臨渙選煤廠新形勢下降低精煤水分的探索與實踐

闞家軍

(淮北礦業集團 臨渙選煤廠，安徽 淮北 235141)

受國家宏觀政策調控影響，限制了精煤用戶的精煤儲存量，為增加有效儲存量，精煤用戶對精煤產品水分提出了近乎苛刻的要求。集團公司根據市場需求相應調整了精煤產品水分考核指標，精煤產品月度累計水分考核從2019年的11.7%下調到2020年的10.0%，再到下調到2021年的9.8%，精煤水分直降1.90%。而此時，為了提高單系統生產能力，降低生產成本，臨渙選煤廠對東區旋流器進行改造，改用與海王旋流器公司聯合研制的定制大直徑重介質旋流器，將單系統臺時處理能力由300 t/h提升到450 t/h，使目前2條生產線的洗選能力達到以前3條生產線的洗選能力。入洗量增加使精煤產量隨之增加，但同時也導致精煤脫水設備出現超負荷現象，影響了精煤脫水效果。因此，在選煤生產管理過程中，對現有的選煤生產工藝、脫水設備等提出了更高的要求，必須對每一個影響因素都加以有效控制，才能最終保證精煤產品水分。

1 影響精煤水分的原因分析

臨渙選煤廠東區精煤產品由3部分組成：重介精煤、浮選精煤和粗精煤泥。通過對產品各組成部分的設備設施、生產工藝進行研究分析，最終確定影響精煤水分的主要原因有以下幾個方面：

(1)改用定制大旋流器，提高了單系統入洗能力，但后續投入不足，出現了脫水設備超負荷運行情況；臥式離心脫水機工況較差，影響重介精煤脫水效果；直線振動篩噴水管理不到位，為了保證脫介效果，噴水必須全開，造成離心機入料水分大。

(2)受加壓過濾機日常維護及濾布更換不到位等因素的影響，加壓倉內壓力偏低，直接影響浮選精煤水分；加壓過濾機存在設備不完好造成跑風，影響倉內壓力；空氣壓縮機存在溫度高跳電的情況，直接影響加壓過濾機工作壓力。

(3)粗煤泥分級旋流器底流口偏大，造成弧形篩入料水量大，導致弧形篩脫水效果差，造成離心機入料水分大；立式煤泥離心機刮刀間隙大，造成篩籃篩縫糊煤泥，影響離心機脫水效果。

由此可見，降低精煤水分必須分別對這3種產品分別采取有效措施，最終才能保證精煤產品水分合格。

2 技術研究內容

2.1 降低重介精煤水分的措施

臨渙選煤廠東區重介精煤產品的脫水主要是靠直線振動篩和VM1400型臥式振動離心機來完成，其中VM1400型離心機的脫水效果[1-4]對重介精煤水分造成最主要的影響。為降低重介精煤水分，采取了以下措施。

(1)優化脫水方式。原來東區每條生產系統對應一開一備2臺VM1400型臥式振動離心機，通過調整重選精煤下料溜槽內的翻板，可以使重介精煤靈活進入任意1臺離心機進行脫水，另1臺作為備用(圖1)。在東區改用定制大直徑旋流器后，單系統處理能力提升，同時精煤量也增大，離心機脫水出現超負荷運行的情況，造成離心機振動大、晃動大，重介精煤水分升高，影響精煤產品水分。

圖1 東區重選介精脫水流程

鑒于此，東區改變2臺離心機一開一備的脫水形式，將2臺離心機同時使用，取消備用，減輕單臺離心機脫水負荷。此外，將離心機入料溜槽翻板保留，用于調整進入2臺離心機的精煤量，并且還能防備一臺離心機出現問題時仍可以通過調整重介精煤流向另一臺離心機，使其更具有靈活性。東區還將重介精煤下料溜槽喇叭口位置加大，避免出現喇叭口蓬煤造成離心機入料不均，影響脫水效果的情況。

(2)提高離心機篩籃轉速。對VM1400型臥式振動離心機來說，影響脫水效果最主要的參數是篩籃轉速，若增加篩籃轉速，離心機分離因數也會隨之增大，這樣就可以在一定范圍內提高脫水效果。VM1400型離心機的額定轉速為274 r/min，其驅動輪的直徑為280 mm，從動輪的直徑為1 000 mm。為避免出現篩籃轉速過高而造成篩籃磨損加快的情況，東區將離心機篩籃轉速小幅度上調，擬將其轉速提高至310 r/min左右，經計算，需將驅動輪的直徑擴大至325 mm。加工制作驅動輪更換后，現場實測篩籃轉速為309～311 r/min(見表1)。

表1 臥式振動離心機篩籃轉速提速效果對比

生產過程中對重介精煤水分進行采樣化驗，通過表1數據可以看出，提速前3臺臥式振動離心機轉速在280～285 r/min，水分在8.0%～8.5%，提速后轉速在310 r/min左右(見圖2)，水分在6.4%～6.7%，離心機提速降水效果明顯，并且經過長期運行，篩籃使用周期沒有明顯變化。

圖2 VM1400型離心機驅動輪改造

(3)VM1400型臥式振動離心機振幅一般在2～6 mm，振幅的大小決定了篩籃的排料速度，不僅影響離心機的處理量，而且對精煤水分也造成較大影響。

振幅的調整主要是通過振動電機偏心塊的夾角大小進行調整，經過多次討論，最后將偏心塊的夾角調大了10°，略微提高了離心機振幅，改善了臥式振動離心機的脫水效果。

(4)VM1400臥式振動離心機在使用過程中頻繁發生跑粗和離心液管堵的現象，以致離心機脫水排不掉，反而又流向精煤。由于該處較為隱蔽，不易發現或發現不及時，常常造成單批次精煤水分超標。通過檢查發現，離心機精煤下料溜槽周邊陶瓷片部分掉落，造成煤塊下落過程中反彈進入篩籃與機體的縫隙，隨著脫水進到離心液管，導致離心液管頻繁堵塞。因此，東區對離心機進行了機體修護，重新補貼了陶瓷片，減少篩籃與機體之間的間隙，杜絕了大顆粒進入離心液管，目前已解決掉離心液跑粗問題和離心液管堵的問題。

(5)提高直線振動篩脫水效果。因東區定制旋流器改造，處理量加大后，精煤量增大、篩面物料厚或細顆粒含量多、篩面打團時，必須通過開大精煤直線振動篩噴水才能保證脫介效果，但是這帶來了另一方面的問題，就是噴水開的過大之后，直線振動篩不能完全脫水，部分水跟著精煤一起進到臥式振動離心機中，增加了離心機負荷，從而影響離心機脫水效果。

經調節處理量，保證篩面精煤厚度，在直線振動篩滿足脫介用水需求的前提下，重點控制最后1道噴水的大小，約減少用水量1/5左右，降低了離心機的入料水分，改善了離心機的脫水效果。

通過以上措施的實施，重選精煤水分由改造前的8.2%下降至6.0%，降低了2.2個百分點。

2.2 降低浮選精煤水分的措施

東區浮選精煤產品的脫水主要是通過加壓過濾機來完成，目前使用的是山東煤礦萊蕪機械廠生產的GP-120型加壓過濾機，其正常工作壓力為0.25～0.35 MPa，濾餅水分可在20﹪以下。

加壓過濾機脫水效果[5-9]最直接的影響因素就是加壓倉內壓力，倉內壓力需要達到0.24～0.25 MPa及以上，能夠保證浮選精煤水分較為正常。特別是在壓力低于0.20 MPa時，浮選精煤水分平均達到22%以上，對精煤最終水分影響較大。因此，為了降低浮選精煤水分，必須提高加壓過濾機倉內壓力。

(1)加強濾布更換，提高完好率。加壓過濾機的濾布是過濾脫水的主要載體，濾布的破損不僅影響正常生產，而且造成加壓倉內壓力大量損失，對浮選精煤水分造成直接影響。為此，東區抽調專人進行濾布更換，并明確了相關人員的職責，做到了從更換、驗收到監督等全過程管理，確保濾布更換質量，萬噸原煤濾布更換塊數從6塊提高至8塊。

(2)加強設備檢查，減少跑風點。加壓倉內壓力低是加壓過濾機最常見的問題，它對加壓過濾機的脫水能力影響最大，原因也較為復雜，最主要的原因還是設備系統存在漏風現象。東區對加壓過濾機倉內漏風點進行排查，主要漏風點有濾液管軟連接、分配頭及電動閥門等，先后對加壓過濾機的濾液管、入料閥及分配頭等進行了更換處理，提高了加壓倉的風壓保障能力。

(3)加強低壓風機維護，提高制備能力。提高加壓過濾機倉內壓力的關鍵是低壓風機的制備能力，臨渙選煤廠東區使用螺桿壓風機與離心式風機2種低壓風機。針對低壓風機因溫度高頻繁跳電的問題，東區對風機油冷卻器進行更換，改用大型號油冷卻器。此外對螺桿壓風機與離心式風機進行了全面排查，對于排查出的問題及時整改，如更換潤滑油、清理疏通低壓風機冷卻器、優化設置低壓風機參數等，整改后大大改善了低壓風機的工況，提高了低壓風的制備能力。

以上措施實施后，加壓過濾機的加壓倉內壓力從之前的0.20 MPa提升至0.25 MPa以上，最高提升至0.28～0.30 MPa。浮選精煤水分由21.58%降低至19.90%，降低了1.68個百分點。

2.3 降低粗精泥水分的措施

臨渙選煤廠東區粗精泥脫水設備是弧形篩和立式螺旋卸料離心機，雖然粗精泥在最終精煤中的占比僅為10%左右，但其水分的高低也對最終精煤水分造成影響。采取的主要措施為：

(1)提高弧形篩入料濃度[10]。弧形篩入料濃度的大小直接決定了弧形篩的脫水效果，入料濃度過大，會導致物料中細粒級含量較多，會造成弧形篩篩縫堵塞，影響脫水效果；入料濃度過小，會造成弧形篩竄水，同樣會導致脫水效果不理想。東區一號、二號粗精煤泥弧形篩脫水效果較差，為控制其水分和灰分，在保證旋流器溢流不跑粗的前提下，對旋流器底流口分別進行了縮小尺寸更換，將旋流器底流口直徑由180 mm更換為170 mm，提高了入料濃度，減少了進入粗精煤泥弧形篩的水分。

(2)用高效弧形篩替代固定弧形篩。東區單系統粗精煤泥弧形篩為4塊1 460 mm寬篩面，弧形篩無擊打器，且使用時間長，老化嚴重，振動電機振幅小，效果較差，班中頻繁出現弧形篩竄料的現象，造成粗精煤泥水分嚴重超標，時常達到20%～30%，煤泥離心機下料溜槽明顯淌水，且弧形篩更換頻繁，單塊篩面使用時間不超過1個月。

東區對弧形篩進行優化改造，將原弧形篩改為高效弧形篩，寬度由原來的3 m升級改造為3.6 m，弧形篩的脫水面積增大了20%，并在弧形篩上安裝氣動式擊打器，在振動電機和擊打器的共同作用下，提高了弧形篩的脫水效果。同時加強對弧形篩及擊打器的檢查，弧形篩竄料及時進行調頭，擊打器不動作或擊打無力時及時修復或更換，保證弧形篩脫水效果，進一步降低了粗精泥的水分。

(3)提高立式離心機刮刀間隙標準。篩籃和刮刀之間的間隙大小，對離心機的脫水效果影響很大。間隙越小，篩籃上停留的煤層越薄，水流容易通過，脫水效果越好；間隙過大，篩籃表面粘附著的煤層越厚，水流通過阻力增加，影響脫水效果。因此，東區將立式離心機刮刀間隙由原來的2～4 mm縮小到1～3 mm，檢查頻次由每周1次增加為2次，提高了立式離心機的脫水效果。

(4)控制粗精煤泥弧形篩噴水。東區為提高脫泥效果，降低粗精煤泥灰分，在粗精煤泥弧形篩上安裝了噴水，這也是粗精煤泥水分高的原因之一。因此，在入洗不同礦別的煤種，對噴水的開關及開度要有充分的要求，在粗精煤泥灰分正常的前提下，噴水可以開小甚至關閉。如在入洗臨渙肥煤時，煤粉、高灰細泥含量高，重介精煤、粗精煤泥容易出現高灰，需將粗精煤泥弧形篩噴水打開，以提高降灰效果；而在入洗楊柳及其配煤時，中間物含量少，此時，噴水可以關閉。

采取以上措施后，粗粗精煤泥水分由改造前的12.7%降低至11.6%，下降了1.1個百分點，取得了明顯效果。

3 運行效果及效益分析

通過技術改造和加強管理措施，臨渙選煤廠東區外運精煤水分下降了0.8%，月度精煤累計水分達到了9.4%，圓滿完成了集團公司考核指標，取得了良好效果(見表2)。

表2 東區月度累計外運精煤水分對比

4 結 語

臨渙選煤廠東區通過采取挖掘脫水設備潛力、實施高效弧形篩技術改造、加強設備技術管理等措施，有效降低了精煤產品水分，滿足了精煤用戶的需求，維護了臨選精煤品牌形象。按照臨渙選煤廠東區年生產精煤200萬t，水分降低0.8%，減少無效運輸200萬t×0.8%=1600 t，按照40元/t運輸成本計算，年累計節省運輸成本1600t×40元/t=64萬元。有效節省了精煤鐵路運輸費用，取得了良好的經濟效益和社會效益。