選煤廠煤泥水處理系統降低故障率提高生產效率的改造研究

武彥

（國家能源集團準能集團選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯010300）

1 煤泥水處理系統工藝流程

國家能源集團準能選煤廠1200 萬系統原煤經破碎、篩分、跳汰等工藝洗選加工，產品煤經膠帶輸送機輸送上倉裝車，洗選所使用的煤泥水經跳汰水池依靠重力流入濃縮池內，煤泥在濃縮池內濃縮沉淀，上層澄清循環水溢流至循環水池，經循環泵抽至跳汰廠房，重復利用；下層煤泥經濃縮機刮集至中央泵口處，通過底流泵將濃縮煤泥水抽至壓濾儲液桶，經加壓過濾機處理，將煤泥與水分離，煤泥上倉裝車，濾液水通過濾液泵抽至跳汰廠房。完成煤泥回收及洗煤用水重復利用，使煤泥水達到一級閉路循環。

2 煤泥水處理主要設備

2.1 耙式濃縮機

耙式濃縮機是根據重力沉降原理，利用裝在錐形池底部的旋轉耙連續刮集沉淀產品的礦漿濃縮設備。國家能源集團準能集團選煤廠1200 萬系統使用的濃縮機為NT-45 型周邊齒條傳動耙式濃縮機，內徑45m，深度8.2m，沉淀面積1590m2，處理能力3000～4000t/h。由液壓驅動裝置、軌道及齒條、耙架、刮泥耙及副耙等組成，是煤泥水沉淀濃縮的主要設備。

2.2 加壓過濾機

加壓過濾機是將盤式過濾機置于一壓力容器內，通過注入壓縮空氣，使濾布產生壓差，從而實現煤泥與水分離。國家能源集團準能集團選煤廠使用的壓濾機為奧地利生產的HBF-S 120/10 型加壓過濾機，其過濾面積為120m2，單臺處理能力為70t/h，是選煤廠煤泥水處理的主要脫水設備。

3 煤泥水處理設備常見故障分析及解決方法

3.1 濃縮機中心軸承損壞

國家能源集團準能集團選煤廠所用的NT-45 耙式濃縮機每1.5～2年會發生中心軸承損壞的故障，一旦中心軸承損壞，整套濃縮設備將無法運轉，嚴重影響洗選生產，只能更換中心軸承。由于濃縮機機架較為龐大，更換其下方的中心軸承須拆解整個走橋及耙架，須動用大型起重設備，且更換工期較長，最少也需15 天，嚴重影響設備生產效率。

3.1.1 故障原因分析

原中心軸承為大直徑敞開式推力軸承，其軸承體位于濃縮機入料口下方，直接浸在水中，由于濃縮機入料含大量煤泥，且中心軸承密封較差，因此，煤泥會進入中心軸承的滾動體內，隨耙架的圓周運動，煤泥會對軸承滾動體進行磨損，加之水的銹蝕，最終造成中心軸承的損壞。

3.1.2 解決措施

將原濃縮機的推力托盤軸承拆除，更換為油浴式回轉支持裝置，提高軸承體位置，使之高于水面，采用全密封形式，并加注鋰基脂起到潤滑密封作用。

3.2 濃縮機壓耙事故

3.2.1 故障原因分析

①煤泥量突然增大。當出現上游設備故障、煤質變化、煤泥量監測不及時等情況，進入煤泥水系統細煤泥量突然增大，下游加壓過濾機處理量無法滿足煤泥產生量時，會造成濃縮機中心堆積過多煤泥，致使濃縮機中心副耙壓死無法轉動或刮泥耙無法提升。

②高嶺土進入煤泥水系統。國家能源集團準能集團選煤廠位于內蒙古準格爾煤田，表層及煤層中富含高嶺土，當雨季到來時，表層的高嶺土會隨雨水混入原煤中，從而進入選煤廠煤泥水系統中。高嶺土屬一種粒度極細的黏土，遇水便泥化成為微米級顆粒，由于細顆粒間存有較大靜電斥力，導致濃縮池內煤泥水沉降困難。由于高嶺土粒度細，下游的加壓過濾機無法將其過濾，致使其不斷在煤泥水系統中循環，并不斷增加累積，最終發生壓耙事故[1]。

3.2.2 解決措施

①濃縮機中心加裝穩流筒。國家能源集團準能集團選煤廠濃縮機此前無穩流筒，濃縮機入料煤泥水直接落入池內，其中粒度較大的顆粒會落在濃縮池中心處，而粒度較小的顆粒會迅速向濃縮池周邊擴散，并緩慢沉降，其與所添加的絮凝劑并不能充分混合。這樣會造成濃縮底流入料不均勻。而下游的加壓過濾機對入料粒度要求較高，單純粗顆粒上料時，加壓過濾機罐內壓力較低，煤泥附著力差，產品煤水分高；單純細顆粒上料時，煤泥過濾效率低，罐內壓力低，生產效率低下。只有當粗細顆粒充分混合后，加壓過濾機才能保證工作壓力，也能保持設備最大產量，保證煤泥水分，保持較高的生產效率。

通過改造，極大改善了下游加壓過濾機入料成分組成，有效地提高生產效率，減少壓耙事故發生。

②濃縮池溢流堰加裝擋板。煤泥水中心入料后，上層細煤泥協同部分絮凝劑會隨水流直接流過溢流堰，再次進入循環水系統中，使系統中細煤泥含量不斷升高，還造成了絮凝劑的浪費。

通過在濃縮池溢流堰周邊加裝寬度500mm 溢流擋板，使上層水流成S 型經過溢流堰，起到很好的緩沖效果，上層細煤泥也能充分與絮凝劑混合，達到提高細煤泥沉降效率，提高絮凝劑使用效率的作用。

③濃縮機加裝無線壓力傳輸裝置。國家能源集團準能集團選煤廠濃縮機改造前無法直觀監測煤泥厚度，只有通過現場使用探桿探測煤泥厚度確定池內煤泥量，無法實時監測濃縮沉內設備運行情況，若煤泥水系統出現煤泥量變化，無法及時發現，極易發生壓耙事故及耙架損壞。

通過技術改造，安裝模擬量壓力傳感器，采集濃縮機行走壓力數據。由于濃縮機為轉動設備，數據無法通過線纜傳輸，因此，在濃縮機內安裝無線傳輸和接受裝置，從而解決了信號傳輸困難的問題，并在濃縮崗位室安裝數字顯示儀，直接顯示濃縮機行走壓力，達到實時監測濃縮機運行狀態的效果。

④循環水系統中添加聚合氯化鋁。當循環水系統進入大量高嶺土時，由于其粒度極細，且高嶺土顆粒表面電負性，濃縮機生產所添加的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑無法將其沉降，造成循環水系統高嶺土越積越多，最終造成壓耙事故。

車間通過研究實驗，最終確定添加聚合氯化鋁，并根據循環水情況，配置溶液，達到沉降高嶺土的目的。改進加藥方式后，車間再未出現因系統進入高嶺土發生壓耙事故。

4 結語

通過對選煤廠煤泥水系統設備多年的使用與維護，車間從濃縮機的中心結構、系統監控方式、煤泥沉降藥劑等方面，逐漸摸索研究，探索出一系列針對性的改進改造措施，有效降低設備故障率，提高突發情況應對水平，從根本上提高了煤泥水系統生產效率。