淮北選煤廠渦北分廠水力旋流器組的替換和應用

王敬坤

（淮北礦業集團淮北選煤廠，安徽淮北 235000）

淮北選煤廠渦北分廠水力旋流器組的替換和應用

王敬坤

（淮北礦業集團淮北選煤廠，安徽淮北 235000）

針對水力旋流器組磨損大、偏壓現象明顯的問題，介紹了淮選廠渦北分廠水力旋流器組的改造及其取得的成果應用。

粗煤泥回收；水力旋流器；分級粒度；波瓦羅夫生產能力公式

淮北選煤廠渦北分廠是一座設計入洗原煤120萬t／a的礦井型煉焦煤選煤廠，采用的是預先脫泥－重介分選－粗煤泥回收－煤泥浮選－尾煤壓濾的選煤工藝；粗煤泥回收采用典型的水力旋流器＋弧型篩＋離心機的回收工藝，如圖1。其中水力旋流器的選擇很重要，能起到實現重介旋流器分選下限降低，解決煤泥水系統跑粗，提高中煤產率，減少后續作業負荷，降低生產成本的作用。

圖1 粗煤泥回收系統

1 水力旋流器結構參數介紹［1］

水力旋流器結構參數有旋流器直徑、進料管直徑、溢流管直徑、底流口直徑、旋流器柱體長度等。

（1）水力旋流器直徑。水力旋流器的直徑主要影響其處理能力和分離粒度大小。在要求溢流粗而處理能力高的場合，一般選用大直徑水力旋流器；當要求分離粒度很細時，應選用小直徑的水力旋流器。

（2）水力旋流器的進料管直徑。進料管直徑的增大會導致水力旋流器的生產能力和分離粒度增大，并可減小磨損。一般分級和濃縮的標準水力旋流器進粒管直徑di＝（0.15～0.25）D。

（3）水力旋流器的溢流管直徑。溢流管直徑是影響水力旋流器分離性能的一個重要尺寸，它不僅影響流量比（底流與溢流流量之比），而且還影響入口進料量和溢流出口能量損失的大小。在進口壓力不變的情況下，在一定范圍內增加溢流口直徑，生產能力和分離粒度也會隨之增大。水力旋流器溢流管直徑d0＝（0.2～0.3）D。

（4）水力旋流器的底流口直徑。底流口直徑對流量比分級效率都有影響。推薦底流口直徑du＝（0.07～0.25）D，底流口與溢流口直徑之比（亦稱錐比），若僅考慮分級效率，其值一般在0.35～0.65間最佳。

（5）水力旋流器柱體長度。旋流器的柱體長度對處理能力影響不大，對分選效果有影響，柱體長則分級時間長，分級較為完善，分級效果較好。一般柱體長度H＝（0.7～2.0）D。

（6）水力旋流器錐角。增大錐角，分離粒度變粗；減小錐角，分離粒度變細。細粒級物料，通常取10～15°；粗粒級物料濃縮一般用較大錐角，通常取20～45°。選煤廠的水力旋流器一般用20°。

2 生產中存在的問題

根據淮北選煤廠渦北分廠工藝設計的要求，旋流器能有效分級物料至0.25mm，能處理：精煤磁選尾礦量360.92 m3·h－1，中矸磁選尾礦量240.64m3·h－1。

根據這些要求，當初選精煤磁選尾礦水力旋流器為FX350—GJ×6，選中矸磁選尾礦水力旋流器為FX350—GJ ×4。在使用過程中，發現各旋流器流量分配不均衡，偏壓現象較明顯、磨損程度及分級效果差異大，維修成本高。

3 原因分析及水力旋流器組的替換

究其原因：

（1）設備多不好控制，操作難度大。

（2）磨損較快，各旋流器耗損程度差別大，檢修困難。

針對上述因素，我們決定用單個旋流器代替旋流器組。參考《水力旋流器》（JB／T9035—1999），用FX710—GT代替FX350—GJ×6，用FX610—GT代替FX350—GJ ×4，水力旋流器技術規格見表1。

表1 水力旋流器技術規格

3.1 水力旋流器的生產能力計算

根據波瓦羅夫生產能力計算公式：

波瓦羅夫公式適用于直徑大于300mm的水力旋流器［2］。

式中：qm為水力旋流器生產能力，m3·h－1；kD＝0.8為錐角，D為旋流器直徑，cm；di為入料管直徑，cm；d0為溢流管直徑，cm。

直徑為710mm水力旋流器，根據公式可算出qm＝401.02m3·h－1，直徑為610mm水力旋流器，根據公式可算出qm＝281.80m3·h－1，滿足生產能力要求。

3.2 分級粒度的確定

分級粒度S95以溢流中95%的物料通過標準篩篩孔的大小來表示。從溢流篩分資料（見表2），可以看出710mm和610mm分級粒度為0.24mm，滿足分級要求。

表2 旋流器溢流篩分資料

4 結論

（1）在淮北選廠渦北分廠用直徑為710mm、610mm的水力旋流器代替直徑為350mm的水力旋流器組是可行的，并取得了成功應用。

（2）大型水力旋流器其分級粒度實際值基本貼近設備說明的上限，甚至高于上限。

［1］趙良興.選煤廠水力旋流器選型及應用探討［J］.選煤技術，2011（2）.

［2］羅科華，等.水力旋流器生產能力計算模型及其適用分析［J］.選煤技術，2004（3）.

TD94

A

1671-8275（2012）04-0139-02

2012-07-15

王敬坤（1979-），男，安徽宿州人，淮北礦業集團淮北選煤廠助理工程師。

訾興建