潘集選煤廠降低介耗的系統優化改造

2020-08-19 12:24:18倪恒球馬振飛

山西焦煤科技 2020年7期

倪恒球，馬振飛，李彪

(淮南礦業集團潘集選煤廠，安徽淮南 232082)

潘集選煤廠為年入選原煤12.00 Mt的礦區型煉焦煤選煤廠，選煤廠工藝流程為50～0.5 mm采用無壓三產品重介旋流器分選，粗煤泥采用煤泥重介分選，細煤泥脫泥浮選，浮選精煤采用加壓過濾脫水，尾煤濃縮后壓濾回收，實現洗水閉路循環。該廠自2018年3月投產至2019年3月，噸煤平均介耗偏高約1.30 kg，增加了選煤材料費的同時，對系統穩定、產品質量穩定也產生了一定的影響。

1 存在問題分析

影響選煤廠介耗的因素很多，主要包括磁鐵礦粉的質量、粗煤泥在系統中的循環積聚、磁選機的磁選效率、脫介篩的脫介效果、選煤廠的介質管理水平等。通過對潘集選煤廠介質管理和介質回收系統進行分析，發現存在以下主要問題：

1)介質抓斗無法精準計量，不利于介質添加的精準分析，造成管理損失。

2)原煤分配到各子系統的量不均勻，容易因為個別系統入洗量過大導致介質回收系統超負荷而跑介。

3)三產品旋流器分選后的產品經收集箱后無法均勻分到各脫介篩，部分脫介篩超出脫介能力導致產品帶介超標。

4)精煤磁選機入料濃度偏高導致磁選機回收效率偏低。

5)弧形篩、直線篩透篩率低，篩面跑水，脫介效果差。

2 具體實施方式

2.1 稱重計量裝置改造

在介質抓斗上安裝稱重計量裝置，在調度室上位機安裝介質消耗管理軟件。稱重計量裝置示意圖見圖1.

圖1 稱重計量裝置示意圖

1)安裝稱重傳感器。

分別在提升減速機底座4角受力點上安裝4套傳感器，并對整個提升機構的電機、制動器、減速機、滾筒重新找水平。為減小誤差，采用高精度鋼球承載橋式稱重傳感器，并在稱重傳感器旁安裝防搖擺裝置。經過調試，誤差可以控制在2%以下。

2)安裝定位傳感器。

在介質卸料區域的合適位置加裝定位傳感器，以自動準確獲知抓斗進入或離開介質投料區域的位置。

3)上位機安裝介質消耗管理軟件。

通過專用稱重儀表對4只高精度鋼球承載橋式稱重傳感器輸出的模擬量數據進行計算，生成重量數據，運用PLC編程軟件對數據進行分析，分析數據通過光纖輸送至調度室上位機，在調度室上位機安裝介質消耗管理軟件，該軟件根據實際需要生成相關報表，自動生成當班、當日、當月累計介質消耗量，也可以查詢歷史數據，方便介質消耗的管理。介質消耗管理系統界面見圖2.

圖2 介質消耗管理系統主畫面

介質抓斗稱量裝置投入使用后，該廠完善了介耗考核制度，加強了加介過程監督。每個生產班根據當班原煤入洗量和磁鐵礦粉添加量，核算噸原煤介耗，原則上噸原煤介耗不超過0.6 kg.介質抓斗稱量裝置的使用，小了介質的管理損失，介耗下降約0.15 kg/t.

2.2 輸送機機頭分料翻板閉環控制系統改造

在3001、3002原煤輸送機機頭增加分料翻板閉環控制系統，實現原煤向4個子系統的精準均勻分料，充分發揮各系統的脫介能力。

1)手動翻板改成電動翻板。

原3001、3002輸送機機頭翻板通過絲桿手動調節，費時費力。在3001、3002輸送機機頭溜槽外側各增加一個電動裝置(ZW15-24)，并通過絲桿與分料翻板連接帶動翻板動作，達到電動分料的目的。

2)采集皮帶秤信號實現閉環控制。

為實現原煤分料翻板的自動調節，該廠進行了分料翻板閉環控制系統技術改造。將3101、3201、3301、3401輸送機皮帶秤加入控制系統中作為外環，形成了以皮帶秤在線檢測為依據，以進入各系統的原煤量均勻控制為目標，以電動執行機構調節作為手段的閉環控制系統。分料翻板閉環控制系統框圖見圖3.

圖3 分料翻板閉環控制系統框圖

分料翻板閉環控制系統設置有兩種操作模式，分別為自動模式和手動模式。在手動模式下，通過人工判斷，調整翻板角度，控制煤量。在自動模式下，僅需設置煤量最大允許偏差量，系統根據條件自行判定，調節翻板角度，減小煤量偏差，實現原煤量均勻調節控制[1-2].

潘集選煤廠皮帶秤型號為ZZ-89D，采用4～20 mA模擬量信號傳輸，將轉載皮帶的瞬時量輸入PLC軟件，參與到閉環控制系統中。皮帶秤在閉環控制系統中的工作流程圖見圖4.

圖4 皮帶秤在閉環控制系統中的工作流程示意圖

由圖4可知，皮帶秤閉環控制系統同時滿足皮帶機運行、自動模式、差值超過設定值(30 t)、超限持續時間超過設定時間(10 s)這4個條件翻板自動動作，向煤量較大的轉載皮帶一側靠近，當兩條轉載皮帶秤的煤量相同時停止動作，如此循環。

輸送機機頭分料翻板閉環控制系統投入使用后，進入各系統的原煤量實現均勻控制，各系統的脫介能力充分發揮，產品帶介量明顯下降。

2.3 產品分料箱調量裝置改造

為確保各脫介篩入料均勻，設計了一種螺旋調量裝置，即在分料箱各出料管口(d500 mm)的正上端安裝1套螺旋調量裝置[3].

分料箱調量裝置結構示意圖見圖5.該調量裝置由螺旋閥架、連接槽鋼(80#槽鋼，壁厚5 mm)、連接盤、連接方鋼(50#方管)、外套圓管等組成，連接槽鋼連接螺旋閥架與連接盤，通過M20 mm×40 mm固定螺栓連接，連接盤為DN100的平焊法蘭盤，與外套圓管(DN100 mm×8 mm熱軋無縫管)焊接固定。調量裝置的中心軸部分，即工作部分主要由螺旋桿、連接方鋼、內圓管等組成，內圓管為DN80 mm×6 mm的熱軋無縫管，與圓盤(d630 mm×12 mm普中板)中心焊接，圓盤下端焊接有圓盤刮刀，刮刀由3件190 mm×210 mm×10 mm的鐵板靠背焊接。方管兩端均開有孔，通過螺栓分別連接內圓管及螺旋桿，下部的連接螺栓為M20 mm×150 mm長螺栓，貫穿外套圓管、連接方管及內圓管，在外套圓管的兩側開有30 mm×600 mm的通孔槽口，以確保當螺旋桿上下調整時，內圓管及方管可沿槽口方向上下移動。

圖5 分料箱調量裝置結構示意圖

分料箱調量裝置安裝示意圖見圖6，旋流器出料口的物料排入分料箱內，由分料箱中間方管(600 mm×600 mm)向兩側箱室內分料，再由箱室內的出料管分配至下級弧形篩及脫介篩。設計的調量裝置通過連接槽鋼(即槽鋼支架)焊接在分料箱出料管正上方，工作時通過控制螺旋閥體的閥柄帶動中間軸部位升降，最終帶動調節圓盤、圓盤刮刀的升降，達到控制進入出料管內物料量的目的。

圖6 分料箱調量裝置安裝示意圖

產品分料箱調量裝置投入使用后，進入各脫介篩的物料量實現均勻控制，避免了分料不均勻導致的脫介篩脫介能力超負荷問題，產品帶介量明顯下降，介耗下降約0.1 kg/t.

2.4 精煤磁選機分配桶增加稀釋水管

針對磁選機入料濃度偏高問題，該廠對一期、二期4個精煤磁選機分配桶各引入一路清水管，同時根據磁選機入料的流量和濃度，及時調節脫介篩噴水量及分配桶加水量，經過對比試驗磁選機入料濃度控制在180 g/L左右較合適，試驗結果見表1.

表1 改造前后精煤磁選機尾礦帶介試驗結果表

分配桶增加稀釋水管的改造完成后，有效的改善了精煤磁選機的分選效果，磁選機尾礦帶介量明顯下降，噸煤介耗下降約0.2 kg/t.

2.5 使用新型弧形篩網和高效篩板

針對脫介弧形篩篩網透篩率不高、掛不住料、使用周期短、脫介效果差的問題，結合現場實際，經過研究更換使用唐山森普礦山裝備有限公司的新型弧形篩網(2 080×2 115×1 A×1.6).該篩網使用進口高強耐磨絲，微倒棱，為了增加弧形篩的透篩效果，將弧形篩網的篩條寬度由2.3 mm改成1.6 mm，增加透篩面積。使用新型弧形篩網后，篩網更換周期由一個月延長到兩個半月，透篩效果、掛料效果明顯好轉，弧形篩的脫介效果得到顯著改善[4-5].

針對直線振動篩透篩率不高、篩面水大、產品帶介量大的問題，結合現場實際，選用天津威德礦業設備有限公司生產的高效篩板(610 m×610 mm×46 mm×0.5 mm×1.6 mm)，背寬(1.6 mm)較原來(2.3 mm)減小0.7 mm.使用高效篩板后，透篩效果、產品帶介現象明顯好轉。改造前后精煤直線振動篩產品帶介試驗結果見表2.

由表2可知，改造后精煤直線振動篩每千克產品帶介量由0.235 g下降到0.034 g.新型弧形篩網和高效篩板的使用，有效改善了透篩效果，弧形篩和振動篩的脫介效果得到改善，產品帶介量明顯下降，介耗下降約0.1 kg/t.

表2 改造前后精煤直線振動篩產品帶介試驗結果表

2.6 完善介質驗收管理制度

對入廠介質按照GB/T 18711-2002《選煤用磁鐵礦粉試驗方法》進行檢測，檢測結果符合驗收標準方可入庫。

磁鐵礦粉質量驗收標準見表3.當磁場強度為250 mT時，磁性物含量在95%以上為合格；50 mT時，磁性物含量在80%以上為合格，低于80%為不合格；粒度-0.045 mm含量在85%以上為合格；全水分每提高一個百分點扣量1%；硫分每提高一個百分點扣量1%；真密度大于4.5 g/cm3為合格；在4.3～4.5 g/cm3的，每降低0.01扣量0.5%；小于4.3 g/cm3按不合格處理，給予加倍扣噸處理。