八礦選煤廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的整改與完善

康萬里，方魯香

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 八礦選煤廠，河南 平頂山 467000)

八礦選煤廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的整改與完善

康萬里，方魯香

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 八礦選煤廠，河南 平頂山 467000)

為解決八礦選煤廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)投入使用后帶來的生產(chǎn)問題，在工藝、設(shè)備等方面進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。通過優(yōu)化原煤分級旋流器組、主選旋流器、粗煤泥篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)，完善洗選系統(tǒng)工藝，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和洗選效率，降低了精煤損失。

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)；洗選工藝；結(jié)構(gòu)參數(shù)；操作參數(shù)

八礦選煤廠是一座設(shè)計能力為1.80 Mt/a的煉焦煤選煤廠，設(shè)計工藝為跳汰、浮選的聯(lián)合工藝。為適應(yīng)原煤煤質(zhì)的變化，穩(wěn)定精煤產(chǎn)品質(zhì)量，提高精煤產(chǎn)率，2002年對跳汰選煤系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，形成了重介、浮選與跳汰、浮選兩套聯(lián)合選煤工藝。后來又進(jìn)行了一系列的工藝和設(shè)備改造，特別是2011年8月對原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)(篩分、破碎、脫泥系統(tǒng))的改造，使系統(tǒng)生產(chǎn)能力由1.80 Mt/a提升到4.50 Mt/a，原煤實(shí)際處理能力有了很大提高。該選煤廠入選原煤為平煤集團(tuán)八礦、十礦、十二礦、十三礦的己組煤，屬于中灰、低硫、高粘結(jié)性的中等可選煤，主導(dǎo)產(chǎn)品為十級冶煉焦精煤，主要作為寶鋼、武鋼等煉鋼廠的煉焦原料。

隨著產(chǎn)能的提升，該選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)也出現(xiàn)了一些問題，原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的作用沒有得到充分發(fā)揮，主選系統(tǒng)分選效果沒有得到明顯改善；隨著原煤入選量的增加，入浮煤漿濃度增高，生產(chǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定，精煤產(chǎn)品質(zhì)量波動大。從選煤廠管理水平和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率兩方面考慮，必須對制約生產(chǎn)水平提高的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行整改與完善。

1 存在問題

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的篩分、破碎、脫泥系統(tǒng)投入使用后，在一定程度上提高了系統(tǒng)處理能力，降低了粗煤泥灰分和企業(yè)能耗[1]。但是原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)與主選系統(tǒng)對接后，整個生產(chǎn)系統(tǒng)顯現(xiàn)出一些問題，洗選效率沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

這些問題主要表現(xiàn)為：原煤脫泥系統(tǒng)脫泥效果差，脫泥效率在30%左右；<0.5 mm粒級進(jìn)入主選系統(tǒng)的比例大，在20%左右，影響主選系統(tǒng)的洗選效率[2]。浮選入料濃度高，高達(dá)130 g/L，嚴(yán)重影響浮選效果，浮選精煤灰分高，平均在10.80%[3]。這些問題的存在，導(dǎo)致精煤損失大，浮選精煤灰分高，嚴(yán)重影響精煤質(zhì)量和洗選效率。

2 整改方案與實(shí)施

2.1 原煤脫泥系統(tǒng)整改

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的分級旋流器組共有四組，入料壓力在0.15～0.20 MPa之間，入料壓力過高影響旋流器的分級效果。在0.15～0.20 MPa的入料壓力下，旋流器底流中<0.25 mm粒級產(chǎn)率偏高(表1)，導(dǎo)致設(shè)備脫泥效果不理想，進(jìn)而影響主選旋流器的分選效果。因此，需要針對這些問題，對脫泥系統(tǒng)的分級旋流器組進(jìn)行整改。

2.1.1 優(yōu)化分級旋流器組結(jié)構(gòu)參數(shù)

由于安裝空間的限制，現(xiàn)場只能安裝六組分級旋流器。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，增加兩組分級旋流器，并分別選用底流口直徑為90、70 mm的分級旋流器進(jìn)行分級試驗(yàn)，確定底流口最佳直徑。底流口直徑為90、70 mm時的分級旋流器組分級效果如表2所示。

表1 整改前的分級旋流器組分級效果Table 1 Separation results of original classification cyclone %

注:入料濃度為268 g/L，溢流濃度為175 g/L，底流濃度為716 g/L。

表2 底流口直徑為90、70 mm時的分級旋流器組分級效果

注:入料濃度為274 g/L，底流口直徑為90 mm時，溢流濃度為136 g/L，底流濃度為679 g/L；底流口直徑為70 mm時，溢流濃度為153 g/L，底流濃度為768 g/L。

由表2可知：減小底流口直徑和降低入料壓力均能改善分級旋流器的分級效果，當(dāng)?shù)琢骺谥睆綖?0 mm時，底流濃度高達(dá)768 g/L，此時易出現(xiàn)堵塞；當(dāng)?shù)琢骺谥睆綖?0 mm時，底流濃度為680 g/L，底流中<0.25 mm粒級產(chǎn)率在35%左右。綜合考慮，確定底流口直徑為90 mm，此時分級旋流器分級效果最好。

2.1.2 擴(kuò)大弧形篩篩縫

煤泥篩篩上物料層厚、細(xì)粒級含量多是原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)投產(chǎn)以來就存在的問題，為了增加煤泥篩的透篩率，將煤泥篩分工序前的振動弧形篩篩縫由0.5 mm擴(kuò)大至0.75 mm。現(xiàn)場篩分試驗(yàn)表明：擴(kuò)大弧形篩篩縫后，篩上物中>0.5 mm粒級的產(chǎn)率由30.42%上升到35.74%，即<0.5 mm粒級的透篩率增加5.32個百分點(diǎn)。

2.2 主選系統(tǒng)整改

2.2.1 優(yōu)化主選旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)

該選煤廠主選旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)是根據(jù)入選原煤性質(zhì)確定的[4]，但當(dāng)時沒有分級脫泥環(huán)節(jié)。原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)投入使用后，入選原煤中<0.5 mm粒級產(chǎn)率減少，理論上有利于提高主選旋流器的分選效果[5]。主選旋流器分選效果好壞最直接的表現(xiàn)是，主選精煤灰分的穩(wěn)定率和中煤帶煤率，結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整前的主選旋流器分選效果(表3)表明：原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)投入使用前后，精煤灰分穩(wěn)定率、中煤帶煤率沒有明顯變化。

為了改善主選旋流器的分選效果，根據(jù)原煤實(shí)際入選情況，對主選旋流器的精煤溢流管直徑、中煤溢流管直徑、底流口直徑進(jìn)行探索性的調(diào)整。在相同條件下，縮小溢流口直徑能提高實(shí)際分選密度，而增大底流口直徑，則會降低實(shí)際分選密度，此時精煤質(zhì)量和產(chǎn)量均下降[1]。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論，將主選旋流器的精煤溢流管直徑由380 mm縮小至360 mm，中煤溢流管直徑由300 mm調(diào)整為280 mm，底流口直徑由310 mm減小為270 mm，結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整后的主選旋流器分選效果如表4所示。

表4 結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整后的主選旋流器分選效果Table 4 Separation results of main cyclone afteroptimization of structural parameters %

由表4可知：主選旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整后，精煤灰分穩(wěn)定率由68.31%上升到75.05%，中煤帶煤率由 32.17%降至 22.13%，洗選效率由89.67%提高至91.88%，分選效果明顯改善。

2.2.2 調(diào)整入料壓力控制方式

八礦選煤廠的兩臺主選旋流器為無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，入料壓力(供介壓力)均通過合介泵的出料閥門控制，不但壓力波動大，而且對泵和閥門的磨損嚴(yán)重，同時合介桶的液位高低對入料壓力大小也有較明顯影響。無論哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會使入料壓力發(fā)生變化，入料量隨之產(chǎn)生波動，進(jìn)而影響主選旋流器的分選效率[2]，并導(dǎo)致設(shè)備能耗增加。

通過研究并查閱國內(nèi)先進(jìn)選煤廠的工藝系統(tǒng)，結(jié)合八礦選煤廠的實(shí)際情況，為了減少管件磨損和節(jié)能降耗，采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)入料壓力[2]。調(diào)整入料壓力控制方式后，入料壓力波動范圍由原來的±0.03 MPa減小到±0.02 MPa，且變化頻率大幅下降；此外，每臺合格介質(zhì)泵的工作電流由50 A減小到40 A，重介系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，設(shè)備能耗有所下降。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，在安裝變頻器的同時增設(shè)了工頻旁路裝置。如果變頻器發(fā)生異常而無法正常工作，可以手動將電機(jī)切換到工頻運(yùn)行狀態(tài)下，以保證正常生產(chǎn)的需要。

2.3 浮選系統(tǒng)整改

浮選入料由四部分組成，即原煤分級旋流器溢流(浮選入料的主要組成部分)、粗煤泥篩篩下水、粗煤泥離心機(jī)離心液、加壓過濾機(jī)濾液。為解決入浮煤漿濃度高、入料中粗顆粒含量多等問題，對浮選系統(tǒng)工藝進(jìn)行完善[3]。

2.3.1 更換脫泥篩噴水

原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)脫泥篩的噴水為精煤磁選機(jī)尾礦的分級旋流器溢流，濃度在130 g/L以上，其中含有一定量的煤泥，導(dǎo)致原煤脫泥篩噴嘴經(jīng)常被堵塞，必須向浮選入料中補(bǔ)加循環(huán)水才能保證入浮濃度。經(jīng)過研究分析，原煤脫泥篩噴水改用循環(huán)水，精煤磁選機(jī)尾礦的分級旋流器溢流直接作為浮選入料。這樣既能改善原煤脫泥篩的噴水質(zhì)量，又能解決噴嘴被堵塞的問題，還能保證入浮煤漿濃度。

2.3.2 更換粗煤泥篩篩板

由于原煤脫泥系統(tǒng)已脫除大部分細(xì)泥，精煤磁選機(jī)尾礦分級旋流器組的底流中細(xì)泥含量明顯減少，粗煤泥篩入料灰分也有所下降，經(jīng)粗煤泥篩噴水脫泥后，粗煤泥灰分明顯降低。為了保證浮選入料粒度和減輕浮選系統(tǒng)壓力，需要提高粗煤泥回收率。經(jīng)研究分析，決定將粗煤泥篩篩縫由0.5 mm調(diào)整成0.35 mm。粗煤泥篩篩縫調(diào)整后，篩下水中>0.5 mm粒級產(chǎn)率由15.36%降低到11.27%，<0.25 mm粒級產(chǎn)率由35.80%增大至48.52%，有利于后續(xù)的浮選作業(yè)。另外，粗煤泥灰分仍然≤11.00%，與調(diào)整篩縫前的灰分相比變化不大，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

浮選系統(tǒng)整改前后的浮選效果如表5、表6所示。浮選系統(tǒng)整改前檢測的入浮煤漿濃度為123 g/L，整改后檢測的入浮煤漿濃度為98 g/L。

由表5、表6可知：浮選系統(tǒng)整改后，浮選精煤灰分穩(wěn)定在10%左右，浮選尾煤灰分平均在50%以上，浮選生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定，滿足現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)要求。

表5 浮選系統(tǒng)整改前的浮選效果

表6 浮選系統(tǒng)整改后的浮選效果

3 結(jié)語

通過優(yōu)化原煤分級旋流器組、主選旋流器、粗煤泥篩的相關(guān)參數(shù)，完善洗選工藝，提高了八礦選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和洗選效率，降低了精煤損失。在入選原煤灰分相同的條件下，精煤產(chǎn)率有所提高，提高了煤炭資源的回收率，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 路邁西.選煤廠技術(shù)管理[J].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006：195.

[2] 歐澤深，張文軍.重介質(zhì)選煤技術(shù)[J].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006：219,232-241.

[3] 吳大為.浮游選煤技術(shù)[J].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004：148-160,244-246.

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[5] 吳式瑜.選煤廠實(shí)用技術(shù)手冊[J].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：231-232.

Improvement of feed preparation system in No.8 coal mine coal preparation plant

KANG Wan-li, FANG Lu-xiang

(No.8 Coal Mine Coal Preparation Plant, Pingdingshan Tianan Coal Mining Co., Ltd., Pingdingshan, Henan 467000, China)

To solve production problem caused by feeding preparation system in No.8 coal mine coal preparation plant, technological innovation in process and in equipment etc., is made, including optimization of structural and operating parameters of classification cyclone set for raw coal, main cyclone and coarse coal slime screen, which improves separation efficiency and stability of production system, reducing loss of clean coal.

feed preparation system; coal preparation technology; structural parameter; operating parameter

TD941

B

1001-3571(2015)04-0042-03

2015-05-06

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.011

康萬里(1980—)，男，河南省平頂山市人，助理工程師，從事選煤廠生產(chǎn)管理工作。

E-mail：51150035@qq.com Tel：13783261112