粗中煤泥離心機脫水工藝優化改造

劉 威

(山西焦煤汾西礦業集團 水峪煤業公司選煤廠，山西 孝義 032300)

水峪選煤廠2011年10月正式投入生產。一車間設計能力為2.0 Mt/a，采用脫泥有壓兩產品重介旋流器分選+粗煤泥TBS分選+細煤泥浮選的聯合工藝流程；二車間設計能力為3.0 Mt/a，采用不脫泥無壓三產品重介旋流器分選+粗煤泥重介旋流器分選+細煤泥浮選的聯合工藝流程。

精煤產品質量指標：Ad≤10.00%，St，d≤2.50%，Vdaf為20.00%～24.00%，Gr.i≥80，Y值16～20 mm。

一車間中煤產品構成：TBS粗煤泥分選機底流自流入高頻篩，經立式離心機(FC1200-A)脫水、脫泥后成為粗中煤產品，再選重介中煤經脫介篩脫介后，使用臥式離心機脫水(VM1400)，粗中煤泥與重介中煤混合成為一車間中煤產品。

二車間中煤產品構成：粗煤泥重介旋流器底流進入中煤磁選機，中煤磁選機尾礦經弧形篩+立式離心機脫水(LLL1200×650B)，重介中煤經脫介篩脫介后，使用臥式離心機脫水(VM1400)，粗中煤泥與重介中煤混合成為二車間中煤產品。

1 存在問題及原因分析

1.1 存在問題

(1)兩車間使用立式離心機單獨處理粗中煤泥，運轉過程中發現，產品水分波動大，時常出現粗中煤泥水分超過20%的情況，造成膠帶機出現拉水現象。

(2)由于立式離心機刮刀、篩籃等配件質量問題，造成刮刀、篩籃使用周期較短，更換頻繁，設備故障率高，耗費檢修工時較多。

(3)粗中煤泥產量較少，立式離心機處理能力富余較大，造成電耗、設備折舊等成本增加。

1.2 原因分析

查考初步設計與現場實際運轉情況發現，一車間粗中煤泥產量約12 t/h，重介塊中煤約24 t/h；二車間粗中煤泥產量約10 t/h，重介塊中煤約45 t/h。對比設備主要參數(詳見表1)得知，立式離心機和臥式離心機實際入料量較設備處理能力均出現大量富余。針對以上問題，可考慮將粗中煤泥與重介塊中煤共用1臺臥式離心機脫水，以降低電耗、材料配件等各項費用。

表1 離心脫水機主要參數

2 改造措施

2.1 一車間改造

一車間TBS粗煤泥分選機移至脫介篩前端，尾礦排料高頻篩出料端與脫介篩出料端相對，放大塊中煤溜槽，粗中煤泥與重介塊中煤共用一個溜槽，共同使用1臺臥式離心機脫水，脫水產物成為一車間綜合中煤產品。改造前后工藝流程見圖1、圖2。

圖1 一車間中煤脫水改造前流程

圖2 一車間中煤脫水改造后流程

2.2 二車間改造

二車間煤泥重介旋流器底流進入中煤磁選機，塊中煤稀介與煤泥重介旋流器底流經中煤磁選機回收介質后，中煤磁選機尾礦經弧形篩脫泥、脫水。改造將中煤弧形篩位移至脫介篩前端，弧形篩出料端與脫介篩出料端相對，放大塊中煤溜槽，粗中煤泥與重介塊中煤共用一個溜槽，共同使用1臺臥式離心機脫水，脫水產物成為二車間綜合中煤產品。改造前后工藝流程見圖3、圖4。

圖3 二車間中煤脫水改造前流程

圖4 二車間中煤脫水改造后流程

2.3 改造前后各產品水分情況對比

一車間改造后綜合中煤水分由6.90%降至4.50%(詳見表2)，二車間改造后綜合中煤水分由6.44%降至4.20%(詳見表3)。改造完成后兩車間綜合中煤產品水分穩定，臥式離心機工況良好、故障率低。

表2 一車間改造前后中煤水分對比

表3 二車間改造前后中煤水分對比

2.4 脫水性能指標分析

依據煤炭行業標準 MT/T 995-2006《選煤廠—脫水設備工藝效果評定方法》對共同脫水改造后離心機的脫水性能進行評定，將脫水產物的外在水分和脫水效率進行了性能分析。即公式：

式中：η——脫水效率，%；

a——入料中固體物重量濃度，%；

b——濾液中固體物重量濃度，%；

c——脫水產品中固體物重量濃度，%。

兩車間改造后綜合中煤脫水性能指標見表4。

表4 兩車間改造后綜合中煤脫水性能指標分析

2.4.1 脫水產物外水分

脫水產物外水分是一項重要的質量指標，直接影響最終精煤產品水分，一定程度上直觀反映了離心機的工作效果。由表4可知，兩車間改造后綜合中煤離心機脫水產物外水分分別為4.50%和4.20%，產品水分均較低，工作效果較好。

2.4.2 脫水效率

脫水效率是離心機脫水性能指標的綜合效果。由表4可知，兩車間改造后綜合中煤離心機脫水效率分別為79.50%和78.53%，脫水效率較高。一車間入料濃度75.26%、離心液濃度20.15%，原因為細粒級含量相對較高，粗中煤泥入料比例達32%，此部分為高頻篩脫水脫泥產品，水分較高常，出現50%以上的情況，這是由于TBS尾礦排料不連續造成的。二車間入料濃度80.12%、離心液濃度18.28%，原因為細粒級含量相對較低，粗中煤泥入料比例為17.65%。此部分為弧形篩脫水脫泥產品，排料連續。

3 經濟效益及社會效益

3.1 經濟效益

兩車間共停用立式離心機2臺，每年節約大量電費和配件材料費，計算明細如下：篩籃使用周期約為3個月(1.66萬元/個)，節約8個；刮刀周期約為3個月(4.33萬元/個)，節約8個；立式離心機電機功率為55 kW，日運行19 h，用電量約381 425 kW·h/a，電費按0.97元/(kW·h)計算。年度節支費用合計：8×1.66萬元+8×4.33萬元+381 425kW·h×0.97元/(kW·h)=84.92萬元，經濟效益顯著。

3.2 社會效益

粗中煤泥與塊中煤共同脫水工藝省去了立式煤泥離心機，當粗中煤泥與塊中煤比例小于1∶2時，可共用臥式離心機脫水，綜合中煤水分降低2%～3%，臥式離心機工況良好，運行穩定。

改造后粗中煤泥脫水工藝得到簡化，綜合中煤水分顯著降低，大大減少了設備用電和配件材料損耗，提高了企業的社會效益。