紅慶河選煤廠篩分設備選型淺談

張時光

（江蘇省設備成套有限公司，江蘇南京210009）

0 引言

篩分設備是選煤廠最重要的自動化設備之一，選煤廠的正常生產離不開篩分設備的良好運轉，因此，篩分設備的合理選型對選煤廠的建設至關重要。本文以特大型選煤廠紅慶河選煤廠為例，對篩分設備如何選型進行簡要介紹，希望能為同類型選煤廠篩分設備的選型提供參考。

1 紅慶河選煤廠簡介

紅慶河井田位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內，行政區劃隸屬紅慶河鎮與札薩克鎮管轄。井田含煤地層為侏羅系中下統延安組，含2、3、4、5、6五個煤組共16個煤層，其中3-1、4-1、6-1煤層為全區可采煤層，4-2、5-1、5-2、6-3煤層為大部可采煤層。全區煤種以不粘煤為主，含少量的長焰煤。

依托紅慶河井田建有紅慶河礦井，礦井于2018年初投產，初期主要開采3-1煤層。紅慶河選煤廠入選紅慶河礦井生產的原煤，選煤廠設計生產能力與礦井一致，為1 500萬t/a。選煤廠初期建設原煤篩分儲存系統和塊煤分選系統，末煤分選系統預留位置。選煤廠原煤篩分分兩套系統建設，塊煤分選分三套系統建設。

2 洗選工藝選擇

根據煤質資料、產品定位和建設單位意見，選煤廠的選煤工藝為：200～13 mm塊煤重介淺槽選、2～0.15 mm粗煤泥直接回收、煤泥壓濾。

3 篩分設備選型

選煤廠原煤年生產能力1 500萬t，年工作天數330 d，日工作時長16 h。

選煤廠小時生產能力=15 000 000/（330×16）=2 840.91 t/h

所需篩分面積計算公式：

式中，A為所需篩子表面面積；T為篩子每小時入料量；K為不均衡系數，篩分系統及洗選系統一般取1.15；D為每小時每平方米篩寬（或每米篩寬）篩面處理能力。

根據工藝設置，選煤廠篩分設備主要分四種：原煤分級篩、脫泥篩、脫介篩和粗煤泥脫水篩。

3.1 原煤分級篩選型

紅慶河選煤廠原煤篩分有200 mm一段分級和13（25）mm二段分級。由于本廠篩分處理量大，為了生產穩定連續，篩分設備優先選用目前國內使用較多、處理能力大且運行穩定的香蕉篩。

參考GB 50359—2005《煤炭洗選工程設計規范》（以下簡稱“規范”）表4.1.2，一段篩分篩面處理能力取80 t/（h·m2），則所需篩分面積A=（2 840.91×1.15）/80≈40.84 m2；根據空間布置，選3673型香蕉篩，n=40.83/（3.6×7.3）≈1.55，選兩臺3673型香蕉篩，每套系統布置一臺。

根據規范表4.1.2，二段篩分篩面處理能力取25 t/（h·m2）。考慮對生產波動適應性，忽略一段篩分后200 mm以上塊煤減少量，二段分級所需篩分面積A=（2 840.91×1.15）/25≈130.68 m2；根據空間布置，如選用3073型香蕉篩或3661型香蕉篩，n≥5.95，選用6臺篩子，設備選型富余性不足。選3673型香蕉篩，n=130.68/（3.6×7.3）≈4.97，考慮雙系統的對稱性，每套系統選用3臺3673型香蕉篩。

3.2 脫泥篩選型

考慮篩分效率，根據流程計算，+13mm塊煤量為1622.44t/h。重介淺槽分選選前脫泥太干凈反而不利于洗選介質的穩定，因此選前脫泥不追求過高脫泥效率。目前國內淺槽篩前脫泥選用傾斜式直線振動篩較多（一般傾斜5°），本設計在處理能力能夠滿足生產需要的情況下不再創新采用其他脫泥篩分設備。根據經驗，取篩面處理能力25 t/（h·m2），所需篩分面積A=（1 622.44×1.15）/25≈74.63 m2；根據布置，選3048傾斜直線篩，n=74.63/（3.0×4.8）≈5.18，選6臺3048型傾斜直線篩，每套系統對應2臺。

3.3 脫介篩選型

紅慶河選煤廠脫介篩分有矸石脫介和精煤脫介兩種。脫介篩分國內香蕉篩和直線篩都有使用。香蕉篩處理能力相比直線篩大些，但脫介效果沒有直線篩好，因此篩子的選型要根據實際情況確定，一般可以采用直線篩則不選用香蕉篩。

本井田煤層含矸量不大，矸石脫介選用單層直線篩。根據規范表5.3.4，脫介篩篩面處理能力取10 t/（h·m2）。根據流程計算，考慮不均衡系數后選煤廠矸石量為184.02 t/h，所需脫介篩面積A=184.02/10≈18.4 m2；根據布置，選目前常用的寬度最小的2461型直線篩（注：脫介篩篩長一般不宜小于6.1 m，否則脫介效果差），n=18.4/（2.4×6.1）≈1.26，選3臺2461型直線篩，每套系統對應1臺。根據流程計算，考慮不均衡系數后選煤廠塊精煤量為1 593.19 t/h。選煤廠精煤量較大。為簡化廠房布置，選用處理量大的香蕉篩。

如選用單層篩，篩面處理能力根據規范表5.3.4取12t/（h·m2），則所需脫介篩面積A=1 593.19/12≈132.77 m2，由于淺槽分選機布置有3臺，因此精煤脫介篩最多可布置6臺，每臺篩子所需面積A=132.77/6≈22.13 m2，可選用3673型香蕉篩，篩面面積26.28 m2滿足要求。

如選用雙層篩，上層篩面篩孔取25 mm，根據規范表5.3.4，篩面處理能力上層取20 t/（h·m2），下層取12 t/（h·m2），則上層所需脫介篩面積A=1 593.19/20≈79.66 m2，布置6臺脫介篩，每臺篩子所需面積A=79.66/6≈13.28 m2，選用3061型香蕉篩，篩面面積18.3 m2，滿足要求；經上層篩分后，下層篩入料量為544.62 t/h，下層所需脫介篩面積A=544.62/12≈45.39 m2，布置6臺脫介篩，每臺篩子所需面積A=45.39/6≈7.56 m2，選用的3061型香蕉篩滿足要求。因此，精煤脫介篩選型也可選用6臺3061型雙層香蕉篩。

布置發現，脫介篩越長，廠房寬度方向越寬；脫介篩越高，廠房高度方向越高。兩種選型經布置比較，考慮縮小廠房體積，減少占地面積，降低投資，最終選用6臺3061型雙層香蕉篩。

3.4 粗煤泥脫水篩選型

目前國內粗煤泥脫水篩布置有與粗煤泥離心機聯合布置，脫水篩作為一段脫水，粗煤泥離心機作為二段脫水和粗煤泥脫水篩獨立布置，脫水煤泥直接作為產品兩種形式。需要脫水的粗煤泥與水混合形成大流量礦漿，因此粗煤泥脫水篩是根據礦漿處理量選型，而非根據干煤泥量選型。

當與粗煤泥離心機聯合布置時，粗煤泥脫水篩多選用振動弧形篩，此時脫水效果一般，多是為了物料進入離心機進一步脫水。生產實踐證明，粗煤泥脫水篩脫水效果太好，反而不利于后續離心脫水機的運轉。

當粗煤泥脫水篩獨立布置，脫水煤泥直接作為產品時，粗煤泥脫水篩多采用高頻篩，通過篩子的高頻振動增加脫水效果。此布置多用于煤泥量小、需簡化廠房布置時。

4 結論

篩分設備作為選煤廠的重要設備，不同作用的篩分設備，選型時考慮的重點也不同，需區別對待，有所取舍。

（1）對于用于分級的篩分設備，要以保證篩分效率為前提優化選型。

（2）對于用于脫泥的篩分設備，如后續洗選采用重介選，只需將70%～80%的泥脫掉即可，因此不需太過追求脫泥效率；如后續采用跳汰選，脫泥不干凈會影響跳汰分選效果，因此應注重脫泥效率的提高。

（3）對于用于脫介的篩分設備，選型影響是多方面的。第一需考慮介質回收，介耗是影響選煤廠生產成本很重要的指標，因此需要保證脫介效果，篩面面積需足夠，篩子不應太短，至少要保證不小于6.1 m，否則影響脫介效果；第二需考慮井下煤質波動會造成精煤或矸石量的相對變化，選型時應對處理能力留有余量；第三還應考慮篩子設備臺數與主洗設備如淺槽分選機、重介旋流器、跳汰機等臺數及布置形式相匹配。

（4）對于用于粗煤泥脫水的篩分設備，需要綜合考慮脫泥設備的選取。根據生產經驗，僅采用一段高頻篩脫水的脫水效果比采用兩段脫水差，但一段脫水由于減少了生產環節，有時甚至能夠減少一層車間，大幅縮小廠房體積。所以采用何種選型方式，還需綜合考慮利弊，慎重選擇。

篩分設備選型作為工業設計的必備環節，應以穩定可靠為第一原則，即優先選用有成功使用經驗、生產穩定、運行可靠的設備。工業化生產不是試驗室，設備選型不應冒險，因為任何的冒險都可能給業主造成不可估量的損失；另外，篩分設備的選型應與場地、廠房布置相協調，在保證篩分效果的前提下選擇最優的篩長、篩寬，保證系統靈活，廠房布置緊湊，投資少。