SKT跳汰機高壓風凈化方案分析

林國富, 婁德安

(1.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012;2.河北省煤炭洗選工程技術研究中心，河北 唐山 063012)

SKT跳汰機高壓風凈化方案分析

林國富1,2, 婁德安1,2

(1.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012;2.河北省煤炭洗選工程技術研究中心，河北 唐山 063012)

針對部分跳汰選煤廠生產過程中時常出現的跳汰機電磁閥等氣動元件易損壞的問題，從提高其所用高壓風潔凈度的角度入手，通過分析目前常用的高壓風凈化方法，以一臺16 m2SKT跳汰機為例，提出了三種切實可行的高壓風凈化方案，并對三種方案進行了詳細分析，為保障跳汰生產的正常運行提供了有益參考。

跳汰機; 高壓風; 集中加油過濾裝置；凈化方案；冷干機; 吸干機

在SKT型跳汰機選煤的過程中，控制器會按照一定的控制要求輸出控制脈沖至驅動板，從而驅動風閥系統中的電磁閥通斷換向。在電磁閥通斷換向的過程中，作為控制風的高壓風推動風閥系統中的氣缸閥芯上下運動，進而帶動風箱內的蓋板(滑)閥的打開和關閉。在蓋板(滑)閥開關的過程中，低壓風進入或排出機體，促使機體內的水流產生脈動，從而達到原煤按密度分層的最終目的[1-2]。通過對SKT型跳汰機運行過程的分析可以看出，高壓風是其進行原煤分選的前提條件和根本保證，高壓風的潔凈與否直接影響著電磁閥的壽命和整個跳汰機的穩定運行。目前SKT型跳汰機所用高壓風一般來自于空壓機或礦井用風系統，普遍采用的高壓風凈化裝置是安裝于高壓風入口處的，由可拆裝的過濾器、調壓閥及油霧器組成的集中加油過濾裝置(簡稱三聯體)。該裝置具有體積小，價格便宜，拆裝更換方便等優點，實踐應用表明該裝置能夠濾除高壓風中的大部分污染物，并實現對高壓風壓力的再調整和油霧化處理，但在實際應用中，高壓風的含水量對其運行效果影響較大。

1 問題分析

由于集中加油過濾裝置中的過濾器安裝在高壓風的入口處，且高壓風以切向進入進行旋風分離，這就使高壓風進入過濾器后沿切線方向產生旋轉，離心力的作用使夾雜在高壓風中的水珠分離出來，凝結于水杯里。在高壓風中含水量不大的時候，該裝置能夠提供潔凈、油霧化的控制風給跳汰機的風閥系統，可保證跳汰機的正常運行；但當高壓風中含水量較大的時候，經過該集中加油過濾裝置作用后，高壓風中會夾帶大量的液態油-水混合物，極易導致電磁閥閥芯、氣缸等氣動元件銹蝕，使元件損壞的幾率大大增加，影響整個跳汰機的正常運行。在實際生產中這種情況時有發生。

對于此，現場只能多準備一些電磁閥、氣缸等的備件，以便出現問題時及時更換，此外也沒有什么太好的解決辦法。本著對用戶負責的態度，需要積極探索解決這一問題的實質性方法。

2 高壓風的凈化原理

高壓風中的污染物主要是水分、固體雜質及油分等。對于固體雜質，通常采用過濾法進行凈化，就是讓高壓風通過多孔的濾芯，濾除其中的固體雜質。用戶可以根據所需過濾的固體雜質的含量要求，選擇對高壓風進行粗過濾、精密過濾及超精密過濾[2,3]。目前SKT跳汰機集中加油過濾裝置中的過濾器采用的是25/50 μm的噴鑄銅質濾芯，可以很好地濾除高壓風中的固體雜質，因此關于高壓風中的固體雜質，仍然可采用過濾器濾芯過濾的方法凈化。

相比于固體雜質，高壓風中的水分的干燥過程較為復雜，需要技術、經濟及實用性對比后確定，目前對高壓風的干燥處理，可采用的方法主要有冷干法、吸干法和旋風分離法等。

(1)冷干法。冷干法的原理類似空調的原理，將高壓風通過冷媒質系統后，高壓風的溫度被降低到飽和露點以下，其中的水分凝結成液態水分離出來，并通過自動排水裝置排出，以達到干燥高壓風的目的。利用冷干法干燥高壓風的裝置稱為冷干機，一般由壓縮機、蒸發器及冷凝器等部件組成[2,4]。冷干機具有壓力露點高，空氣壓力損失小，設備投資少，運行穩定，故障率低，維護工作量小及無需控制入口高壓風含油量等優點，但其對高壓風的干燥效果不如下面將要提到的吸干機。冷干機可以同時除去高壓風中的水分、油分等液體污染物[4-6]，是目前國內外應用較多的高壓風干燥裝置。

(2)吸干法。該法利用水分可以吸附在硅膠、分子篩或活性氧化鋁等干燥劑上的特點，利用干燥劑吸收高壓風中的水分而獲得干燥的高壓風。按照干燥劑吸水飽和后再生過程中是否需要供給熱量，可分為無熱再生吸干機和有熱再生吸干機，其中：無熱再生吸干機是利用變壓吸附原理，用干燥后占總量15%～20%的高壓風作為再生風，使已處于飽和狀態的干燥劑解吸再生；有熱再生吸干機采用兩個干燥劑儲罐，工作時一個儲罐對高壓風進行干燥，另一個儲罐利用外部提供的熱空氣使干燥劑水分蒸發而受熱脫水再生[4,6]。吸干機對高壓風具有極佳的干燥效果，無需基礎安裝，但對其入口高壓風含油量有一定要求，含油量過高的話，會影響干燥劑的吸水效果；并且當高壓風的溫度高于吸干機設計的最大入口溫度時，吸干機對高壓風的干燥效果會大打折扣。在高壓風含水量要求比較苛刻且溫度較高時，可以在吸干機的前端增加冷干機[7,8]。由于無熱再生吸干機在干燥劑再生時需要消耗一定量的干燥后的高壓風，因此在考慮用氣量時，除滿足跳汰機用風量要求外，還應再增加一定的風量作為干燥劑再生之用。

(3)旋風分離法。該法無需外加動力，僅利用高壓風自身的壓力，讓空氣旋轉流動，利用旋轉的離心力除去高壓風中大部分的水分，從而達到凈化高壓風的目的。常用的油水分離器就是利用旋風分離法除水凈化高壓風的[7]。該產品體積小，重量輕，價格便宜，目前跳汰機采用的集中加油過濾裝置中的過濾器兼具油水分離器的功能，但生產實際應用表明，當高壓風中的水分含量較大時，該方法對高壓風的凈化效果欠佳。

3 SKT型跳汰機高壓風凈化方案

對SKT型跳汰機高壓風的凈化而言，主要就是除去高壓風中的水分和固體雜質。跳汰機用高壓風基本都是用螺桿空壓機將大氣壓縮后得到的，因此其中的雜質一部分來源于空氣，一部分來源于螺桿空壓機內部系統，這也就決定了要解決跳汰機用高壓風的凈化問題，只能在空壓機的高壓風出口和跳汰機高壓風入口之間采取措施。對于一臺16 m2的SKT型跳汰機而言，其所需的高壓風的壓力在0.6～0.7 MPa，用氣量為3.2 m3/min，可采取以下幾種高壓風凈化方案：

(1)方案1。鑒于目前SKT型跳汰機用的集中加油過濾裝置中可拆裝組合的過濾器兼具油水分離器的功能，因此可以在目前的集中加油過濾裝置中再加裝一級過濾器，形成由兩個過濾器、調壓閥及油霧器組成的四聯體裝置，實現對高壓風的兩次固體雜質過濾和兩次油水分離。該四聯體裝置需要增加的資金投入不足千元，且可自己組裝，簡單易行，不需要新增設備，在現有跳汰機零部件的基礎上即可實現。目前該方案已應用于生產實踐，較之前相比，采用該方案后，電磁閥等電氣元件損壞現象大有改觀，但根除的不是很徹底。

(2)方案2。在保證現有SKT型跳汰機零部件配置不變的前提下，在空壓機高壓風管道出口至跳汰機集中加油過濾裝置高壓風管道入口處增加一臺冷干機，使其與集中加油過濾裝置共同作用，以濾除高壓風中的水分和固體雜質，為跳汰機風閥系統的氣動元件提供潔凈油霧化的高壓風。按照16 m2SKT型跳汰機的高壓風風壓和用氣量，可選擇處理量為3.8 m3/min的LG-038N冷干機，其主要技術參數如表1所示。該冷干機高壓風進出口管均為DN40(1.5寸)管，通過螺紋連接接入現有高壓風管道系統。考慮到收集冷干機運行的過程中排出水的需要，將其靠近跳汰機側安裝，使其排出的水分直接進入跳汰機。該方案需要增加的資金投入在 4 000元左右，設備廠家提供的技術數據表明，該冷干機可濾除高壓風中80%以上的水分，但實際干燥效果如何，還有待進一步的生產實踐檢驗。

(3)方案3。在保證現有SKT型跳汰機的零部件配置不變的前提下，在空壓機高壓風管道出口與跳汰機集中加油過濾裝置高壓風管道入口之間增加一臺吸干機，使其與集中加油過濾裝置共同作用，濾除高壓風中的水分和固體雜質，為跳汰機風閥系統的氣動元件提供潔凈油霧化的高壓風。按照16 m2SKT型跳汰機的高壓風風壓和用氣量，可選擇處理量為3.8 Nm3/min的LG-30AC無熱再生吸干機，其主要技術參數如表1所示。該吸干機高壓風進出口管均為DN25(1寸)管，通過螺紋連接接入現有高壓風管道系統。盡管吸干機在使用過程中不需要考慮水分的回收問題，但為了保證其入口高壓風的溫度不至于太高，同樣將其靠近跳汰機側安裝；由于吸干機對其入口高壓風含油量有一定要求，因此在實際應用中還需要視入口高壓風含油量的多少，考慮是否需要增加前置的除油過濾器。該方案需要增加的資金投入至少為6 000元，設備廠家提供的技術數據表明，該吸干機可濾除高壓風中90%以上的水分，但如同方案2一樣，實際干燥效果也有待于實踐的檢驗。

表1 冷干機與吸干機技術參數對比

綜上分析可知，方案1投入最少，方案2和方案3都需要消耗一定的電能，會增加整個選煤廠的運行成本。三種方案中均可視生產現場具體情況的需要，在空壓機的出口處增加一個緩沖罐，一方面起到穩壓的作用，另一方面讓空壓機輸出的高壓風先經過緩沖罐，分離出高壓風中夾雜的部分固體雜質和液體成分，起到一個粗凈化的作用，然后再經過干燥機和過濾器進一步凈化。

4 結語

通過研究分析目前高壓風的凈化原理，探討了解決SKT跳汰機在選煤的過程中，由于高壓風中污染物較多、不夠潔凈而時常損壞電磁閥等電氣元件的問題，并以一臺16m2SKT跳汰機為例，給出了三種切實可行的解決方案。在三種方案中，方案1投資最少，方案3凈化效果最好，各生產現場可按照適度凈化，確保跳汰機連續生產的原則，選擇適宜的高壓風凈化方案。

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Notes on the scheme of SKT jig high-pressure air purification

LIN Guo-fu1,2, LOU De-an1,2

(1. Tangshan Research Institute Co., Ltd., China Coal Technology & Engineering Group, Tangshan 063012, Hebei, China; 2. Hebei Province Coal Washing & Engineering Technology Research Center, Tangshan 063012, Hebei, China)

The trouble with the solenoid valve and other pneumatic elements frequency occurs during jigging operation in part of coal preparation plants. For tackling this problem, an investigation is made proceeding from the enhancement of the purity of high-pressure air. Based on an analysis of the high-pressure air purification methods currently in common use, 3 feasible purification schemes are proposed and applied on a 16 m2SKT jig by way of example. A detailed analysis and comparison is made in the paper of the 3 schemes proposed. The schemes provided a valuable reference for ensuring the normal jigging operation.

jig; high-pressure air; centralized oil filling and filtration mechanism; purification scheme; freeze dryer; absorption dryer

1001-3571(2016)04-0033-03

TD942

A

2016-01-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.009

林國富(1984—)，男，黑龍江省綏化市人，碩士，研究實習員，從事跳汰機研究設計與選煤廠設計工作。

E-mail：linguofu119@126.com Tel：0315-7759458

林國富, 婁德安. SKT跳汰機高壓風凈化方案探討[J]. 選煤技術，2016(4)：33-35.