選煤廠重介淺槽分選機(jī)故障及應(yīng)用效果分析

韓世海

（山西西山煤電集團(tuán)西曲礦選煤廠，山西 古交 030200）

山西中部某礦井配套建設(shè)的選煤廠年設(shè)計(jì)洗選能力為300萬(wàn)t，選煤系統(tǒng)采用重介質(zhì)旋流器結(jié)合浮選回收分選工藝。進(jìn)入到選煤廠分選系統(tǒng)中的原煤雖然經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備車(chē)間預(yù)先處理，但是仍存在塊度較大的矸石，粒度主要分布在50～150mm間。些塊度較大的矸石若直接進(jìn)入到重介質(zhì)旋流器、溜槽等分選設(shè)備中，會(huì)增加設(shè)備的摩擦程度，增加故障發(fā)生率，降低設(shè)備使用壽命，同時(shí)若不能及時(shí)對(duì)磨損嚴(yán)重的設(shè)備進(jìn)行更換，勢(shì)必會(huì)引起現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏現(xiàn)象，影響煤炭洗選效率[1～2]。

該選煤廠經(jīng)過(guò)分析探討，決定采用重介淺槽機(jī)先對(duì)原煤中的大塊煤炭以及矸石等進(jìn)行處理，確保進(jìn)入到后續(xù)的重介質(zhì)旋流器內(nèi)的矸石塊度保持在50mm以下，取得較好應(yīng)用效果。重介淺槽機(jī)在選煤廠應(yīng)用過(guò)程中也表現(xiàn)出一些問(wèn)題，文中針對(duì)重介淺槽機(jī)使用過(guò)程中問(wèn)題進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的提出改進(jìn)措施，以期為重介淺槽機(jī)在選煤廠應(yīng)用過(guò)程中的故障診斷以及維護(hù)提供一些經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)組成及分選原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

重介淺槽分選機(jī)機(jī)構(gòu)組成主要由槽體、驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器）、鏈條傳送裝置、刮板鏈及刮板、頭輪及尾輪、上升介質(zhì)漏斗、槽體、底板等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。分選機(jī)底板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以具體分為三個(gè)部分，水平運(yùn)輸段、起弧段以及爬坡段[3]。

圖1 重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)組成

1.2 分選原理

原煤中不同成分的物料在重介懸浮液會(huì)按照密度差異而出現(xiàn)分層，密度較懸浮液大的物料會(huì)率先下沉至淺槽底部，通過(guò)刮板輸送機(jī)運(yùn)輸至淺槽以外；密度較輕的物料與重介懸浮液一起通過(guò)淺槽尾端的排料口排出[4]。

經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備車(chē)間預(yù)先處理后的塊度在50mm以上的原煤通過(guò)入料口進(jìn)入到淺槽分選機(jī)重介懸浮液中，絕大部分懸浮液（槽內(nèi)懸浮液總量80～90%）攜帶密度較輕的物料（精煤）從淺槽分選機(jī)尾端排料口排出；小部分懸浮液（占槽內(nèi)懸浮液總量10%～20%）從入料側(cè)入，并經(jīng)過(guò)布料箱限制及反擊作用下，全寬、均勻的進(jìn)入到分選槽內(nèi)，從而形成上升流，保證分選機(jī)內(nèi)懸浮液上部水平流穩(wěn)定。懸浮的精煤在水平流作用下勻速的排料端溢出至塊煤脫介篩，密度較大的矸石通過(guò)底部刮板輸送機(jī)運(yùn)輸抬升作用至塊矸脫介篩[5～7]。

1.3 技術(shù)參數(shù)

重介淺槽分選篩可以實(shí)現(xiàn)對(duì)塊度在50～150mm塊煤浮選，處理能力大，工藝流程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化控制程度高，塊煤分選率可以達(dá)到99.8%以上，矸石中攜帶的原煤量在0.11%以內(nèi)[8]。在懸浮液擋板作用下淺槽底部運(yùn)輸矸石的刮板輸送機(jī)運(yùn)行對(duì)懸浮液水平流影響很小，有助于確保懸浮液密度穩(wěn)定，提高分選效率[9]。

2 重介淺槽分選機(jī)常見(jiàn)故障類(lèi)型

采用的重介淺槽分選機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 重介分選機(jī)參數(shù)

2.1 介質(zhì)系統(tǒng)

1）懸浮液密度高于設(shè)定值。主要原因是由于制動(dòng)補(bǔ)水閥故障，從而不能自動(dòng)動(dòng)作；清水管理出現(xiàn)堵篩；清水泵出現(xiàn)故障導(dǎo)致運(yùn)行不正常。

2）懸浮液密度低于設(shè)定值。主要原因是由于分流閥故障從而不能動(dòng)作；磁選機(jī)入料端出現(xiàn)故障，密度較低的稀介質(zhì)流入至合介筒；分流管出現(xiàn)堵塞；分選機(jī)脫介篩篩板出現(xiàn)較大磨損，引起塊度較大物料混如到合格介質(zhì)內(nèi)；介質(zhì)筒內(nèi)懸浮液液位過(guò)低。

3）上升流、水平流流動(dòng)波動(dòng)。主要原因是由于上升流管路或者水平流管路出現(xiàn)堵塞；液流調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)受到外界干擾顯著出現(xiàn)控制誤差，節(jié)流閥損壞因而不能動(dòng)作；懸浮液介質(zhì)筒內(nèi)液體液位過(guò)低，在35%以下；液流流量過(guò)低或者是分布不均衡。

2.2 刮板輸送機(jī)

1）刮板鏈出現(xiàn)斷鏈、卡鏈。主要原因是分選機(jī)槽體下部下沉的矸石塊體過(guò)大，引起刮板出現(xiàn)卡堵；刮板輸送機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，設(shè)備磨耗嚴(yán)重，部分鏈條出現(xiàn)脫落；槽體側(cè)向擋板縫隙過(guò)大，出現(xiàn)卡矸現(xiàn)象，造成刮板運(yùn)行時(shí)的阻力過(guò)大；鏈條與刮板簡(jiǎn)單額聯(lián)接板變形，部分聯(lián)接插銷(xiāo)脫落；鏈條出現(xiàn)錯(cuò)齒拉斜以及刮板被拉彎；刮板機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪齒磨損嚴(yán)重，不能給刮板鏈運(yùn)行提供可靠動(dòng)力；刮板鏈尾輪張緊裝置故障，導(dǎo)致刮板鏈松弛度過(guò)大，垂度過(guò)高；鏈輪軸承故障導(dǎo)致刮板鏈出現(xiàn)跳現(xiàn)象。

2）驅(qū)動(dòng)裝置故障（電機(jī)、減速器等異響、高溫等）。主要原因是采用的潤(rùn)滑油油品差、油量低、供油管路出現(xiàn)堵塞；軸承使用時(shí)限過(guò)長(zhǎng)，磨耗嚴(yán)重，軸瓦間隙過(guò)大或者過(guò)緊；減速器磨耗嚴(yán)重，尼龍銷(xiāo)故障；傳動(dòng)帶張緊度不合適，過(guò)松或者過(guò)緊；供電電路電壓波動(dòng)異常。

2.3 雜質(zhì)問(wèn)題

進(jìn)入到重介淺槽分選機(jī)內(nèi)的原煤中時(shí)常伴隨有硬度及韌度較大的鐵器、鋼絲繩、電纜皮以及皮帶扣等，容易在刮板、鏈輪以及鏈條上纏繞，造成刮板鏈出現(xiàn)斷鏈、跳鏈故障，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)卡、堵事故，影響分選機(jī)正常運(yùn)行。因此，在從準(zhǔn)備車(chē)間預(yù)先處理后的原煤進(jìn)入到分選機(jī)之前，在入料口位置安裝除鐵裝置，避免鐵質(zhì)配件進(jìn)入到分選機(jī)懸浮液內(nèi)。

2.4 電氣裝置

1）失速保護(hù)裝置誤動(dòng)作。失速保護(hù)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)損壞；失速檢測(cè)開(kāi)關(guān)探頭與檢測(cè)片間不平行；檢測(cè)片上部粘附有絕緣雜質(zhì)或者出現(xiàn)斷裂。

2）變頻器過(guò)電保護(hù)動(dòng)作。主要原因是驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者供電電纜出現(xiàn)短路；逆變器模塊出現(xiàn)損壞；驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩值過(guò)低；機(jī)械部件出現(xiàn)卡堵。

3 重介分選機(jī)優(yōu)化改造

針對(duì)上述存在的主要問(wèn)題，該選煤廠新購(gòu)置兩臺(tái)破碎機(jī)提高大塊矸石破碎能力，雖然在一定程度上減少了由于進(jìn)入到重介分選機(jī)選煤塊率過(guò)大問(wèn)題，但是由于破碎后的產(chǎn)生的片狀矸石增加，導(dǎo)致刮板鏈與淺槽底板間的卡阻現(xiàn)象增加，設(shè)備故障時(shí)間有所增加，從以往的2h/月提升至10h/月，給重介分選機(jī)正常使用帶來(lái)其他的不利影響。

3.1 優(yōu)化改造方案

1）安裝傾斜擋板。片狀矸石進(jìn)入到托架下方時(shí)較容易引起刮板運(yùn)輸事故，主要是由于托架依靠滑道運(yùn)行，因此只需采取措施避免矸石落入到托架旁即可。因此在給料溜槽位置加裝一個(gè)厚度在8mm，寬度400mm傾斜擋板，使得掉落的矸石下落至傾斜擋板上，減少矸石與托架間的接觸幾率。

2）控制刮板與底板間間距。為了減少刮板與底板間間距，避免刮板與底板間隙在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)較大變化，在刮板輸送機(jī)起弧段、爬坡段分別在底板上加裝一定厚度耐磨層，降低刮板與底板間隙，如圖2所示。在刮板輸送機(jī)整個(gè)起弧段范圍內(nèi)加裝厚度在14mm的耐磨層，在爬坡段范圍內(nèi)加裝厚度在16mm的耐摩層，從而使得刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)刮板與底板間間隙從原來(lái)的18mm-42mm-34mm，改造成現(xiàn)在的18mm-28mm-18mm。在刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，減少矸石刮板與底板間數(shù)量，從而降低刮板輸送機(jī)故障。

圖2 刮板輸送機(jī)刮板與底板間狀態(tài)狀態(tài)關(guān)系

3）加裝斷鏈保護(hù)裝置。現(xiàn)采用的失速保護(hù)裝置存在一定的弊端，主要是單鏈出現(xiàn)斷裂時(shí)，失速保護(hù)裝置不能及時(shí)動(dòng)作，極有可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。因此，在刮板輸送機(jī)上安裝一個(gè)新型斷鏈保護(hù)裝置，在刮板機(jī)頭輪距離刮板鏈30mm位置處安裝兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)，對(duì)刮板鏈進(jìn)行監(jiān)測(cè)。采用的接近開(kāi)關(guān)使用常閉接點(diǎn)，監(jiān)測(cè)有效距離為15mm，并將接近開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接后接入到控制回路中。接近開(kāi)關(guān)上有指示燈，接通電源后基金開(kāi)關(guān)指示等亮，斷開(kāi)電源后指示燈熄滅，便于對(duì)故障進(jìn)行排查，具體安裝的斷鏈保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 斷鏈保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖

3.2 改造效果

對(duì)改造后的重介淺槽分選機(jī)運(yùn)行效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)過(guò)改造后，重介淺槽分選機(jī)刮板鏈出現(xiàn)鏈條與底板間的卡鏈故障顯著降低，月故障維修時(shí)間降低時(shí)1h/月以下，重介淺槽分選機(jī)運(yùn)行效率顯著提升。從改造至現(xiàn)在，重介淺槽分選機(jī)已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行超過(guò)6個(gè)月期間仍未發(fā)生過(guò)斷軸、聯(lián)軸器聯(lián)軸螺栓故障、驅(qū)動(dòng)裝置故障等，達(dá)到了提高重介淺槽分選機(jī)運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)投入目的。

改造后的重介淺槽分選機(jī)每月可以增加設(shè)備工作時(shí)間5h以上，按照300萬(wàn)t/a洗選能力，選煤廠增加的洗選能力為12t/h，每年可增加洗選量為720t，精煤價(jià)格按照1000元/t，可以為選煤廠增加72萬(wàn)元/a效益。通過(guò)一些系列的改造，提升了刮板輸送機(jī)刮板鏈?zhǔn)褂脮r(shí)限，降低了刮板機(jī)鏈條故障發(fā)生率，不僅降低了工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可以有效降低材料使用量，預(yù)計(jì)每年可以降低材料投入50萬(wàn)元。通過(guò)優(yōu)化改造，可以增加選煤廠經(jīng)濟(jì)效益122萬(wàn)元/a

4 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)重介淺槽機(jī)結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行闡述基礎(chǔ)上，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的常見(jiàn)故障類(lèi)型進(jìn)行分析。針對(duì)重介淺槽機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中介質(zhì)損失、卡雜物、刮板鏈與底板卡矸石等問(wèn)題，提出在運(yùn)行滑道上加裝厚度8mm、寬度400mm傾斜擋板，在刮板機(jī)起弧段及爬坡段墊加耐磨擋板，將失速保護(hù)裝置改造成斷鏈保護(hù)裝置等改造方案，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得較好效果，有效提升了重介淺槽機(jī)運(yùn)行效率，降低了設(shè)備材料投入，在一定程度上提升了選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。