選煤廠煤泥系統(tǒng)的優(yōu)化改造

張淑萍

（大同煤礦集團大地選煤有限公司塔山選煤廠， 山西 大同 037000）

引言

近年來隨著煤炭市場競爭的不斷加劇，用戶對煤炭質(zhì)量提出了更高的要求。提高煤炭質(zhì)量也是每個煤炭企業(yè)的目標，大多數(shù)的煤炭企業(yè)依靠增加洗煤量來提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著洗滌速率的增加，在選煤生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的煤泥量也增加，并且煤泥量的增加在一定程度上引起煤泥水系統(tǒng)的問題，這限制了洗滌量的增加率。由于來自熱選煤廠的大多數(shù)煤泥被混合到最終產(chǎn)品中出售，煤泥數(shù)量的增加導(dǎo)致最終產(chǎn)品的水分增加，熱值降低[1]。因此，在選煤過程中加強對煤泥的控制，實現(xiàn)對選煤生產(chǎn)的深度處理和減少煤泥具有現(xiàn)實意義。本文以塔山選煤廠為例，研究選煤廠煤泥漿系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

1 塔山選煤廠概況

選煤廠一車間設(shè)計年處理原煤1 500 萬t，小時處理原煤能力為3 000 t，實際小時處理原煤能力為3 000 t；二車間設(shè)計年處理原煤800 萬t，小時處理原煤能力為1 500 t，實際小時處理原煤能力為1 300 t。主要工藝為：原煤采用全部入選，150～13 mm 的塊煤采用重介淺槽分選；13～1.5 mm 末煤采用三產(chǎn)品重介旋流器分選；1.5～0.2 mm 粗煤泥采用螺旋分選機分選；0.2 mm 以下細煤泥采用加壓過濾機＋板框壓濾機聯(lián)合脫水回收。二車間調(diào)試期間煤泥系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的洗選狀態(tài)。表現(xiàn)為加壓過濾機耗風大，只能啟動一臺，處理量達不到要求，并且加壓和板框的產(chǎn)品水分都高，在25%以上。煤泥系統(tǒng)的不穩(wěn)定運行已嚴重制約生產(chǎn)，更使精煤質(zhì)量受到影響。日積月累，隨著礦井產(chǎn)量的不斷加大，煤泥系統(tǒng)工藝改造就顯得非常重要。

2 選煤廠煤泥系統(tǒng)主要存在的問題

塔山選煤廠二車間共安裝兩臺廣東佛山安德里茨加壓過濾機和兩臺景津板框壓濾機。調(diào)試生產(chǎn)期間，加壓過濾機耗風過大，工作風壓不足，濾餅水分高，啟動五臺GA250 空壓機也只能勉強保證一臺加壓過濾機使用。經(jīng)營成本高，設(shè)備損耗大，處理量小，煤泥回收滯后，不能適應(yīng)生產(chǎn)要求。經(jīng)過多次研究排查，并對比一、二車間的洗選工藝和煤泥回收系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)加壓過濾機設(shè)備本身不存在漏風問題，空壓機產(chǎn)風量也能達到設(shè)定標準，工作正常。煤泥濃度在生產(chǎn)連續(xù)狀態(tài)下低于450 g/L，也在要求范圍內(nèi)，濃縮池沉降添加劑為聚丙烯酰胺，復(fù)合混凝劑為聚合氯化鋁，完全符合工藝要求。影響加壓過濾機耗風量的幾個關(guān)鍵機械因素一一排查完成后，試著開始對煤泥進行系統(tǒng)工藝改造。通過分析對比二車間細煤泥粒度組成比例，發(fā)現(xiàn)在二車間的煤泥水中，0.074 mm 細微粒級以下占本級的比例較大，很不利于過濾脫水。

與此同時濃縮池開始出現(xiàn)“翻花”現(xiàn)象，看不到循環(huán)水溢流沿，沉降效果差，返黑水。由于礦井產(chǎn)量加大，為保證生產(chǎn)，一段時間內(nèi)加藥量持續(xù)給大，藥耗急劇增加，達到15.5 g/t，比公司規(guī)定的藥耗增加了7.5 g/t，比計劃指標幾乎翻了一倍。另外，混凝劑消耗也明顯增大，一段時間內(nèi)混凝劑消耗達到4.5 t，經(jīng)營成本突增。經(jīng)過檢測，煤泥水分也高達26%～27%?，F(xiàn)場分選所得產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)尾煤中含有大量低灰粗顆粒產(chǎn)品，浮選系統(tǒng)有大量粗顆粒，導(dǎo)致浮選分選效果較差，造成了資源損失。經(jīng)過對濃縮池沉降情況的現(xiàn)場觀察、取樣化驗，加壓過濾機運行情況觀察，細煤泥系統(tǒng)主要問題有以下幾個方面。

2.1 濃縮池沉降“翻花”現(xiàn)象嚴重

濃縮池沉降出現(xiàn)“翻花”現(xiàn)象嚴重，濃縮池入料管路設(shè)計在濃縮池液位以下，當入料管路入料太急的時候，管路里本來有的空氣會順著管路進入濃縮池入料管路進入濃縮池液位以下水面，空氣上浮到水面上出現(xiàn)“翻花”現(xiàn)象。在此過程中空氣上浮會沖擊已經(jīng)聚集成絮團的煤泥，阻礙煤泥的沉降。濃縮池的翻花現(xiàn)象如圖1 所示。

2.2 濃縮池溢流液量太多

溢流液流入溢流槽時由于量太大，全都擁堵在溢流槽內(nèi)，不能及時流入循環(huán)水池，造成溢流槽液位和濃縮池液位齊平，已經(jīng)看不到溢流槽邊沿，如圖2所示。此種情況發(fā)生會導(dǎo)致溢流液不利于觀察，清水層里會混有游離的煤泥進入循環(huán)水池，繼而引發(fā)循環(huán)水系統(tǒng)堵塞。

圖1 濃縮池“翻花”現(xiàn)象

圖2 濃縮池看不到溢流液面

2.3 壓濾系統(tǒng)添加絮凝劑和混凝劑超標嚴重

壓濾系統(tǒng)中需要添加絮凝劑和混凝劑進行混凝處理，由于工藝系統(tǒng)設(shè)計不合理，煤泥水沉降速度慢，嚴重影響洗選系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，所以只能加大絮凝劑和混凝劑的使用使煤泥水加速沉降，導(dǎo)致絮凝劑使用量達到14.3 g/L，混凝劑使用量達到3 g/L，遠遠超出其規(guī)定使用量[2]。

2.4 其他問題

細煤泥中粒度小于0.074 mm 產(chǎn)量過高，使加壓過濾機成餅困難，用氣量增大，超出空氣壓縮機最大負荷，細煤泥系統(tǒng)紊亂，詳見表1。濃縮池沉降效果差，每班必須有約半小時停車進行煤泥沉降。

3 改造措施

為避免濃縮池入料管路里帶入空氣進入濃縮池中心旋轉(zhuǎn)電機，需要對濃縮池入料管路進行改造，使其在入料進入中心旋轉(zhuǎn)電機之前進行排氣處理。對濃縮池入料進入濃縮池前進行排風處理，可以在濃縮池入料管路進中心旋轉(zhuǎn)電機前接設(shè)一個排風管路，使其聯(lián)通大氣，進行排風處理[3]。

3.1 增設(shè)穩(wěn)流箱

增設(shè)穩(wěn)流箱可以緩沖濃縮池入料時廠房里弧形篩篩下物、離心脫水機篩下物、加壓過濾機下濾液、板框壓濾機濾液同時回料時因入料太多、流速太急對濃縮池正在沉降的煤泥沖擊，保證濃縮池沉降系統(tǒng)的正常運行[4]。

表1 細煤泥參數(shù)

3.2 改造濾液水循環(huán)管路

對濾液水循環(huán)管路進行改造，減少整個系統(tǒng)循環(huán)水使用量，減少濃縮池處理量。因加壓過濾機和板框壓濾機的濾液水是經(jīng)過充分過濾的，其性能完全符合循環(huán)水的使用標準，所以分流加壓過濾機和板框壓濾機的濾液水為主選車間系統(tǒng)補水完全符合工藝要求。而分流濾液水可以減少濃縮池水循環(huán)量，降低沉降系統(tǒng)的負荷，使?jié)饪s池使用效率更高效[5]。

3.3 增加濃縮池入料管路排風口

增設(shè)穩(wěn)流箱，對濾液水循環(huán)管路進行改造，增加濃縮池入料管路排風口，避免管路中的空氣排泄到濃縮池沖擊煤泥水的沉降。為防止因離心機篩籃破損，大量粗煤泥涌入濃縮池造成壓耙事故，在廠房內(nèi)增加了打循環(huán)分支管路，即用一根直徑250 mm 的管子一頭與4303 濃縮池底流泵接通，一頭接至煤泥桶。一旦發(fā)生事故，可以打循環(huán)處理。

4 應(yīng)用效果

塔山選煤廠細煤泥工藝系統(tǒng)的改造充分實現(xiàn)了細煤泥系統(tǒng)的配粗工藝，減少了濃縮池煤泥水的系統(tǒng)循環(huán)量，減少了濃縮池的生產(chǎn)壓力，減少了循環(huán)水的使用量，簡化了整個洗選系統(tǒng)的水循環(huán)量。優(yōu)化改造后的選煤廠煤泥系統(tǒng)運行正常, 大大降低了細煤泥產(chǎn)量，使粗煤泥回收產(chǎn)率大大增加，保證了煤炭生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，具有良好的社會經(jīng)濟效益，并為選煤廠循環(huán)水的設(shè)計與應(yīng)用提供了可靠的現(xiàn)實依據(jù)。