太原選煤廠浮選系統(tǒng)工藝改造的實(shí)踐研究

李澤毅

（山西焦煤西山煤電太原選煤廠， 山西 太原 030000）

1 選煤廠概況

太原選煤廠系西山煤電旗下唯一一座中央型煉焦煤選煤廠，原設(shè)計(jì)入洗能力為200 萬(wàn)t/a，入洗原煤來(lái)自杜兒坪礦，2008 年通過(guò)技改后洗選能力提升為500 萬(wàn)t/a，現(xiàn)工藝流程為無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器+跳汰+煤泥浮選+尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程。主要工藝流程為：原煤經(jīng)脫泥篩分級(jí)，大于0.75 mm 的篩上物進(jìn)入無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，分選出重介精煤、中煤、矸石；小于0.75 mm 物料進(jìn)入煤泥旋流器分級(jí)，其中0.75～0.25 mm 的底流進(jìn)入TBS 分選，分選出TBS精煤和TBS 尾礦；-0.25 mm 溢流進(jìn)入浮選機(jī)分選，分選出浮選精煤和浮選尾礦。入選的原煤為杜兒坪礦8號(hào)原煤，主要產(chǎn)品為煉焦精煤（灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10.5%）。受原煤煤質(zhì)、工藝系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)影響，系統(tǒng)小時(shí)處理能力受限，使得生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)與檢修維護(hù)時(shí)間形成了沖突。因此，急需提高原煤處理量、縮短生產(chǎn)時(shí)間，以確保在完成生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)，空余出更多的檢修維護(hù)時(shí)間[1-3]。

2 原洗選工藝存在的問(wèn)題

2.1 原煤分配刮板機(jī)分量不均勻、事故率高

原煤經(jīng)301 號(hào)皮帶機(jī)運(yùn)輸至302 號(hào)刮板機(jī)（槽寬B=1 400 mm），刮板機(jī)通過(guò)調(diào)整插板均勻分料至兩個(gè)系統(tǒng)的脫泥篩。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，存在問(wèn)題主要為：

1）因原煤粉煤含量大，301 號(hào)皮帶下302 號(hào)刮板機(jī)溜槽及刮板機(jī)蓋板多處粉塵較大，盡管刮板機(jī)采用封閉處理，但煤塵通過(guò)封閉噴濺嚴(yán)重，治理效果不佳，衛(wèi)生量大，并對(duì)設(shè)備安全造成隱患；

2）插板分量極易出現(xiàn)兩期分量不均勻，同時(shí)兩期力度分配差異較大，造成兩個(gè)系統(tǒng)脫泥篩脫泥效果差，旋流器分選效率低，嚴(yán)重影響洗選量和洗選指標(biāo)；

3）刮板機(jī)在使用過(guò)程中極易產(chǎn)生疲勞、磨損、斷裂等各種故障，維護(hù)工作量大，事故發(fā)生后給生產(chǎn)造成被動(dòng)局面；

4）由于原煤中雜物較多，刮板機(jī)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中容易發(fā)生卡堵，造成斷鏈、斷管板等事故，給巡查人員和崗位人員帶來(lái)較大安全隱患。

2.2 單臺(tái)Φ800 mm 水力分級(jí)旋流器處理能力不足

太原選煤廠粗精煤分選工藝為：原煤經(jīng)脫泥篩篩分后（0.75 mm），篩下水進(jìn)入水力分級(jí)旋流器（每個(gè)系統(tǒng)單臺(tái)Φ800 mm）進(jìn)行濃縮分級(jí)，底流進(jìn)入TBS 分選機(jī)，溢流進(jìn)入浮選機(jī)。

存在問(wèn)題如下：

1）原煤粉煤含量大，脫泥篩篩面噴水使用較大，導(dǎo)致單臺(tái)煤泥旋流器處理能力不足，如控制噴水則導(dǎo)致篩面脫泥效果差影響洗選效果和重介系統(tǒng)介耗，只能通過(guò)被動(dòng)降低處理量；

2）原煤末煤含量不均衡，洗選過(guò)程原煤性質(zhì)變化大，水力旋流器存在入料濃度高，造成水力旋流器溢流跑粗，影響煤泥灰分，造成精煤損失。

2.3 浮選精煤量大，處理能力不足

如表1 所示，原煤煤泥含量大，浮選精煤抽出率高達(dá)90%以上，浮選系統(tǒng)精煤產(chǎn)量大，當(dāng)前在用的壓濾機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)處理能力不能滿足較高處理量的生產(chǎn)要求，使得系統(tǒng)處理能力受限。尤其冬季，因所處地區(qū)嚴(yán)寒，精煤水分控制嚴(yán)格，壓濾機(jī)水分相對(duì)較高，為滿足水分要求，浮精處理時(shí)間被動(dòng)提高，處理能力進(jìn)一步受限。

表1 不同類別原煤原生煤泥含量

2.4 417 號(hào)浮選精煤轉(zhuǎn)載皮帶功率不足

417 號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶入料為6 臺(tái)浮選精煤壓濾機(jī)生產(chǎn)的浮選精煤，加壓過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)的壓濾精煤和2 臺(tái)立式離心機(jī)生產(chǎn)的粗精煤，皮帶設(shè)計(jì)處理能力為170 t/h。其設(shè)計(jì)能力能夠滿足生產(chǎn)需求，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于原煤煤泥含量不均衡，精煤壓濾機(jī)卸料不均衡，精煤壓濾機(jī)卸料點(diǎn)距離皮帶機(jī)高差較大等原因，提高原煤帶量情況下經(jīng)常出現(xiàn)皮帶壓車現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)頭電動(dòng)滾筒事故率較高，嚴(yán)重制約處理系統(tǒng)處理能力。

2.5 501 號(hào)精煤轉(zhuǎn)載皮帶運(yùn)力不足

501 號(hào)精煤轉(zhuǎn)載皮帶，電機(jī)功率132 kW，設(shè)計(jì)處理能力1 000 t/h，但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于浮選精煤卸料不均衡，瞬時(shí)量會(huì)達(dá)到1 200 t/h，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)壓車事故，事故處理過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度較大，對(duì)生產(chǎn)形成一定制約。

2.6 原煤給煤機(jī)帶量不均衡，事故率高

系統(tǒng)原煤給料采用推土機(jī)料口推料，通過(guò)4 臺(tái)K4 往復(fù)式給煤機(jī)給料，生產(chǎn)過(guò)程中給煤機(jī)往復(fù)搖臂不均衡，導(dǎo)致系統(tǒng)帶量不均衡，同時(shí)推土機(jī)給料過(guò)程容易導(dǎo)致設(shè)備壓停，嚴(yán)重制約系統(tǒng)處理能力。

3 提升系統(tǒng)能力改造措施

3.1 分配刮板機(jī)改為分料溜槽的系統(tǒng)優(yōu)化

改造方案：拆除302 號(hào)刮板機(jī)及入料溜槽，將301 號(hào)皮帶順現(xiàn)有角度延伸6 m、抬高3.2 m，制作分料溜槽至3041 號(hào)、3042 號(hào)脫泥篩，兩溜槽跨度6.3 m，具體如圖1 所示；在機(jī)頭溜槽安裝可調(diào)翻版，用于均衡兩期帶量，同時(shí)又能通過(guò)翻案實(shí)現(xiàn)單期生產(chǎn)；溜槽加沖水，一方面為物料運(yùn)輸提供動(dòng)力，另一方面提前潤(rùn)濕原煤，提高脫泥效果，降低煤塵。

圖1 改造前、后302 號(hào)分配刮板機(jī)

改造后，兩期原煤性質(zhì)、原煤量分配較均勻，消除了設(shè)備事故隱患，降低了電耗，同時(shí)解決了原煤粉塵大的問(wèn)題，系統(tǒng)處理能力得到較大提升。

3.2 并聯(lián)水力旋流器提高系統(tǒng)處理能力

在粗煤泥分級(jí)環(huán)節(jié)，對(duì)Φ800 mm 水力分級(jí)旋流器并聯(lián)一臺(tái)Φ500 mm 水力分級(jí)旋流器，加大煤泥泵頻率，提高粗煤泥分級(jí)處理能力。

改造后工藝環(huán)節(jié)調(diào)整更為靈活，即可實(shí)現(xiàn)在一定壓力范圍內(nèi)按需調(diào)整底流、溢流比例，給企業(yè)帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益和調(diào)整操作空間。具體如圖2 所示。

圖2 并聯(lián)Φ500 mm 水力旋流器

3.3 增加篩網(wǎng)沉降離心機(jī)處理浮選精煤

工藝改造方案為：

將浮選精礦池預(yù)留的1 臺(tái)渣漿泵出料管進(jìn)行改造，浮精由泵打至篩網(wǎng)沉降離心機(jī)入料箱，同時(shí)將部分粗精煤引至沉降離心機(jī)入料箱進(jìn)行摻粗，更加有利于回收浮選精煤。沉降離心機(jī)出料直接進(jìn)入501號(hào)精煤皮帶，離心液返回浮選精礦池，通過(guò)壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。

通過(guò)改造可以看出，篩網(wǎng)沉降離心機(jī)相比快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)單臺(tái)處理量大，有效解決了浮精處理能力不足的問(wèn)題。同時(shí)篩網(wǎng)處理后的浮選精煤水分為18%左右，相比壓濾浮精水分25%，降低約7%，很好解決了冬季精煤水分偏大的問(wèn)題，同時(shí)該部分物料松散，與主洗精煤摻混均勻，效果較好。

3.4 改造417 號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)方式

417 號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶原驅(qū)動(dòng)為外置式電動(dòng)滾筒，電動(dòng)滾筒經(jīng)常出現(xiàn)漏油、斷齒等情況，生產(chǎn)過(guò)程中事故率較高，同時(shí)由于浮選精煤卸料不均衡，皮帶機(jī)入料產(chǎn)量波動(dòng)大，加劇了設(shè)備事故率。通過(guò)改造，將外置式電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)改造為電機(jī)+減速機(jī)方式驅(qū)動(dòng)，并將電機(jī)功率由30 kW，提高到45 kW。大大降低了設(shè)備事故率，并通過(guò)提高電機(jī)功率，很好避免了多臺(tái)精煤壓濾機(jī)同時(shí)卸料造成的產(chǎn)量波動(dòng)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.5 提高501 號(hào)精煤轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)功率

為解決生產(chǎn)過(guò)程中由于浮選精煤卸料不均衡，501 號(hào)皮帶機(jī)瞬時(shí)量超1 200 t/h，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程出現(xiàn)壓車事故問(wèn)題，通過(guò)改造將電機(jī)由132 kW 更換為160 kW，同時(shí)將液力偶合器同步升級(jí)，并對(duì)機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒做防滑處理，很好解決了上述問(wèn)題。

3.6 更換甲帶給煤機(jī)，取代往復(fù)式給煤機(jī)

為解決原煤給料不均，事故率較高問(wèn)題，將原4 臺(tái)往復(fù)式給煤機(jī)更換為甲帶給煤機(jī)。單臺(tái)甲帶給料量可以滿足1 000 t/h，實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)單臺(tái)給料能夠滿足系統(tǒng)處理能力，提高了系統(tǒng)帶量穩(wěn)定性。

4 改造效果及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 改造效果分析

改造方案實(shí)施后，原煤月平均處理量已經(jīng)由之前的820 t/h 上升為950 t/h。改造后的采樣分析表明，在原煤處理量達(dá)到950 t/h 時(shí)可以保證脫泥篩的脫泥效果，有壓三產(chǎn)品旋流器分選密度穩(wěn)定，分選效率顯著提升，產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性得到保證。2021—2022 年改造效果見(jiàn)表2。前提下，系統(tǒng)原煤小時(shí)處理量增加，降低了平均生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約出大量檢修時(shí)間，同時(shí)節(jié)約了電費(fèi)、材料費(fèi)、人工費(fèi)等生產(chǎn)成本，減少了設(shè)備故障率及員工勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

表2 2021—2022 年改造效果分析

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

改造后小時(shí)處理能力的提升，節(jié)約了系統(tǒng)噸煤電耗、藥耗等各類消耗，提升了當(dāng)班工作效率、效益，以年入洗200 萬(wàn)t 計(jì)算，年創(chuàng)效益可達(dá)685 萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化改造，在產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性不變的