彈性桿篩板在黑岱溝選煤廠的應用效果分析

劉利波，李金山，喬治忠，徐仁鋒，柳 驍

(神華準格爾能源有限責任公司選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300)

彈性桿篩板在黑岱溝選煤廠的應用效果分析

劉利波，李金山，喬治忠，徐仁鋒，柳 驍

(神華準格爾能源有限責任公司選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300)

為適應當前的煤炭市場變化，優化商品煤結構，黑岱溝選煤廠引進了彈性桿篩板；根據工藝需要對其結構進行了優化，并采用結構優化后的彈性桿篩板進行了工業性試驗。試驗結果表明：彈性桿篩板的使用對生產系統幾乎沒有負面影響，而其能夠有效提高準2商品煤的產量。在目前的煤炭市場形勢下，準2商品煤的銷售空間更大，且價格下降幅度較小，對于提升企業經濟效益具有較明顯的積極作用。

彈性桿篩板；產品結構；發熱量；原煤篩分

神華準格爾能源有限責任公司黑岱溝露天煤礦選煤廠(以下簡稱“黑岱溝選煤廠”)是一座設計能力為30 Mt/a的特大型動力煤選煤廠，入選原煤來自黑岱溝露天煤礦。該選煤廠于1996年建成跳汰洗選系統，設計能力為12 Mt/a，設計工藝為100～13 mm粒級塊煤由跳汰機分選、煤泥由壓濾機脫水的聯合工藝，其中末煤不入選；為滿足實際生產需要，于2005年增設一套洗選能力為8 Mt/a的淺槽重介分選系統(甲生產系統)，洗選工藝為200～13 mm粒級塊煤由淺槽重介質分選機分選、煤泥由壓濾機脫水的聯合工藝，末煤也不入選；2014年進行擴能改造時，增設一套處理能力為10 Mt/a的淺槽重介分選系統(乙生產系統)，采用150～13 mm粒級塊煤由淺槽重介質分選機分選、煤泥由壓濾機脫水的聯合工藝，末煤同樣不入選。主導產品為準2(發熱量為20.50 MJ/kg)、準4(發熱量為18.83 MJ/kg)、準5(發熱量為17.99 MJ/kg)、準6(發熱量為16.74 MJ/kg)四種產品，作為電煤銷往各大電廠。

在目前國家經濟進入新常態和煤炭市場供大于求的情況下，用戶對煤炭產品的質量要求越來越高。根據環渤海動力煤價格指數和神華準格爾能源有限責任公司的煤炭銷售情況來看，發熱量高的商品煤銷售空間較大，且價格降幅較小。由此來看，在這種嚴峻的市場形勢下，只有提高商品煤發熱量，才能更好的適應市場變化[1]。對準格爾地區煤炭特點和選煤廠近些年的生產實踐調研表明，提高原煤入選比例對于提升商品煤發熱量具有積極影響[2]。黑岱溝選煤廠的振動篩主要用于原煤篩分，原設計采用沖孔篩板，篩孔尺寸為13 mm，篩分效果不是很理想，且篩孔較易堵塞。在對目前的篩分技術進行詳細調研的基礎上[3]，引進彈性桿篩板，該篩板的篩孔不易堵塞，且原煤以13 mm篩分時效果較好；將其篩孔尺寸適當縮小后用于原煤篩分[4]，不但能夠降低分級粒度下限，提高原煤入選比例，而且投資成本較小，使用效果良好。

1 彈性桿篩板

1.1 結構與工作原理

彈性桿篩板(圖1)分為普通型和自承重型兩種，其結構基本相同，主要由板框、彈性桿、壓條等組成。板框是將鋼板剪切、鉆孔，并通過焊接加固而成的；壓條的其中一根直接焊接在板框一側，另外一根通過螺栓固定在板框的另一側，以便于更換彈性桿；彈性桿由不同直徑的優質彈性圓鋼加工而成，其被置于板框的圓孔內，并通過壓條固定。

圖1 彈性桿篩板結構示意圖

由于自身結構和所選材料的特點，工作時在激振力作用下，彈性桿篩板與篩機一起振動，彈性桿不但可以上下振動，而且能夠自由轉動。彈性桿間的這種上下振動和轉動，在無物料通過時彼此相互獨立，而有物料通過時相互影響，從而形成多自由度的復雜運動。這種復雜運動與激振力大小、篩板布置方向、篩板傾角、彈性桿直徑等因素相關，其運動特性決定物料到達篩板后，篩板的松散作用和自清理能力均增強，且物料運動速度得到提高，從而使篩機的篩分效率和處理能力均提高。

1.2 技術特點

彈性桿篩板的主要技術特點如下:

(1)彈性桿的復合振動使篩板自清理能力強，篩縫不易被堵塞，能夠有效解決10 mm粘濕原煤的深度篩分問題；

(2)對物料的適應性強，可替換原沖孔篩板安裝在普通篩機上；篩分效率高，一般情況下篩分效率在90%以上；

(3)彈性桿由優質高碳合金鋼材熱處理加工而成，剛性較大，變形較小；投資成本小，價格僅為普通篩板的一半。

1.3 技術參數

為了了解彈性桿篩板的使用效果[5]，在甲生產系統進行了工業性試驗，在試驗的基礎上對篩板技術參數進行了兩次優化；為進一步驗證其實用性和篩分效果，在乙生產系統進行了相應試驗，并對其技術參數進行了優化[6]。在工業性試驗中，優化后的彈性桿篩板篩分效果均較好。排除煤質變化和工藝系統的影響，多次工業性試驗結果表明：采用彈性桿篩板以10 mm對原煤進行篩分時，篩分效果較好，可將該粒度作為分級粒度下限[7]。黑岱溝選煤廠的彈性桿篩板主要技術參數如下：

參數

數值

篩孔尺寸/mm

10

彈性桿直徑/mm

8

篩桿活動余量/mm

2

篩桿軸向活動余量/mm

5

篩板傾角/(°)

0

篩縫布置方向

順煤流

篩板厚度/mm

50

2 彈性桿篩板的應用

2.1 分級入選對生產系統的影響

在彈性桿篩板投入使用前，甲乙兩套生產系統的生產能力均為1 000 t/h，更換篩板后二者的生產能力也能達到1 000 t/h，且配套系統運行正常，生產效率沒有下降。在使用彈性桿篩板后，甲生產系統煤泥量增加了0.30～0.70個百分點，增幅較大，加壓過濾機的生產能力基本可以滿足生產要求，循環水濃度有所增加；乙生產系統煤泥量增加了1.50個百分點左右，增幅也較大，煤泥水處理系統接近滿負荷，但能夠滿足生產需要[8]。

2.2 甲生產系統商品煤結構變化

為了更合理的反映實際生產情況[9]，在保證入選原煤灰分和數量、準6商品煤產量基本不變的條件下，根據2015年的劣質煤灰分對商品煤結構進行預測。采用彈性桿篩板分別以10、13 mm對原煤進行分級，不同分級粒度時甲生產系統商品煤[10]結構變化情況如表1所示。

表1 甲生產系統商品煤結構變化情況

由表1可知：與以13 mm為篩分粒度進行分級入選相比，以10 mm為篩分粒度進行分級入選時，準2商品煤產率增加10.81個百分點，準5商品煤產率下降11.61個百分點。在準6商品煤產量不變的情況下，準2商品煤產量增加而準5商品煤產量減少，這樣更能提升產品對市場的適應性。

2.3 乙生產系統商品煤結構變化

在彈性桿篩板投入使用后，不同分級粒度時乙生產系統商品煤結構變化情況如表2所示。由表2可知：在準6商品煤產量基本不變的情況下，以10 mm作為篩分粒度分級入選時，準2商品煤產率增加7.59個百分點，而準5商品煤產率下降7.67個百分點。在目前的煤炭市場形勢下，準2商品煤的銷售空間更大，且價格下降幅度較小，對于提升企業經濟效益的作用更明顯。

表2 乙生產系統商品煤結構變化情況

3 經濟效益預測

3.1 成本核算

在工業性試驗期間，總共使用篩板492塊，篩板的采購成本為442 800元。采用篩孔10 mm的彈性桿篩板后，產品綜合回收率由74.92%降至72.19%，折算后每噸原煤的材料成本增加0.13元；排矸率由25.08%增至27.81%，折算后每噸原煤的生產成本增加0.15元。

以甲生產系統為研究對象，采用篩孔10 mm的彈性桿篩板后，每噸原煤的電耗增加0.11 kW·h、水耗增加0.002 m3、介耗增加0.07 kg，折算后每噸原煤生產成本增加0.107元。對甲生產系統來說，工業性試驗期間每噸原煤生產成本增加了0.387元，該數據可作為預測經濟效益時的參考。

3.2 銷售收入預測

(1)依據2015年6月的煤炭產品銷售價格(車板價)，對采用彈性桿篩板的甲生產系統銷售收入進行預測，結果如表3所示。

表3 甲生產系統銷售收入預測結果

由表3可知：與分級粒度13 mm的銷售收入相比，分級粒度10 mm的銷售收入高475.90萬元；扣除增加的原煤生產成本279.38萬元，銷售收入可提升196.52萬元，經濟效益較明顯。

(2)采用相同的銷售價格，對采用彈性桿篩板的乙生產系統銷售收入進行預測，結果如表4所示。由于試驗時間較短，乙生產系統的成本無法準確評估，故預測經濟效益時采用甲生產系統的數據。

由表4可知：與分級粒度13 mm的銷售收入相比，分級粒度10 mm的銷售收入高1 023.70萬元；扣除增加的原煤生產成本336.88萬元，銷售收入可增加686.82萬元，經濟成效顯著。

表4 乙生產系統銷售收入預測結果

4 結語

彈性桿篩板在黑岱溝選煤廠的應用說明，其可以有效降低原煤的分級粒度下限，提高商品煤發熱量，但提高幅度有限。對于彈性桿篩板來說，10 mm已是分級粒度極限，要想進一步降低原煤的分級粒度下限，需要考慮其他高效深度分級設備。在確定原煤最佳分級粒度下限時，首先要考慮市場需求，以生產出適銷對路的商品煤；其次要考慮經濟性，結合市場需求和價格，找出經濟效益最大的生產方式。

對于早期建設的選煤廠，在煤質變化較小時，可以采用彈性桿篩板對工藝系統進行改造，以降低原煤分級粒度下限；相對其他篩分設備來說，其改造難度小，投入少，風險低。

[1] 王 煊.煤炭企業應對市場形勢的提質增效管理[J].財經界(學術版)，2015(12)：90.

[2] 孫 剛,孫春寶，張文明. 博后篩——潮濕難篩物料的最佳篩分設備[J].煤炭加工與綜合利用，2006 (5) ：37.

[3] 劉初升,趙躍民.弛張篩篩面動態特性及其工藝參數的研究[J].中國礦業大學學報，2000, 29(3).

[4] 王方東,畢研剛,秦 華,等. 選煤廠振動篩和煤泥碎干系統的改造[J].煤炭工程，2006(7).

[5] 喬龍旗. 顧北選煤廠香蕉振動篩測評與改造[J]. 華章，2013(27).

[6] 李志強, 許慶茂, 張東文, 等. 新型垂直篩板技術[J].化工進展，2001, 20(10).

[7] 付曉恒, 單曉云, 蔣和金, 等.煤泥深度浮選技術的研究[J].煤炭學報，2006, 31(1).

[8] 楊國華. 潮濕煤炭干法深度分級研究新進展[J]. 中國礦業大學學報，2000, 29(2).

[9] 王建忠,王 煒. 影響煤炭篩分效果的因素分析[J]. 煤礦機械，2012, 33(11).

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Application of the elastic-rod screenplate at Heidaigou coal preparation plant and analysis of its operating performace

LIU Li-bo, LI Jin-shan, QIAO Zhi-zhong, XU Ren-feng, LIU Xiao

(Shenhua Group Zhungeer Energy Co., Ltd., Coal Cleaning Plant, Erdos, Inner Mongolia 010300, China)

In order to adapt to the change of the current coal market and optimize the structure of the commercial coal, technical upgrading work was made on a kind of elastic-rod screenplate previously used with an aim to optimizing its structure for suiting to the needs of the cleaning process. Result of industrial test made with the structurally optimized screenplate indicates that no negative effect can be observed following the use of the screenplate. Contrarily, the output of the plant's Zhun 2#saleable coal is noticeably increased. This produces an obviously positive effect for the improvement of the plant's economic performance due to the fact that, under the current market situation, Zhun 2#coal product can find a larger marketing space and can be sold at less reduced price.

1001-3571(2016)01-0051-04

TD941+.3

B

Keywordselastic-rod screenplate; product mix; calorific value; raw coal screening

2016-02-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.013

劉利波(1985—)，男，內蒙古自治區赤峰市人，工程師，從事選煤廠生產管理方面的工作。

E-mail:290082469@qq.com Tel: 0477-4311433