東露天選煤廠加壓過濾機煤泥水分控制

摘要：文章針對東露天選煤廠原生煤泥細粒級含量高，加壓過濾機處理煤泥時產生的無法保證倉壓和產品水分高的現狀，提出并實施了一系列改造方案，改變了加壓過濾機入料濃度和粒度組成，成功地解決了“保倉壓”和“降水分”的問題，保證了選煤廠生產的正常運行。

關鍵詞：東露天選煤廠；加壓過濾機；入料濃度；入粒粒度；煤泥水分控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD462 文章編號：1009-2374（2015）22-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.076

東露天選煤廠于2013年1月正式投產，是一座年設計處理量2500萬噸的特大型動力煤選煤廠，入選原煤為東露天煤礦原煤。煤泥處理流程采用粗煤泥（+0.15mm）經螺旋分選機處理，細煤泥（-0.15mm）進濃縮池后經加壓過濾機處理的工藝。由于入選原煤中細粒級原生煤泥含量高，煤泥中含有黏土類礦物易泥化，在加壓過濾機運行過程中出現耗風量大、保不住倉壓以及煤泥產品水分高等嚴重問題，嚴重制約了選煤廠生產，亟待解決。文章通過對東露天入選煤泥特性和煤泥水處理工藝流程分析，提出了依靠提高加壓過濾機入料濃度和粗顆粒含量、改善設備保養的方案，使問題得到了很好的解決。

1 煤泥水處理系統存在的問題

1.1 循環水濃度高，細粒級煤泥“打循環”對生產系統的影響

由于選煤廠入選原煤中細粒級煤泥含量高，不能及時排出煤泥水系統的細泥，使淺槽、重介旋流器等分選設備中的懸浮液黏性增加，影響輕重產物（優質煤與矸石）的分層速度，使它們作浮沉運動時阻力增加，嚴重地影響分選效率；細泥存在于懸浮液中并作為懸浮液的組成部分會產生“假密度”，使密度忽高忽低、不易控制，從而影響產品質量（影響產品質量的穩定性）；細泥隨輕重產物排出而污染產品。在水力旋流器等分級設備中，細泥的影響類同于上述重介分選旋流器中細泥的影響。在脫介、脫水等分級設備中，如脫介篩、脫泥篩（含弧形篩）、離心機中，噴水中含有細泥的影響主要為糊住篩孔，使脫介脫水效果明顯變差。

細泥在磁選機中的影響主要表現為兩個方面：其一是造成“細泥覆蓋”影響磁選機對介質的回收；其二是大量細泥堆積排泥口，使尾礦量大幅度增加，從而影響磁選機的工作狀況。高濃度洗水影響濃縮旋流器、濃縮機等設備的作業，細泥作為一種“介質”，使濃縮設備中的密度增加，不利于其他細泥（包括自身）的快速沉淀，大量細泥還帶有靜電，互相排斥，使沉淀藥劑用量增加，從而使底流濃度低而溢流濃度高，高濃度的溢流又回到系統中形成惡性循環；低濃度的底流則使過濾、壓濾等環節的工作效率大打折扣。

1.2 細粒級物料含量大對加壓過濾系統的影響

煤泥水系統中細粒級煤泥含量高，大量粒度均一的細粒級煤泥集聚在濃縮機底流中，對加壓處理系統產生了兩方面的負影響：一是使底流濃度低，二是使加壓過濾機在結餅期結餅薄。直接導致了加壓過濾機保不住倉壓，具體表現是加壓過濾機運行時上濾液閥門只能開啟10%左右（否則倉壓下降很快），而且經加壓過濾機處理的煤泥水分大，詳見表1：

從表1可以看出，煤泥產品水分超過26%，遠遠高于業內22%加壓過濾機的處理水平。同時，由于設備漏風嚴重，單臺加壓過濾機運行需要配套運行空壓機4～6臺，加壓過濾機運行能耗極高。

2 現狀調查分析

追本溯源，我們首先從加壓過濾機的入料濃縮機底流抓起。經化驗，濃縮機底流濃度為180～220g/L，0.35～0.5mm粗粒級含量在5%以下。同時，加壓過濾機濾液水濃度高達21g/L，而循環水濃度則在25g/L左右。

多次試驗攻關成敗兩方面的經驗教訓告訴我們：濃縮機來料粒度偏細可能是制約我們生產走向良性循環的桎梏，因為觀察加壓過濾機的濾餅，厚度明顯不夠、水分高，濃縮機的工作也表現為底流濃度不是很高，而溢流濃度不是很低，這里指的是在反復使用多種沉淀藥劑及反復試驗多種藥劑制度的情況下，仍沒有得到高底流低溢流的效果。這說明大量的細泥仍在濃縮機中積聚，沒有發揮應有的分層、濃縮效果。在上述對濃縮機的藥劑種類及制度、加壓過濾機操作等多次攻關的前提下（雖有改觀但沒有徹底解決），我們采用倒推法、排除法，最終找到粒度是制約生產的核心問題，我們大膽進行了嘗試，將373水力旋流器（見本文改造方案部分煤泥處理流程圖）底流口從Φ90mm改為Φ75mm，問題一下子得到了解決，表現為加壓過濾機成餅快、成餅厚、水分低，能及時將濃縮機的底流處理掉，不使這部分物料在系統內“打循環”，證明了我們依靠提高煤泥水系統中粗顆粒含量的方向是正確的。

3 改造方案

東露天選煤廠煤泥處理工藝流程如圖1所示，最終進入濃縮機的煤泥有三個可能來源：373水力旋流器組溢流（占主要部分）、377濃縮旋流器組溢流（可選擇）和378煤泥弧形篩篩下水（可改造）。經我們對以上三種來料粒度組成進行分析，378弧形篩篩下物0.15～0.5mm含量20%左右、373煤泥濃縮旋流器溢流中0.15～0.5mm粗粒級含量在2%以下、377煤泥濃縮旋流器溢流中0.15～0.5mm粗粒級含量15%～25%。因此，我們首先確定將378弧形篩篩下水改造入濃縮池、將377濃縮旋流器溢流選擇入濃縮池來提高濃縮池底流濃度增加底流中粗顆粒含量。其次，我們將378弧形篩篩縫從0.5mm擴展到0.75mm，同時提高377濃縮旋流器入料濃度，即減少375桶補水量。加上上述我們將373水力旋流器底流口直徑減小共三步走的途徑，徹底解決了加壓過濾機入料粗顆粒過少的問題。

接著我們又對加壓過濾機上游環節濃縮機進行了改造。東露天選煤廠絮凝劑加藥量改造前是依據煤泥探桿測量值來進行調節，不能準確及時地反映出藥量是否合適。經過改造，我們通過在濃縮池入料平臺添設量杯來測量煤泥沉降，通過調節加藥量使煤泥沉降速度控制在150～250mL/min之間，從而保證了濃縮機底流濃度。我們對加壓過濾機自身環節做出了改造。影響加壓過濾機工作狀況的因素主要包括入料濃度、入料粒度、風壓、主軸轉速、反吹風壓力設置等，這幾個因素決定濾餅水分、濾餅厚度及排料周期。我們分別對上述各因素進行了大量試驗，即在有條件情況下固定其他因素，對某一個因素進行變動研究。逐一對每個因素均采用同等方式研究（期間我們還安排“三因素三水平正交試驗”），當條件不允許時，例如被固定的其他因素一個或多個發生變化時，我們重新補做試驗，對上述各因素通過試驗制定了制度，如壓風機出口壓力保持在450～500kPa，倉內壓力在300～330kPa；底流濃度控制在330g/L以上（亦即32%百分濃度以上），改造清洗罐體水從煤泥入料桶到濾液桶從而杜絕了對入料濃度的稀釋。此外還制定加壓過濾機保養制度，規定及時更換破損濾布，定期清理礦漿槽，保持恒定液位，定期緊固濾扇連接螺栓，定期調整刮刀間隙等，通過上述一系列措施的實施，完全解決了加壓過濾機以及煤泥水系統出現的問題。

4 效果分析

改造后，加壓過濾機倉壓能保持在310kPa左右，主軸轉速控制在0.7r/min左右，煤泥產品水分控制在22%以內。使煤泥直接摻入精煤中成為可能，提高了精煤產量，創造了0.1×100×300×12=3600萬元年產值。減少了單臺加壓過濾機配套空壓機數量，從3.5臺到1.5臺，每臺空壓機功率250kW，日節約能耗（3.5-1.5）×250×6×18=5.4×104kW，為選煤廠增加了巨大的效益。

5 結語

通過改造，加壓過濾機入料濃度達到330g/L，粗顆粒0.15～0.5mm含量達到10%，有效地改變了加壓過濾機無法保證倉壓的問題，在310kPa的倉壓下有效地控制了煤泥水分到22%以內。同時，使單臺過濾機配套空壓機數目降至2臺以內，顯著地降低了能耗。

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作者簡介：于增軍（1970-），男，河北邯鄲人，供職于北京中煤煤炭洗選技術有限公司，中級職稱，研究方向：選煤。

（責任編輯：蔣建華）