篩分機(jī)構(gòu)優(yōu)化成并聯(lián)多層篩分機(jī)構(gòu)，增加支撐車(chē)架便于更換工作地點(diǎn)，優(yōu)化后的篩分機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，進(jìn)料篩分裝置用來(lái)進(jìn)行進(jìn)料和初步篩分[2]，安裝在支撐車(chē)架的左邊，包括篩分板、箱體和液壓裝置；輸送裝置中有三級(jí)輸送機(jī)構(gòu)，一級(jí)輸送機(jī)構(gòu)是將進(jìn)料箱初步篩分出的煤送至下個(gè)環(huán)節(jié)，在進(jìn)料箱的正下方，二級(jí)輸送機(jī)構(gòu)是將煤送至篩分機(jī)構(gòu)，以便進(jìn)行篩分，在一級(jí)輸送機(jī)構(gòu)和篩分機(jī)構(gòu)中間，有一定的傾角；三級(jí)輸送機(jī)構(gòu)是將篩分完的煤送至指定地點(diǎn)，使用液壓桿進(jìn)行一定程度折疊，減少非工作狀態(tài)下輸送機(jī)構(gòu)的空間；篩分機(jī)構(gòu)主要是對(duì)煤進(jìn)行篩分，安裝在支撐車(chē)架的工作底板上，包括篩箱、篩分網(wǎng)和激振器，設(shè)有三層不同規(guī)格的篩分網(wǎng)，可以篩分出四種不同規(guī)格的煤；支撐車(chē)架是對(duì)整個(gè)篩分裝置進(jìn)行支撐保護(hù)，包括車(chē)架、車(chē)輪和液壓裝置。

圖1 優(yōu)化振動(dòng)篩分機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 優(yōu)化后結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

優(yōu)化后的振動(dòng)篩分機(jī)融合移動(dòng)一體化思想，將各組成部分進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)相比，優(yōu)化后的振動(dòng)篩分機(jī)具有以下特點(diǎn)：

1）高度集成化、自動(dòng)化，生產(chǎn)效率有所提高，不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝和裝配便可開(kāi)始工作，大大節(jié)約了時(shí)間，加快了后續(xù)工作的推進(jìn)；

2）可移動(dòng)性強(qiáng)，通過(guò)車(chē)載方式實(shí)現(xiàn)在不同地區(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)，適用于臨時(shí)性、工期短、不斷變化的場(chǎng)合；

3）整機(jī)體積較小，使用費(fèi)用低，便于各類選煤廠使用。

3 篩分裝置的具體優(yōu)化

3.1 進(jìn)料篩分裝置的優(yōu)化

對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)的進(jìn)料箱進(jìn)行改進(jìn)，為了提高進(jìn)料箱處盲板的耐磨性，將原有的鋼模板替換成帶鋼筋的聚氨酯材料[3]，緩解煤對(duì)盲板的沖擊，提高煤的運(yùn)送角度，這樣也是將原有的剛性連接變成柔性連接，便于后期的拆卸和維護(hù)，提高維修的效率，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

在原有的基礎(chǔ)上增添初步篩分機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)料的同時(shí)可以進(jìn)行初步篩分，便于篩分機(jī)構(gòu)的后續(xù)工作，將體積較大的煤過(guò)濾出來(lái)，防止篩分機(jī)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象，以保護(hù)篩分機(jī)構(gòu)。優(yōu)化后的進(jìn)料篩分裝置如圖2所示，其中初步篩分機(jī)構(gòu)是優(yōu)化進(jìn)料篩分裝置的核心，對(duì)篩分板和升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 優(yōu)化進(jìn)料篩分裝置

篩分板的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括篩分板體、方柱、左右擋板以及左右液壓支架，將方柱固定在篩分板體上，根據(jù)工作場(chǎng)合實(shí)際情況，設(shè)置不同的方柱間隔，擋板對(duì)煤進(jìn)行保護(hù)，防止出現(xiàn)意外滑落。

進(jìn)料箱兩側(cè)液壓桿的最大伸長(zhǎng)量即為升降機(jī)構(gòu)的最大行程，根據(jù)升降機(jī)構(gòu)的最大行程確定液壓裝置的行程[4]，從而選擇對(duì)應(yīng)的液壓裝置型號(hào)。

3.2 篩分機(jī)構(gòu)的優(yōu)化

篩分機(jī)構(gòu)是最終進(jìn)行細(xì)篩分過(guò)程的裝置，通過(guò)多級(jí)輸送裝置，將傳統(tǒng)的串聯(lián)單層篩分結(jié)構(gòu)變成并聯(lián)多層篩分結(jié)構(gòu)，以減小裝置的體積，提高篩分的效率。采用并聯(lián)三層振動(dòng)篩，在篩分機(jī)構(gòu)工作時(shí)，將篩箱的橫梁傾斜一定負(fù)角度，保存篩板高度不變，增加篩板的篩分面積，減少在篩分過(guò)程中煤對(duì)篩板的沖擊，確保篩箱的穩(wěn)定，從而利用篩箱的振動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的篩選、分級(jí)和脫水。

4 實(shí)際應(yīng)用效果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)和優(yōu)化后的振動(dòng)篩分機(jī)的運(yùn)行情況對(duì)比如表1所示，在首次工作前考慮選址和裝配工作，篩分時(shí)間均是篩分10 t煤所用的時(shí)間。

圖3 篩分板結(jié)構(gòu)

表1 振動(dòng)篩分機(jī)優(yōu)化前后運(yùn)行情況對(duì)比

從表中可以看出，相比于傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)，優(yōu)化后的振動(dòng)篩分機(jī)的總工作時(shí)間較短，篩分機(jī)構(gòu)的篩分效率有所提高，前期準(zhǔn)備時(shí)間從0.167 h降低到0.083 h，減少約50.29%，篩分工作時(shí)間從0.83 h降低到0.75 h，減少約9.64%，篩分效率約提高5%，設(shè)備成本減少約1.42萬(wàn)元。

5 結(jié)論

1）對(duì)進(jìn)料篩分裝置和篩分機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從進(jìn)料箱、篩分板以及升降機(jī)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)加入初步篩分裝置，提高篩分機(jī)的自動(dòng)化程度以及篩分的效率。

2）與傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分機(jī)相比，優(yōu)化后的振動(dòng)篩分機(jī)的總工作時(shí)間較短，篩分機(jī)構(gòu)的篩分效率有所提高，前期準(zhǔn)備時(shí)間從0.167 h降低到0.083 h，減少約50.29%，篩分工作時(shí)間從0.83 h降低到0.75 h，約減少9.64%，篩分效率提高約5%，設(shè)備成本減少約1.42萬(wàn)元。