潔凈型煤生產系統技術改造

馬軍民，王保明，王子建，韓建設

(兗煤藍天清潔能源有限公司 潔凈煤廠，山東 鄒城 273500)

潔凈型煤經成型機擠壓成型后經過第一級篩分，運輸至成品輸送膠帶，再經過二次篩分系統后包裝、碼垛。在運輸、轉載、篩分、卸料、裝車等環節仍存在局部破損現象，造成了原料浪費、成品不合格率增加，嚴重影響型煤質量和產品外觀度。因此，筆者對10 t成型機的液壓系統、二次篩分系統、機頭破碎系統和成品碼垛系統進行了研究，從根本上解決了制約潔凈型煤質量提升的瓶頸。

1 10 t成型機液壓系統存在的問題及改造效果

1.1 問題分析

10 t成型機從開始進料到壓制成型煤過程中的設備包含：緩沖料倉、進料螺旋、高壓成型機、液壓系統、出球膠帶、振動篩、返料螺旋、返料斗提及控制系統等。所使用的YBZ4H液壓泵站由電機、ZB系列軸向柱塞泵(高壓泵)、電磁卸荷閥、手動卸荷閥組合控制閥、耐震壓力表、蓄能器、傳感器、油箱等組成。

當高壓油泵壓力達到30～35 MPa時(額定壓力41 MPa)，主油管路分管6個φ280mm×280mm×6mm油缸(共6組)的保壓收縮率，其反應靈敏度過低，蓄能器沒起到保壓補壓的作用，使整套系油路不能同步做功；油缸的活塞反應速度緩慢，往復運動遲鈍，從而使設備在生產過程中出現不均勻的制作過程，對壓輥不能及時自動調整和往復運動，壓力值不達標；料多時，整件壓力過大，不能自動泄油和復位；料少時，對壓輥不能及時補償和保壓，使生產制作中粉料處于不飽和狀態，成型率和密實度達不到要求，給生產造成損失。

1.2 改造方案及實施效果

首先，解決主油路管道壓力輸送不出去的問題。當油的溫度低于-10 ℃時，現有的主管道孔徑是φ7.5 mm，不能達到和滿足油缸的飽和狀態(用HM-15液壓油)。雖有壓力，但液壓油輸送不出去，安全閥提前打開，使整個油路系統，供油不均勻，如將安全閥調高，會對整體液壓系統有傷害。改造的方案是：將原來的主油路接口φ7.5 mm，改成φ16 mm的接口，提高壓力、加大流量、增加蓄成器的蓄備能力。使整套油路，保持恒定的保壓狀態，從而使得設備在生產過程中，有良好的穩定性和可靠性。

其次，提高液壓系統壓力緩存能力，增加6組1.6 L儲能器；每組儲能器前端安裝一個截止閥，截止閥前端安裝一個100 kPa的壓力表，壓力表能及時反饋每個儲能器內部壓力，起到安全保護儲能器的作用，能及時緩解油缸壓力不足的缺陷；當設備停止運轉時，截止閥關閉，能保證儲能器的儲能作用。油路全部換成內徑16 mm的管路，重新調整全套油路的輸出量，加大油量。在不影響整體油路的壓力的前提下，使整套油路處于安全飽和狀態，能及時保證油缸做往復運動，反應靈敏。三組儲能器，三套截止閥，三組壓力表，三條改造的油路，三套管道油路連接盤，外加一套支撐架。采用雙緩沖壓力平衡控制技術，在不改變原有液壓系統結構的基礎上增加蓄能器，以吸收沖擊壓力，使整套油路處于安全飽和狀態。

系統改造工藝見圖1。

2 二次篩分系統存在的問題及改造方案

2.1 問題分析

二次篩分系統主要由正弦篩、氣力發送罐、包裝除塵系統、刮板輸送機、斗式提升機組成。

成型機干壓成型后的型煤經過正弦篩進行篩分，合格品通過成品大膠帶繼續輸送至包裝機緩沖倉。不合格品下落至正弦篩下部的漏斗內，經過螺旋輸送機輸送至環錘式破碎機內進行破碎；破碎后的粉料經過刮板輸送機、斗式提升機輸送至二次篩分緩沖倉內，而包裝車間收塵器收集的粉塵經過收塵器下發送罐發送至二次篩分緩沖倉；緩沖倉內的粉料經過倉下的氣力發送罐，在壓風系統的作用下發送至煤粉制備混料倉內(見圖2)。

圖1 10 t成型機液壓系統改造工藝

目前，二次篩分正弦篩各托輥采用偏心式運轉形式。當正弦篩的處理量增加時，會導致料層過厚，從而使二次篩分的效果不理想。在正弦篩的篩分過程中，碎塊及粉體物料會通過正弦篩13 mm間隙下落至正弦篩下部的漏斗。當粉料量過大時，會引起破碎機錘頭做功效率下降，發生堵轉，破碎機停運，從而造成成品輸送膠帶和成型機停運，整個型煤生產系統停止運行。

圖2 二次篩分系統工藝流程

2.2 改造方案及實施效果

在正弦篩北側增設分氣罐，用以穩定氣源壓力。氣源由原二次篩分壓縮空氣管道中引出，分氣罐引出四路至正弦篩下部漏斗，組成高壓氣力吹掃系統，使正弦篩篩分后的粉料懸浮于漏斗中，利用原有收塵器收集；利用螺旋輸送機、刮板輸送機輸送至緩沖倉內，從而提升潔凈型煤表面光潔度和降低二次破碎設備負載率，減少因后系統破碎機處理量增大導致的錘頭磨損加劇、堵料、系統停運等問題(見圖3)。

圖3 分氣罐與吹掃管路示意

正弦篩下方漏斗內采用DN 15 mm鍍鋅管。鍍鋅管尾端焊死，防止粉料進入鍍鋅管內把噴吹管道堵死；在鍍鋅管尾端四周開口，壓縮空氣水平噴吹，達到使粉料懸浮的目的。

3 機頭廢料收集系統存在的問題及改造方案

3.1 問題分析

經過二次篩分后的型煤經成品膠帶輸送至各包裝機緩沖倉上方，由犁刀式卸料器卸至各包裝機緩沖倉內；剩余粉料輸送至膠帶機機頭廢料倉內，由細碎機破碎后，經由收塵器收集，由氣力發送罐發送至二次篩分緩沖倉(見圖4)。

圖4 機頭廢料收集系統流程

成品膠帶機機頭處采用細碎機，破碎粒度較大，利用氣力發送系統發送至緩沖倉，與原有粉料混合后重新輸送至成型機。

當入料粒度小于30 mm時，細碎機破碎后0～10 mm粒級約占60%；10～20 mm粒級約占30%；20～30 mm粒級約占10%。破碎粒度較大導致收塵器負荷加大，故障率增加。當機頭廢料收集系統發生故障時，致使廢料積存在廢料倉內，存在嚴重的安全隱患，同時需要利用裝載機對廢料進行二次轉運，增加了生產成本和原材料損耗。

3.2 改造方案與實施效果

把現有的細碎機更換為DC001型烘干破碎機，破碎粒度小于2 mm，生產能力可達到3～5 t/h；利用原機頭收塵系統將破碎完的物料收走，并發送至二次篩分緩沖倉，從根本上杜絕了廢料自燃的安全隱患及二次轉運成本。同時，廢料粉碎后經由二次篩分發送罐發送至煤粉倉，可提高成型機的穩定性，從而提高型煤產品的質量，見圖5。

1—破碎機；2—入料溜槽；3—進風管路；4—出風(料)管路；5—旁路溜槽；6—天圓地方；7—氣動蝶閥；8—氣動蝶閥；9—氣動蝶閥

廢料倉下設置隔斷閥，廢料經由隔斷閥、入料溜槽進入到破碎機內進行破碎，空氣由進風管路進入破碎機內，破碎后的粉料由出料管進入到除塵器中，再由除塵器下發送管發送至二次篩分緩沖倉。系統設置旁路溜槽，當破碎機發生故障時，廢料可通過旁路溜槽卸至裝載機內進行二次轉運。

4 成品碼垛系統存在的問題及改造方案

4.1 問題分析

成品碼垛系統由碼垛機斜坡膠帶、整形壓平機、緩停輸送機、轉位輸送機、緩停編組機、編組機、推袋壓袋機、升降機及托盤輸送機組成，碼垛操作過程見圖6。

操作者利用叉車將成垛的托盤放置在托盤倉中，托盤倉將托盤放在托盤輸送機上，再由托盤輸送機輸送至升降機的垛盤輸送機上。

在推袋壓袋機、分層機和升降機的協調工作下，一層料袋被碼放到停放在垛盤輸送機的托盤上，直至碼完一垛為止。垛盤由垛盤輸送機輸出，經垛盤輸送機輸送至垛盤輸送機上，由叉車下線入庫，碼垛機原設計能力為8層/垛，后經調試后可達到10層/垛。

碼垛機最高碼垛層數為10層，每垛可裝型煤1.25 t，裝車時考慮到運輸成本問題，需要進行人工碼垛至12層，這樣使型煤造成了二次損壞，使袋內的整球率下降。

4.2 改造方案及實施效果

對碼垛機斜坡膠帶、整形壓平機、緩停輸送機、轉位輸送機、緩停編組機、編組機、推袋壓袋機、升降機的主體結構在設備原基礎支座底部加裝300 mm高支座，使碼垛機高度增加300 mm，托盤輸送機等其他部位位置尺寸保持不變。同時增加滾子鏈和鏈軌的長度并調整升降機相應光電傳感器位置，達到能夠自動碼垛12層的目的。

5 改造效果

(1)研究潔凈型煤生產工藝過程中產品質量提升控制方案，通過對成型機液壓系統進行改造，采用高壓氣力吹掃等方式，提升潔凈型煤輸送質量。

(2)改進10 t成型機液壓系統，使型煤成型機在生產期間由原來的液壓站壓力劇烈波動調整為壓力穩定在13 MPa，壓力得到穩定控制；成型機主機電流波動范圍由原來的±12 A穩定控制在運行電流的±5 A；提高了成型機的產量，實現10 t型煤成型機的產能由原來的5～6 t穩定在了7～8 t。成型機成球率由70%提高到80%以上。

(3)增設尾料二次返回系統，提升潔凈型煤系統兼容性和容錯率，杜絕因設備尾料回收問題導致的環保、安全事件，提升尾料回收效率。

(4)改進碼垛系統工藝，通過程序調節、整機提升、系統配套等步驟實現由原來的單盤10層碼垛改為單盤12層碼垛，提高了單機設備運轉效率，提升了產品整體運輸形象，降低了人工費用。