臨渙選煤廠新形勢(shì)下降低精煤水分的探索與實(shí)踐

闞家軍

(淮北礦業(yè)集團(tuán) 臨渙選煤廠，安徽 淮北 235141)

受國(guó)家宏觀政策調(diào)控影響，限制了精煤用戶的精煤儲(chǔ)存量，為增加有效儲(chǔ)存量，精煤用戶對(duì)精煤產(chǎn)品水分提出了近乎苛刻的要求。集團(tuán)公司根據(jù)市場(chǎng)需求相應(yīng)調(diào)整了精煤產(chǎn)品水分考核指標(biāo)，精煤產(chǎn)品月度累計(jì)水分考核從2019年的11.7%下調(diào)到2020年的10.0%，再到下調(diào)到2021年的9.8%，精煤水分直降1.90%。而此時(shí)，為了提高單系統(tǒng)生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，臨渙選煤廠對(duì)東區(qū)旋流器進(jìn)行改造，改用與海王旋流器公司聯(lián)合研制的定制大直徑重介質(zhì)旋流器，將單系統(tǒng)臺(tái)時(shí)處理能力由300 t/h提升到450 t/h，使目前2條生產(chǎn)線的洗選能力達(dá)到以前3條生產(chǎn)線的洗選能力。入洗量增加使精煤產(chǎn)量隨之增加，但同時(shí)也導(dǎo)致精煤脫水設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，影響了精煤脫水效果。因此，在選煤生產(chǎn)管理過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)有的選煤生產(chǎn)工藝、脫水設(shè)備等提出了更高的要求，必須對(duì)每一個(gè)影響因素都加以有效控制，才能最終保證精煤產(chǎn)品水分。

1 影響精煤水分的原因分析

臨渙選煤廠東區(qū)精煤產(chǎn)品由3部分組成：重介精煤、浮選精煤和粗精煤泥。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品各組成部分的設(shè)備設(shè)施、生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究分析，最終確定影響精煤水分的主要原因有以下幾個(gè)方面：

(1)改用定制大旋流器，提高了單系統(tǒng)入洗能力，但后續(xù)投入不足，出現(xiàn)了脫水設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行情況；臥式離心脫水機(jī)工況較差，影響重介精煤脫水效果；直線振動(dòng)篩噴水管理不到位，為了保證脫介效果，噴水必須全開，造成離心機(jī)入料水分大。

(2)受加壓過(guò)濾機(jī)日常維護(hù)及濾布更換不到位等因素的影響，加壓倉(cāng)內(nèi)壓力偏低，直接影響浮選精煤水分；加壓過(guò)濾機(jī)存在設(shè)備不完好造成跑風(fēng)，影響倉(cāng)內(nèi)壓力；空氣壓縮機(jī)存在溫度高跳電的情況，直接影響加壓過(guò)濾機(jī)工作壓力。

(3)粗煤泥分級(jí)旋流器底流口偏大，造成弧形篩入料水量大，導(dǎo)致弧形篩脫水效果差，造成離心機(jī)入料水分大；立式煤泥離心機(jī)刮刀間隙大，造成篩籃篩縫糊煤泥，影響離心機(jī)脫水效果。

由此可見，降低精煤水分必須分別對(duì)這3種產(chǎn)品分別采取有效措施，最終才能保證精煤產(chǎn)品水分合格。

2 技術(shù)研究?jī)?nèi)容

2.1 降低重介精煤水分的措施

臨渙選煤廠東區(qū)重介精煤產(chǎn)品的脫水主要是靠直線振動(dòng)篩和VM1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)來(lái)完成，其中VM1400型離心機(jī)的脫水效果[1-4]對(duì)重介精煤水分造成最主要的影響。為降低重介精煤水分，采取了以下措施。

(1)優(yōu)化脫水方式。原來(lái)東區(qū)每條生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一開一備2臺(tái)VM1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)，通過(guò)調(diào)整重選精煤下料溜槽內(nèi)的翻板，可以使重介精煤靈活進(jìn)入任意1臺(tái)離心機(jī)進(jìn)行脫水，另1臺(tái)作為備用(圖1)。在東區(qū)改用定制大直徑旋流器后，單系統(tǒng)處理能力提升，同時(shí)精煤量也增大，離心機(jī)脫水出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，造成離心機(jī)振動(dòng)大、晃動(dòng)大，重介精煤水分升高，影響精煤產(chǎn)品水分。

圖1 東區(qū)重選介精脫水流程

鑒于此，東區(qū)改變2臺(tái)離心機(jī)一開一備的脫水形式，將2臺(tái)離心機(jī)同時(shí)使用，取消備用，減輕單臺(tái)離心機(jī)脫水負(fù)荷。此外，將離心機(jī)入料溜槽翻板保留，用于調(diào)整進(jìn)入2臺(tái)離心機(jī)的精煤量，并且還能防備一臺(tái)離心機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)仍可以通過(guò)調(diào)整重介精煤流向另一臺(tái)離心機(jī)，使其更具有靈活性。東區(qū)還將重介精煤下料溜槽喇叭口位置加大，避免出現(xiàn)喇叭口蓬煤造成離心機(jī)入料不均，影響脫水效果的情況。

(2)提高離心機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速。對(duì)VM1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)來(lái)說(shuō)，影響脫水效果最主要的參數(shù)是篩籃轉(zhuǎn)速，若增加篩籃轉(zhuǎn)速，離心機(jī)分離因數(shù)也會(huì)隨之增大，這樣就可以在一定范圍內(nèi)提高脫水效果。VM1400型離心機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為274 r/min，其驅(qū)動(dòng)輪的直徑為280 mm，從動(dòng)輪的直徑為1 000 mm。為避免出現(xiàn)篩籃轉(zhuǎn)速過(guò)高而造成篩籃磨損加快的情況，東區(qū)將離心機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速小幅度上調(diào)，擬將其轉(zhuǎn)速提高至310 r/min左右，經(jīng)計(jì)算，需將驅(qū)動(dòng)輪的直徑擴(kuò)大至325 mm。加工制作驅(qū)動(dòng)輪更換后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)篩籃轉(zhuǎn)速為309～311 r/min(見表1)。

表1 臥式振動(dòng)離心機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速提速效果對(duì)比

生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)重介精煤水分進(jìn)行采樣化驗(yàn)，通過(guò)表1數(shù)據(jù)可以看出，提速前3臺(tái)臥式振動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速在280～285 r/min，水分在8.0%～8.5%，提速后轉(zhuǎn)速在310 r/min左右(見圖2)，水分在6.4%～6.7%，離心機(jī)提速降水效果明顯，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，篩籃使用周期沒有明顯變化。

圖2 VM1400型離心機(jī)驅(qū)動(dòng)輪改造

(3)VM1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)振幅一般在2～6 mm，振幅的大小決定了篩籃的排料速度，不僅影響離心機(jī)的處理量，而且對(duì)精煤水分也造成較大影響。

振幅的調(diào)整主要是通過(guò)振動(dòng)電機(jī)偏心塊的夾角大小進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)多次討論，最后將偏心塊的夾角調(diào)大了10°，略微提高了離心機(jī)振幅，改善了臥式振動(dòng)離心機(jī)的脫水效果。

(4)VM1400臥式振動(dòng)離心機(jī)在使用過(guò)程中頻繁發(fā)生跑粗和離心液管堵的現(xiàn)象，以致離心機(jī)脫水排不掉，反而又流向精煤。由于該處較為隱蔽，不易發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，常常造成單批次精煤水分超標(biāo)。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，離心機(jī)精煤下料溜槽周邊陶瓷片部分掉落，造成煤塊下落過(guò)程中反彈進(jìn)入篩籃與機(jī)體的縫隙，隨著脫水進(jìn)到離心液管，導(dǎo)致離心液管頻繁堵塞。因此，東區(qū)對(duì)離心機(jī)進(jìn)行了機(jī)體修護(hù)，重新補(bǔ)貼了陶瓷片，減少篩籃與機(jī)體之間的間隙，杜絕了大顆粒進(jìn)入離心液管，目前已解決掉離心液跑粗問題和離心液管堵的問題。

(5)提高直線振動(dòng)篩脫水效果。因東區(qū)定制旋流器改造，處理量加大后，精煤量增大、篩面物料厚或細(xì)顆粒含量多、篩面打團(tuán)時(shí)，必須通過(guò)開大精煤直線振動(dòng)篩噴水才能保證脫介效果，但是這帶來(lái)了另一方面的問題，就是噴水開的過(guò)大之后，直線振動(dòng)篩不能完全脫水，部分水跟著精煤一起進(jìn)到臥式振動(dòng)離心機(jī)中，增加了離心機(jī)負(fù)荷，從而影響離心機(jī)脫水效果。

經(jīng)調(diào)節(jié)處理量，保證篩面精煤厚度，在直線振動(dòng)篩滿足脫介用水需求的前提下，重點(diǎn)控制最后1道噴水的大小，約減少用水量1/5左右，降低了離心機(jī)的入料水分，改善了離心機(jī)的脫水效果。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，重選精煤水分由改造前的8.2%下降至6.0%，降低了2.2個(gè)百分點(diǎn)。

2.2 降低浮選精煤水分的措施

東區(qū)浮選精煤產(chǎn)品的脫水主要是通過(guò)加壓過(guò)濾機(jī)來(lái)完成，目前使用的是山東煤礦萊蕪機(jī)械廠生產(chǎn)的GP-120型加壓過(guò)濾機(jī)，其正常工作壓力為0.25～0.35 MPa，濾餅水分可在20﹪以下。

加壓過(guò)濾機(jī)脫水效果[5-9]最直接的影響因素就是加壓倉(cāng)內(nèi)壓力，倉(cāng)內(nèi)壓力需要達(dá)到0.24～0.25 MPa及以上，能夠保證浮選精煤水分較為正常。特別是在壓力低于0.20 MPa時(shí)，浮選精煤水分平均達(dá)到22%以上，對(duì)精煤最終水分影響較大。因此，為了降低浮選精煤水分，必須提高加壓過(guò)濾機(jī)倉(cāng)內(nèi)壓力。

(1)加強(qiáng)濾布更換，提高完好率。加壓過(guò)濾機(jī)的濾布是過(guò)濾脫水的主要載體，濾布的破損不僅影響正常生產(chǎn)，而且造成加壓倉(cāng)內(nèi)壓力大量損失，對(duì)浮選精煤水分造成直接影響。為此，東區(qū)抽調(diào)專人進(jìn)行濾布更換，并明確了相關(guān)人員的職責(zé)，做到了從更換、驗(yàn)收到監(jiān)督等全過(guò)程管理，確保濾布更換質(zhì)量，萬(wàn)噸原煤濾布更換塊數(shù)從6塊提高至8塊。

(2)加強(qiáng)設(shè)備檢查，減少跑風(fēng)點(diǎn)。加壓倉(cāng)內(nèi)壓力低是加壓過(guò)濾機(jī)最常見的問題，它對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)的脫水能力影響最大，原因也較為復(fù)雜，最主要的原因還是設(shè)備系統(tǒng)存在漏風(fēng)現(xiàn)象。東區(qū)對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)倉(cāng)內(nèi)漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行排查，主要漏風(fēng)點(diǎn)有濾液管軟連接、分配頭及電動(dòng)閥門等，先后對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)的濾液管、入料閥及分配頭等進(jìn)行了更換處理，提高了加壓倉(cāng)的風(fēng)壓保障能力。

(3)加強(qiáng)低壓風(fēng)機(jī)維護(hù)，提高制備能力。提高加壓過(guò)濾機(jī)倉(cāng)內(nèi)壓力的關(guān)鍵是低壓風(fēng)機(jī)的制備能力，臨渙選煤廠東區(qū)使用螺桿壓風(fēng)機(jī)與離心式風(fēng)機(jī)2種低壓風(fēng)機(jī)。針對(duì)低壓風(fēng)機(jī)因溫度高頻繁跳電的問題，東區(qū)對(duì)風(fēng)機(jī)油冷卻器進(jìn)行更換，改用大型號(hào)油冷卻器。此外對(duì)螺桿壓風(fēng)機(jī)與離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行了全面排查，對(duì)于排查出的問題及時(shí)整改，如更換潤(rùn)滑油、清理疏通低壓風(fēng)機(jī)冷卻器、優(yōu)化設(shè)置低壓風(fēng)機(jī)參數(shù)等，整改后大大改善了低壓風(fēng)機(jī)的工況，提高了低壓風(fēng)的制備能力。

以上措施實(shí)施后，加壓過(guò)濾機(jī)的加壓倉(cāng)內(nèi)壓力從之前的0.20 MPa提升至0.25 MPa以上，最高提升至0.28～0.30 MPa。浮選精煤水分由21.58%降低至19.90%，降低了1.68個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 降低粗精泥水分的措施

臨渙選煤廠東區(qū)粗精泥脫水設(shè)備是弧形篩和立式螺旋卸料離心機(jī)，雖然粗精泥在最終精煤中的占比僅為10%左右，但其水分的高低也對(duì)最終精煤水分造成影響。采取的主要措施為：

(1)提高弧形篩入料濃度[10]。弧形篩入料濃度的大小直接決定了弧形篩的脫水效果，入料濃度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致物料中細(xì)粒級(jí)含量較多，會(huì)造成弧形篩篩縫堵塞，影響脫水效果；入料濃度過(guò)小，會(huì)造成弧形篩竄水，同樣會(huì)導(dǎo)致脫水效果不理想。東區(qū)一號(hào)、二號(hào)粗精煤泥弧形篩脫水效果較差，為控制其水分和灰分，在保證旋流器溢流不跑粗的前提下，對(duì)旋流器底流口分別進(jìn)行了縮小尺寸更換，將旋流器底流口直徑由180 mm更換為170 mm，提高了入料濃度，減少了進(jìn)入粗精煤泥弧形篩的水分。

(2)用高效弧形篩替代固定弧形篩。東區(qū)單系統(tǒng)粗精煤泥弧形篩為4塊1 460 mm寬篩面，弧形篩無(wú)擊打器，且使用時(shí)間長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，振動(dòng)電機(jī)振幅小，效果較差，班中頻繁出現(xiàn)弧形篩竄料的現(xiàn)象，造成粗精煤泥水分嚴(yán)重超標(biāo)，時(shí)常達(dá)到20%～30%，煤泥離心機(jī)下料溜槽明顯淌水，且弧形篩更換頻繁，單塊篩面使用時(shí)間不超過(guò)1個(gè)月。

東區(qū)對(duì)弧形篩進(jìn)行優(yōu)化改造，將原弧形篩改為高效弧形篩，寬度由原來(lái)的3 m升級(jí)改造為3.6 m，弧形篩的脫水面積增大了20%，并在弧形篩上安裝氣動(dòng)式擊打器，在振動(dòng)電機(jī)和擊打器的共同作用下，提高了弧形篩的脫水效果。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)弧形篩及擊打器的檢查，弧形篩竄料及時(shí)進(jìn)行調(diào)頭，擊打器不動(dòng)作或擊打無(wú)力時(shí)及時(shí)修復(fù)或更換，保證弧形篩脫水效果，進(jìn)一步降低了粗精泥的水分。

(3)提高立式離心機(jī)刮刀間隙標(biāo)準(zhǔn)。篩籃和刮刀之間的間隙大小，對(duì)離心機(jī)的脫水效果影響很大。間隙越小，篩籃上停留的煤層越薄，水流容易通過(guò)，脫水效果越好；間隙過(guò)大，篩籃表面粘附著的煤層越厚，水流通過(guò)阻力增加，影響脫水效果。因此，東區(qū)將立式離心機(jī)刮刀間隙由原來(lái)的2～4 mm縮小到1～3 mm，檢查頻次由每周1次增加為2次，提高了立式離心機(jī)的脫水效果。

(4)控制粗精煤泥弧形篩噴水。東區(qū)為提高脫泥效果，降低粗精煤泥灰分，在粗精煤泥弧形篩上安裝了噴水，這也是粗精煤泥水分高的原因之一。因此，在入洗不同礦別的煤種，對(duì)噴水的開關(guān)及開度要有充分的要求，在粗精煤泥灰分正常的前提下，噴水可以開小甚至關(guān)閉。如在入洗臨渙肥煤時(shí)，煤粉、高灰細(xì)泥含量高，重介精煤、粗精煤泥容易出現(xiàn)高灰，需將粗精煤泥弧形篩噴水打開，以提高降灰效果；而在入洗楊柳及其配煤時(shí)，中間物含量少，此時(shí)，噴水可以關(guān)閉。

采取以上措施后，粗粗精煤泥水分由改造前的12.7%降低至11.6%，下降了1.1個(gè)百分點(diǎn)，取得了明顯效果。

3 運(yùn)行效果及效益分析

通過(guò)技術(shù)改造和加強(qiáng)管理措施，臨渙選煤廠東區(qū)外運(yùn)精煤水分下降了0.8%，月度精煤累計(jì)水分達(dá)到了9.4%，圓滿完成了集團(tuán)公司考核指標(biāo)，取得了良好效果(見表2)。

表2 東區(qū)月度累計(jì)外運(yùn)精煤水分對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

臨渙選煤廠東區(qū)通過(guò)采取挖掘脫水設(shè)備潛力、實(shí)施高效弧形篩技術(shù)改造、加強(qiáng)設(shè)備技術(shù)管理等措施，有效降低了精煤產(chǎn)品水分，滿足了精煤用戶的需求，維護(hù)了臨選精煤品牌形象。按照臨渙選煤廠東區(qū)年生產(chǎn)精煤200萬(wàn)t，水分降低0.8%，減少無(wú)效運(yùn)輸200萬(wàn)t×0.8%=1600 t，按照40元/t運(yùn)輸成本計(jì)算，年累計(jì)節(jié)省運(yùn)輸成本1600t×40元/t=64萬(wàn)元。有效節(jié)省了精煤鐵路運(yùn)輸費(fèi)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。