永定莊選煤廠旋流器入料系統優化與應用

駱宏亮

(大同煤礦集團大地選煤工程有限責任公司永定莊選煤廠，山西 大同 037000)

永定莊選煤廠隸屬于大同煤礦集團有限責任公司，位于大同煤田向斜中段東南側，地理位置在大同市西南約23.5 km處，行政隸屬大同市南郊區所轄永定莊選煤廠，設計能力210萬t/年，小時處理量400 t/h，屬大型模塊化動力煤選煤廠。全廠采用重介及螺旋分選機聯合分選，50～1.5 mm粒級由重介旋流器分選，1.5～0.15 mm的粒級由螺旋分選機分選，＜0.15 mm由加壓過濾機及板框壓濾機處理，主要設備均采用國外進口設備。廠區主要建筑有辦公化驗樓、主洗車間、濃縮車間、庫房、介質庫、消防水池、集中生產泵房、原煤場、產品倉、矸石倉、各皮帶棧橋等。

1 技術改造原因及背景

永定莊選煤廠分級旋流器組入料壓力應在90～120 kPa才能保證最佳分級效果，而為分級旋流器組供料的泵入料壓力為150 kPa左右，在日常生產中，該廠為了保證最佳分選效果，采用了關小各旋流器的入料閥門來控制壓力。通過調節各組旋流器開啟度的大小來控制入料壓力，操作繁瑣，而且經常滯后，導致大量粗顆粒經常進入濃縮池，造成煤泥難以處理，制約生產。

原來分級旋流器的入料壓力靠12個閥門來控制，永定莊選煤廠實際使用10組旋流器，其他2組關閉。當入料泵上料時，通過分料裝置，均勻分配給10組旋流器。通過開啟閥門的大小控制入料壓力以達到最佳的分選效果。

2 技術改造

1)改造前，煤泥泵為分級旋流器提供的物料在旋流器上方經分料裝置均勻分給10組旋流器，泵提供多少物料，旋流器就得接受多少物料。由于要考慮旋流器的最佳分選效果，入料閥門開啟度只能很小，這樣閥門承受的壓力就很大，磨損就很大。改造前入料示意圖見圖1.

圖1 改造前入料示意圖

實際生產中，該廠安排2名崗位工人專門負責開關閥門，等接到集控室返回需要調整閥門的指令后，往往已經滯后，而且操作繁瑣，勞動量大，濃縮池經常進入大量大顆粒物料，造成煤泥難以處理，制約生產。該廠本著以人為本，降低勞動強度的宗旨，對設備進行了優化改造。

2)改造后，在旋流器上料主管路上接1趟回煤泥桶的管路，并安裝1個控制閥門，煤泥主管路上安裝1個壓力傳感器，傳感器通過1個PLC與控制閥門相連接。通過實驗得出，當壓力傳感器檢測到90 kPa壓力值時的最小電流值和120 kPa時的最大電流值。設定PLC在這個最大和最小電流值范圍工作，當壓力低于90 kPa(最小電流值)時，PLC發出指令，關小閥門保壓;當壓力高于120 kPa(最大電流值)時，PLC發出指令，開大閥門泄壓。這樣在旋流器最佳分選效果的情況下，處理量達到最大，回料量達到最小，形成穩定的流量比例。管路中的壓力也降到了最低，多點人工控制變為單點集中自動控制，快速有效，減少了粗顆粒物料進入濃縮池。旋流器上方安裝的手動控制閥門都處于完全打開或關閉狀態，基本沒有磨損，延長了使用壽命。該廠選用的自動控制閥門、PLC、壓力傳感器等都是經過回收修復后可利用的設備，改造成本較低。

改造后入料示意圖見圖2.

圖2 改造后入料示意圖

電氣控制原理圖見圖3，現場加裝的自動控制閥門圖見圖4，改造前后更換閥門統計表見表1.

圖3 電氣控制原理圖

圖4 現場加裝的自動控制閥門圖

表1 改造前后更換閥門統計表

3 技術改造效果

1)改造于2013年7月20日實施，生產中旋流器的閥門位置是固定不動的。原來調節旋流器的入料壓力需人工手動調節10個閥門，改造后不需要人工調節，變多點人工手動控制為單點集中自動控制，省去了繁瑣的操作，節約了勞動力。旋流器由2名崗位工人看守，改為1名崗位巡視工每3 h巡視1遍。

永定莊選煤廠旋流器入料系統改造后，取得了較好的效果，使用至今，未更換過閥門，保證了選煤廠的正常生產。正常生產中，旋流器的壓力通過自身反饋調節，壓力始終保持在90～120 kPa，再未發生跑粗現象。

2)經濟效益分析。

改造前，每組旋流器每月按更換1個閥門計算，一年約120個，此刀閘閥單價為4 300元。

改造后，保守估計1年主管路上閥門等控制裝置修理1次，修理費用為10 000元。

節約的資金=120×4 300－10 000=50 6000元(不計更換閥門的勞動力)。

3)永定莊選煤廠通過對旋流器入料系統的技術改造，解決了入料壓力過高，造成煤泥跑粗和閥門使用壽命短的問題。通過加裝自動控制系統，節約了勞動力及生產成本。

［1］李明光.現代洗選煤新工藝新技術標準與機械化操作運行檢修管理實務全書［M］.吉林:吉林電子出版社，2010:924.

［2］李幼川.現在洗選煤技術工藝流程、設備選型計算、技術檢查與經濟效益評估實務全書［M］.北京:當代中國音像出版社，2010:869.

［3］陳緒圣.洗選煤技術實用手冊［M］.北京:中國科技文化出版社，2014:449，467.