中小港區煤炭篩分系統的應用分析

田冰

摘 要：文章以中小港區為例，分析如何在中小場所和有限的投資條件下組成一個功能全面的小型煤炭篩分系統，應用煤炭篩分系統能夠進一步提升中小港區的經濟效益。

關鍵詞：中小港區；煤炭篩分系統；應用效率

中小型港區的貨運量不大，針對煤炭裝卸作業，多采用橋式抓斗卸船機、帶式輸送機以及堆料機等設備實現。橋式抓斗卸船機能夠將煤炭從船艙中取出，放入帶式輸送機進行運輸，最后由堆料機進行堆垛，再由裝載機裝車、裝船機裝船、皮帶機裝火車等方式運輸出港區。但是由于塊煤和粉煤的市場價格相差較大，客戶對于不同類型的煤炭有著不同的需求。筆者認為采用煤炭篩分系統能夠更好地滿足客戶的不同需求，提升煤炭運輸的經濟效益。

1 煤炭篩分系統中主要采用的設備

振動篩是一種將物料按直徑大小的不同分成兩種或多種的設備。隨著現代工業的不斷發展，振動篩設備也得到了更新與升級，推出了振動篩、直線振動篩、圓振動篩以及共振篩等類型。振動篩的主要結構采用的是彈簧加偏心軸[1]。直線振動篩則主要利用振動電機的激振作為動力，讓物料在篩網上做直線運動，物料能夠通過均勻的運動進入篩分機的進料口，通過不同孔徑的篩網過濾從而篩選出不同規格的物品。該設備具有能耗低、參量高、結構簡單、易于維修、全封閉結構、無粉塵污染、自動排料的優勢，比較適合流水線作業。圓振動篩主要采用的是筒體式偏心軸激振器，能夠通過偏塊實現振動幅度的調節，物料額篩淌線比較長，篩分的規格也有很多種，具有結構穩定、篩分效率高、振動力強且噪音小的優勢。但其運動曲線導致圓振動篩的塞孔問題，且在振動篩啟動、停機時，當激振器的振速無限接近于共振速度時，能夠引發共振，導致設備的使用壽命縮短，也導致振動篩的穩定性會受到影響。共振篩的結構復雜，操作有一定的難度，限制了其在實際工作中的應用[2]。振動篩可分為單級篩和多級篩，主要是在相同的條件下，單級篩的生產率比多級篩更高，多級篩的功能又比單級篩更多，具有功能性強的優勢，但是由于結構復雜，在實際運行過程中容易出現堵料的現象，且生產效率低于單級篩。

2 煤炭篩分系統設計

2.1 煤炭篩分系統設計原則

（1）煤炭篩分流程需要符合煤炭運輸流程。由于中小港區的規模較小，散貨堆場較小，需要充分利用有限的土地資源合理布局煤炭篩分設備。同時，需要從節能環保的層面出發，將篩分流程與煤炭運輸流程相結合，從而最大限度地節省能耗。（2）煤炭篩分環節需要具有獨立性。根據客戶的需求，選擇煤炭是否進行篩分，對需求煤炭篩分的客戶，可以將煤炭篩分后再進行堆存，而不需要篩分的客戶則可以直接進行堆場，從而保障客戶的利益，減少港區的工作量[3]。（3）篩分系統的效率要符合煤炭卸船的效率。若由于篩分系統而造成卸船效率的下降，不但會造成運行成本的浪費，同時還可能導致港口的通行能力下降。（4）篩分設備應當安全可靠、維修便捷。篩分設備的安全運行是保障篩分系統持續工作的重要前提，且篩分設備是篩分系統的主要組成部分，具有不可代替性，若在篩分過程中經常出現故障，勢必會造成港區工作效率的下降。（5）煤炭篩分工藝需要滿足篩分需求。根據客戶提出的相關要求，將煤炭分為四種規格：煤粉（粒度<13mm）、小煤塊（粒度在13～30mm，俗稱25子）、煤款（粒度在30～80mm，俗稱38塊）以及大塊煤炭（粒度>80mm），因此該篩分系統需要具備多層篩分的功能。

2.2 裝卸設備的選擇

裝船設備主要分為固定式和移動式，前者是比較不理想的機型，在裝船幅度較大時的應用效果不佳，而移動式是近些年來新研發出來的機型，能夠根據不同布局調整臂架仰俯、伸縮等結構。卸船設備主要分為兩種：連續式卸船機和間歇式卸船機。連續式卸船機具有技術先進、能耗低且粉塵少的優勢，但是對于煤質、船型以及粒度等因素有著較高的要求，且維修和養護費用昂貴。間歇式卸船機主要為橋式抓斗卸船機，其適用范圍廣，且維修和保養便捷，在很多港區都有應用。本組系統采用3臺額定功率為250t/h的橋式抓斗卸船機，軌距為12m，外伸距為18m。

2.3 篩分設備的選擇

目前市場中主要采用的篩分設備有固定篩、振動篩以及滾軸篩，本系統主要采用了復合正弦篩，是近些年來研發出來的一種新型滾軸篩，在傳統滾軸篩的區別在于篩片的形狀，傳統滾軸篩采用的是梅花形篩片，復合正旋軸是采用的橢圓形篩片。復合正弦篩是利用相鄰滾軸的橢圓形篩片同步行圓周運動，切點的運動軌跡為正弦波形，橢圓形篩片能夠讓篩片上的物料更容易松散開來，并在篩片的運動下向前翻滾。這種篩分裝備在煤炭篩分中具有較好的應用效果，且篩分效率高。

復合正弦篩雖然能夠應用于中小港區中，但是要想提高篩分效率，需要串聯1個或多個設備實現。但若僅通過簡單的串聯篩分，能夠同時滿足煤粉和煤塊的篩分，并隨著帶式輸送機傳動裝置送往堆場。但這同時又會使得篩分步驟過于復雜，不但增加了作業時間同時也增加了運營成本，因此需要對復合正弦篩進行改造。筆者在進行反復思考后提出了“串聯設備多規格出料”的方法，即在同一復合正弦篩上安裝不同規格的篩板，這樣就能夠得到1種篩上物和2種篩下物，從而滿足客戶的需求。

2.4 系統方案

中小型港區的貨運量不大，針對煤炭裝卸作業，多采用橋式抓斗卸船機、帶式輸送機以及堆料機等設備實現。橋式抓斗卸船機能夠將煤炭從船艙中版取出，然后放入帶式輸送機進行運輸，最后由堆料機進行堆垛，再由裝載機裝車、裝船機裝船等方式運輸出港區。通過分析煤炭裝卸篩分的流程，在轉運站安裝篩分設備是最為合理的，不會影響取料機的作業。本組設計中，通過復合正弦篩和移動滾軸篩組成篩分緩環節。1號篩在篩分后，篩下物落于皮帶機上，而篩上物則運輸至串聯篩分機上進行二次篩分，二級篩分出來的篩下物經過斗翻版轉換并由傳輸機轉出，從而將煤炭分為不同規格，最后進行堆放。本次設計是對傳統篩分工藝的改造與升級，在第一次篩分后進行二次篩分，篩分設備的選擇以及系統設置是值得思考的問題，需要在有限的空間內實現篩分設備與其他系統的有機結合。例如，復合正弦篩篩板傾角為15度，但是由于本次改造，分別采用了三種規格的角度，并通過不同的計算與分析，通過降低轉速比、調節振動器速率等方法，來彌補后續的通過能力。復合正弦篩片是橢圓形，若采用單軸驅動，可能會由于轉速的偏差出現卡死或相干擾的現象，一般采用集中驅動或錯位安裝的方式，但是這種方式可能會出現安裝空間不足的問題。

3 結束語

文章試圖解決的問題是：如何在中小場所和有限的投資條件下組成一個功能全面的小型煤炭篩分系統，應用煤炭篩分系統能夠進一步提升中小港區的經濟效益？綜上所述，篩分系統在中小港區中具有較好的應用效果，通過選擇合適的卸船與拆分設備，設計了較為合理的工藝方案，為中小港區發展建立了良好的基礎。

參考文獻

[1]劉志新，閭振華.布袋式除塵在大型煤炭篩分系統中的成功應用[J].中國環境管理干部學院學報，2016，16（1）：51-53.

[2]魏兵虎.趙家寨煤礦原煤篩分系統工藝設計及設備選型[J].煤炭工程，2015，23（5）：18-20.

[3]黃齊，管敘欣，陳香華，等.煤炭碼頭多級篩分系統的改造和實現[J].港口裝卸，2015，34（5）：36-39.