雙層香蕉弛張篩在成莊礦洗煤廠的應用

龍佳佳

(山西晉煤集團 成莊礦洗煤廠，山西 晉城 048021)

晉城煤業集團成莊礦洗煤廠原煤設計入洗能力為400萬t/a，經過技術升級改造，目前入洗能力已達到800萬t/a. 該廠入洗煤種為無煙煤，具有熱穩定性好、發熱量高、機械強度大、低灰、低硫、低揮發分、固定碳含量高、化學活性高、灰熔點高及產塊率高等優良特性。

目前，洗煤廠的選煤工藝為：原煤(13 mm分級)通過一次、二次篩分分級，粒度+13 mm的塊煤進入重介斜輪分選機分選，分選出的塊精煤經脫介、粒度分級后進入商品煤倉，分選出的矸石經脫介后，轉載進入矸石倉。粒度-13 mm篩末煤經膠帶輸送機轉載后直接進入篩末商品煤倉或進入洗末煤系統洗選后進入洗末商品煤倉。商品煤種類為：25～80 mm粒度洗中塊、13～25 mm粒度洗小塊、0～13 mm粒度洗末和篩末煤4個品種。

1 改造背景

1.1 存在問題

1) 生產運行中洗末煤精煤回收率偏低，同時煤泥產率偏高，煤泥水系統處理壓力大，煤泥水處理成本高。

2) 原煤分級篩下物料約占原煤總量的57% ，其中-1.5 mm物料大約占篩下物總量的15%～20%，粉煤含量高。粉煤進入洗末系統入洗，大部分成為副產品煤泥，而煤泥價格低于篩末煤，產品附加值低，經濟損失大。

1.2 問題分析

通過對系統和煤質進行綜合分析，得出造成洗末煤精煤回收率偏低、煤泥產率偏高，煤泥水系統處理壓力大的根本原因是入洗篩末煤粉煤含量高(大約為 18%). 成莊礦洗煤廠的洗末煤系統屬于后期建設項目，在最初設計時，未對原系統的篩分工藝進行改造，原煤分級篩下產生的篩末煤直接轉載至洗末煤進行入洗，未考慮入洗篩末煤粉煤含量對精煤回收率的影響。本次技術改造通過優化篩末煤篩分工藝，降低入洗篩末煤的粉煤含量，提高洗末煤精煤回收率。

2 弛張篩的工作原理及特點

香蕉弛張篩是一種新型篩分設備，主要用于細、濕、黏物料等難篩分物料的篩分[1]，其獨特之處在于一個驅動產生雙重的振動。借助共振，一個驅動產生兩個振動：一個基本的振動(固定框)和一個附加的振動(浮動篩框)。在這個過程中，彈性聚氨酯篩面連續不斷地擴張、收縮(800次/min)，獲得很高的加速度(50 g)，防止了篩孔堵塞[2]. 弛張篩的工作原理見圖1.

該弛張篩具有以下特點：

1) 由于篩面做弛張運動能夠傳遞給物料50 g的加速度，篩分難篩物料，篩孔不容易堵塞。

2) 聚氨酯篩板能承受50 g的振動強度以及800次/min的曲張，使用壽命長。

3) 篩機安裝在橡膠彈簧上，產生的噪音小，而且橡膠彈簧壽命長。篩機和支撐結構承受的載荷遠小于傳統的篩機。

4) 浮動篩框振幅可調，線性運動的箱式激振器可靠性高、維護簡單。

5) 將香蕉篩和弛張篩的優點結合，入料端物料速度快、料層薄，大量物料透篩，處理量高；排料端篩面傾角低，物料速度慢，可以將剩余的篩下物徹底透篩，達到非常高的篩分效率。

3 現場應用

3.1 UFDB2490雙層香蕉弛張篩主要技術參數

根據成莊礦洗煤廠煤質情況、現場試驗數據及具體安裝位置，選擇了秦皇島優格瑪工業技術有限公司的UFDB2490雙層香蕉弛張篩進行末原煤分級，設計處理量350～400 t/h. 設備主要技術參數見表1.

表1 UFDB2490雙層香蕉弛張篩主要技術參數表

理論上香蕉弛張篩對1.5 mm或3 mm物料進行分級是可行的，但在現場生產實際中很難實現。因此，選擇對6 mm物料進行分級，一方面可以將粉煤最大限度篩分脫除，另一方面沒篩掉的粉煤進入洗末重介質系統中，保證了系統的穩定性。

3.2 現場安裝工藝分析

3.2.1“最佳”的脫粉工藝設計

通過現場對比論證，選擇了拆除3318、3319篩末煤轉載膠帶機，在3318、3319位置上加裝弛張篩的脫粉方案。改造前后方案圖見圖2，3.

圖2 改造前方案圖

圖3 改造后方案圖

具體運行方式：在原有系統的條件下，將原煤一次、二次分級篩的篩下物(-13 mm)，通過增加弛張篩(6 mm分級)將篩下末煤分為兩部分，即粒度6～13 mm的篩末煤和粒度0～6 mm的篩末煤。粒度0～6 mm的篩末煤直接轉載進入篩末商品煤倉，粒度6～13 mm的篩末煤經皮帶機轉載進入洗末煤車間進行洗選。

改造后方案的優點：洗末系統開時，弛張篩開；洗末系統停時，弛張篩停。因此，不僅提高了篩機的運行效率，而且提高了篩機的使用壽命。

3.2.2具體改造方案

根據現場具體情況及相關的基建圖紙，經過專業人員核算，發現承重的相關梁柱和部分鋼結構達不到需求，施工前按照標準進行了加固。同時，對有影響的管路、附屬設施及線纜等進行了改造，具體改造方案為：

1) 設計制作原煤分級篩至3320、3321轉載膠帶機旁路溜槽，將煤流引入3320、3321后，拆除3318、3319篩末煤轉載膠帶機及出入料溜槽。

2) 拆除3318、3319膠帶機下樓板，安裝脫粉弛張篩基礎、設計制作安裝弛張篩出入料溜槽和旁路溜槽、煤流控制插板，安裝弛張篩。

3) 弛張篩入料溜槽具備自溢功能，當弛張篩運行時，翻板開啟優先給篩機供料，弛張篩停機時，翻板關閉，物料自動切換至旁路溜槽，實現了系統的靈活切換。

4) 脫粉弛張篩采用三道溜槽供料方式，出口采用扇面狀設計，既可以靈活調節入料量，又能使物料在篩面分布均勻，取得最佳篩分效果。

5) 電控部分改造。新增配電控制單元，實現集控室對脫粉系統設備的遠程控制。

3.3 弛張篩篩分效果

經過大量的現場跟蹤，對弛張篩篩分效果進行測試，最終將弛張篩的上層篩板更換為8 mm和10 mm(一排8 mm和一排10 mm), 二層篩板更換為6 mm.

試驗條件：301煤量1 500 t/h左右，煤質正常，弛張篩東西系統正常運行，篩上物全部上2301膠帶機(洗末入廠膠帶輸送機)，在2301膠帶機上截取煤流全斷面進行篩分試驗(主要是6 mm分級)。試驗結果見表2.

表2 末煤經過弛張篩前后粒度分布表

從表2可以看出，正常情況下，經過弛張篩脫粉，6 mm以下的粉煤產率大幅降低，從原來的63.2%降低為28.19%左右，脫粉改造效果顯著。

4 應用弛張篩后經濟效益分析

1) 系統于2017年4月改造完成并投入運行，經過1年來的應用，效果良好。系統實施后，入洗篩末中的粉煤含量降低50%～60%，洗末煤精煤回收率提高1%～2%，煤泥產率降低20%～30%.

2) 改造后，從根本上解決了洗末煤車間煤泥水處理能力不足、處理壓力大、成本高等問題。按照洗末煤車間每年入洗150萬t篩末煤計算，每年可以回收粉煤約13.5萬t(粉煤約占篩末煤總量的18%，按降低50%計算)，減少煤泥產量4萬t.

3) 按照精煤回收率提高1%，噸煤500元計算，可以增收750萬元；篩末煤與煤泥差價按照300元/t計算，減少4萬t煤泥可以增收1 200萬元；煤泥水處理用藥(黃藥、白藥)成本少降低20萬元，綜上2017年可創造效益合計1 970萬元。

5 結 語

成莊礦洗煤廠洗末煤精煤回收率偏低，在不影響礦井生產運行和外運的大前提下，改造應用了UFDB2490雙層香蕉弛張篩。解決了入洗篩末煤粉煤含量高、精煤回收率低、洗末煤煤泥產率高、煤泥水處理成本高等難題，并取得了一定的經濟效益。