滾軸篩在選煤廠的應用現狀及使用方法

朱紹文，李新祥

(兗州煤業股份有限公司 濟寧二號煤礦，山東 濟寧 272072)

滾軸篩主要應用于煤礦、電廠等行業煤炭分級。相較于傳統振動篩，滾軸篩因其在進行濕黏煤分級時，不易堵塞，能夠保證處理量與篩分效果，且運行過程中無振動、噪聲小、密閉隔塵性好，近年在選煤廠的原煤準備篩分、細粒級脫粉作業環節中應用較多，并取得了顯著效果。

1 工作原理及結構特點

1.1 工作原理

滾軸篩的篩面由多根平行排列的、裝有篩片的篩軸組成，通過傳動裝置帶動篩軸旋轉，其轉動方向與物料流動方向相同。篩軸與篩片之間的空隙形成篩孔，小于篩孔的物料受自重及篩軸旋轉力的作用，透過篩孔成為篩下物，大于篩孔的物料則沿著篩面繼續向前運動成為篩上物，最終實現物料的分級[1]。為防止物料卡住篩軸，設有電氣及機械過載保護功能。篩分粒度需要根據用戶要求，對篩軸間隙和篩片大小進行調整。

1.2 結構特點

滾軸篩主要結構如圖1所示。滾軸篩具有結構簡單、無振動部件、噪聲小、日常維護量小、篩孔不易堵塞、易于密封除塵的特點。滾軸篩篩片一般采用錳鋼鑄成，驅動電機控制回路上裝有電氣過載保護裝置，當篩軸卡堵時，可自動報警停機。篩軸與減速機連接一般采用尼龍棒銷，篩軸卡堵瞬間可將尼龍棒銷切斷。保護電機[2]。篩軸下部安裝有清掃裝置，以保持篩片清潔。

1—電機減速機；2—齒輪箱；3—篩軸；4—軸承座；5—入料翻板；6—防塵罩；7—旁路溜槽；8—出料溜槽圖1 滾軸篩結構示意

2 滾軸篩主要結構區別

2.1 篩片形狀及布置方式

2.1.1 篩片形狀

篩片的常見形狀有梅花瓣形、拋物線形、橢圓形、齒形等。篩片的選擇主要是考慮對物料進行擾動，更好的將物料松散篩分，將物料沿篩面向前輸送，實現過程不易卡堵。其中拋物線型篩片，篩片旋轉撓度一般大于其他類型篩片，使物料沿篩面運動過程被拋向約45°的前方。橢圓形篩片，做圓周運動時產生正弦波軌跡對物料進行擾動，將篩面物料打散、分層，物料沿具有一定傾角的篩面前進的同時實現高效地篩分。此種滾軸篩又稱為正弦篩。

2.1.2 篩片布置方式

篩片分為平行布置和交錯布置，見圖2。交錯布置方式能通過相鄰篩軸篩片的撥動，減少篩片之間物料的卡堵情況。

圖2 篩片布置方式示意

2.2 驅動方式

滾軸篩驅動方式主要分為單軸單電機獨立傳動、多軸鏈條傳動、多軸聯動齒輪箱傳動3種形式。

(1)單軸單電機驅動的優點是單根篩軸故障時，物料可利用傾斜面的慣性，在前一篩軸推動下越過故障篩軸繼續前進，滾軸篩仍可以照樣運行，可實現單軸過載檢測。缺點是每根軸需要配置單獨的驅動裝置，故障點和維護點多。

(2)多軸鏈條傳動和多軸聯動齒輪箱傳動的優點是多軸共用一套驅動裝置，維護量小，缺點是單根篩軸故障時會造成整段篩軸無法工作。

2.3 篩面布置方式

根據滾軸篩篩面與水平角度不同，篩面布置方式分為水平和傾角2種。

2.3.1 水平布置

當來煤過濕時，篩面篩孔受阻，水平布置方式易造成原煤在篩面上流動性差，停留時間較長，容易發生堵煤，且入料端篩軸受沖擊力大[3]。

2.3.2 傾角布置

為更好使物料在篩面上向前移動，篩面一般布置成帶一定傾角。傾角布置又分等傾角和變傾角2種方式。其中變傾角布置方式利用物料的等厚篩分原理，篩面分段布置成不同角度。入料端由于物料量大，采用大角度加快物料向前移動速度，降低物料層的厚度，有利于物料的篩分；中部篩面采用中等傾角，由于該段物料量仍較多，能使物料保持一定速度移動，降低物料層厚度，并在移動過程進行有效篩分；出料端的篩面角度一般設置為最小，能使物料得到充分篩分，最終實現物料的徹底篩分[4-5]。

3 應用現狀

3.1 原煤篩分準備

3.1.1 原煤分級的必要性

原煤分級篩是礦井毛煤的預先分級設備，原煤分級篩正常運行是礦井提升帶量的重要保障，篩分是否徹底則影響后續分選工藝的效果。原煤分級篩的選型和維護，對于礦井和選煤廠生產具有重要意義。

3.1.2 粗粒級分級應用

隨著井下采煤機械化程度的提高，原煤中末煤含量增加，原煤水分迅速提高，甚至達到10%以上，部分采煤面存在大量泥巖，造成原煤煤質濕黏，在進入分級篩后，很容易造成大面積篩孔被糊死，會降低原煤分級篩的處理能力和分級效果[6]。振動分級篩在篩分含水率小的物料時，篩分效率較高，但篩板壽命短(3～6個月)，易產生粉塵及機械故障等問題；在篩分濕、粘物料時，易造成篩孔堵塞[7]。物料篩分不徹底給后續分選造成不利影響。采用近年來應用較多的弛張篩存在聚氨酯篩網價格較高、處理50 mm以上物料篩網受沖擊易損壞等問題。為解決煤質濕黏篩孔易堵的難題，部分選煤廠選用滾軸篩代替傳統振動篩用于原煤粗粒級分級作業，取得了較好的運行效果[8-9]。

3.2 細粒級脫粉

3.2.1 脫粉的必要性

煤泥水處理系統約占選煤廠總基建費用的40%左右，占運行成本的30%左右。降低粉末煤入選比例，減輕選煤廠煤泥水系統負荷，降低煤泥水處理費用，是降低選煤成本的最有效途徑[10]。

3.2.2 細粒級脫粉設備的應用

傳統篩分設備處理細粒煤時，濕黏細粒級原煤易附著在篩面或互相抱團，造成篩分困難，尤其對外在水分7%～14%的原煤進行6 mm以下分級時，普通振動篩很難有效篩分[11]。而傳統滾軸篩對細粒級篩分存在篩分效率低的問題。

為解決細粒級原煤篩分問題，在滾軸篩基礎上進行改進后的交叉篩是一種適于細粒級分級的篩分設備。交叉篩將相鄰兩篩軸上的篩片互相插入兩篩片之間的空擋形成交錯布置，細顆粒通過相鄰篩片的相對搓動完成細顆粒強制透篩，粗顆粒移動過程不斷受沖擊，將聚團顆粒打散，自動清理篩片上粘附的顆粒。部分選煤廠選用交叉篩用于原煤6 mm以下脫粉作業，運行效果較好[12-14]。

4 運行維護和常見故障處理

4.1 運行維護

(1)啟動前應檢查滾軸篩軸承座、電機減速機、齒輪箱的各基礎螺栓是否齊全緊固。

(2)啟動前應確認所有觀察門已關好，嚴禁未停電進入或伸入工具進行雜物的清理。

(3)滾軸篩剛投入運行后，要重點檢查電機的電流、各軸承的溫度，以及振動、聲音是否正常，基礎螺栓、連接螺栓的緊固等。

(4)設備運行時，篩軸下的清掃刀片容易掛軟雜，需定期清理，防止雜物堆積過多對篩片造成磨損。

(5)每次設備停車后，檢查篩面上有無卡堵物料并清理。

(6)定期檢查減速機的油位是否符合要求，加注潤滑油的型號應符合要求。篩軸、軸承、齒輪箱等應定期檢查潤滑。

4.2 常見故障處理

(1)篩片、彈性尼龍柱銷是易損件，如被剪斷或損壞，應檢查篩軸是否有鐵器、矸石等卡住，查清故障原因后及時予以更換。

(2)在正常運行中若發現電流、溫度、聲音、振動有異常，應停機處理。

(3)若電動機、減速機出現異常振動，有響聲或過熱現象，檢查基礎螺栓是否松動，電機減速機是否損壞。

(4)若滾軸篩在運行時出現堆料情況，考慮煤質濕黏、雜物多、篩下溜槽堵塞及給煤量過大等原因，此時應停機清理篩面或適當調小給煤量。

5 結 語

相較于傳統振動篩，滾軸篩在進行濕黏煤分級時，不易堵塞，能夠保證處理量與篩分效果，同時滾軸篩還具有結構簡單、無振動部件、密封性好、無粉塵溢出、噪聲小的優點，選煤廠在篩分設備選擇時可以進行優先考慮滾軸篩。