補連塔選煤廠洗水閉路循環優化與實踐

王佳力，董 良

(神東煤炭集團洗選中心補連塔選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 017209)

0 引言

補連塔選煤廠是一座特大型現代化礦井型選煤廠，于1997年10月18建成投產100～25 mm單段跳汰洗選系統，設計規模為4.0 Mt/a。2005年6月，100～25 mm塊煤重介洗選系統擴建工程建成投產，主要入洗1-2煤，系統內清掃用水主要利用沉淀水池澄清水，清掃污水流至廠區外沉淀水池進行回收。2011年1-2煤清掃水系統改造，水源使用濃縮池循環水，清掃污水由廠內濃縮池回收，基本實現洗水閉路循環。2013年1月建成2套塊煤洗選系統和2套末煤洗選系統，主要入洗2-2煤，并配套建成清掃水系統，水源為濃縮池循環水，清掃污水打回濃縮池回收利用。

補連塔選煤廠生產系統大體分為外煤區域、原煤倉下、篩分車間、1-2煤主洗車間、2-2煤主洗車間、產品倉、裝車車間，占地面積約8.5萬m2。該廠共有1-2煤和2-2煤2套單獨的水洗系統，其中1-2煤有2個濃縮池，一用一備，一個循環水池；2-2煤有2個濃縮池串聯使用，2個事故池做為生產事故使用，一個循環水池，2套水洗系統除用于系統正常生產外，還承擔全廠所有系統衛生清掃用水及清掃水的回收凈化。

1 系統存在問題

自2011年以來，1-2煤水洗系統進行了洗水閉路循環改造及2-2煤水洗系統改擴建后，尚存在一些問題，無法達到全系統水平衡和洗水一級閉路循環，還常常造成環境污染事件。

1.1 循環水池工作不正常

循環水池漲肚：雖然1-2煤和2-2煤的水洗系統都是獨立的洗選系統，但在清掃水使用時，因廠房布置存在交叉，2套系統在用水和回收時存在不平衡，導致某一系統循環水增加，而另一系統循環水減少的問題。水循環量增大后出現循環水池漲肚現象。

2-2煤循環水池容量不足：2-2煤循環水池無法滿足正常生產和清掃用水需求。因設計之初2-2煤循環水池主要供洗選生產用水，其容量為144 m3，但后期清掃用水也由此提供，導致供水量出現50 m3的缺口，這就要在生產時通過潛水泵將這部分水補進循環水池，而停車后，循環水池容量無法儲存補進水，導致這部分水從循環水池溢流管外排出去，造成水耗增加和環境污染。

1.2 選煤廠水耗量增大

由于循環水池漲肚，洗水外排等，造成外排水及補水增加，根據2015年補水統計，平均每月補水量在28.4萬m3，噸煤耗水量達到2.5 m3/t。同時，外水進入系統較多。清理濃縮池時使用清水，陰陽離子加藥水，泵的密封水等較多外水進入系統。

2 洗水系統改造

2.1 掃地水回收

1-2煤系統掃地水回收：1-2煤系統掃地水由1-2煤循環水池供水，由清掃加壓泵進行加壓，主要供1-2煤主洗車間、外煤區域、產品倉上和裝車車間清掃衛生用水。以上區域掃地水經掃地泵回收后又打入1-2煤主洗車間一樓，再由遠方泵打入矸石脫介篩篩上，進入水循環系統，回收利用。系統停車后，將掃地泵切換至煤泥弧形篩和煤泥離心機，經脫水后，煤泥進入上倉膠帶機，水回至濃縮池回收利用，如圖1。由于1-2煤主洗一樓掃地水池蓄水量較小，水池大小為4 m3，每天停車檢修后，掃地水無法打循環回收，水池滿后，容易溢流到廠房外，造成水源浪費和環境污染。為此，在主洗一樓另安排一臺掃地泵引致2-2煤主洗一樓，當1-2煤一樓掃地水池水滿無法回收時，可以將水打到2-2煤一樓進行回收，如圖1所示。

圖1 1-2煤主洗系統清掃水回收系統圖

2-2煤系統掃地水回收：2-2煤系統掃地水由2-2煤循環水池供水，由清掃加壓泵進行加壓，主要供2-2煤主洗車間、原煤倉下和篩分車間清掃衛生用水。以上區域掃地水經掃地泵回收后又打入2-2煤主洗車間一樓，再由一樓掃地泵打入矸石脫介篩篩上，進入水循環系統，回收利用。當系統停車后，可以將掃地泵切換至弧形篩和煤泥離心機，回收一樓水時，將煤泥離心機開啟，其中粗煤泥經脫水進入下方設備，而水經離心液管回到濃縮池，從而回收一樓掃地水，如圖2所示。

圖2 2-2煤主洗系統清掃水回收系統圖

2.2 水平衡調整

1-2煤系統循環水池水平衡調整：將產品倉上、產品倉下、外來煤3套系統清掃用水全部改為使用1-2煤循環水，為保證1-2煤系統生產清掃用水，系統每日水循環量大大增加，而受循環水池容量限制，在停車后循環水池易出現漲肚現象甚至出現冒池現象。為避免水資源浪費，以及出于環境保護考慮，經現場研究后，在1-2煤循環水池溢流口下方1.5 m處開孔安裝一趟直徑DN273的管道至2-2煤1#事故池，通過2-2煤1#事故池的614A潛水泵將水打至2-2煤的1#濃縮池，最終進入2-2煤循環水池。有效避免了1-2煤洗水外排和環境污染，充分合理的利用了1-2煤的洗水，如圖3所示。若濃縮機耙架出現問題，就必須排空濃縮池并清理積沉煤泥，而外接復用水不方便且會造成外水進入系統出現漲肚情況，因此在濃縮池巡檢平臺上加裝一趟從清掃加壓泵引過來的DN80管道，同時管道上安裝4個DN65的消防閥門。既方便安裝消防水袋沖洗濃縮池，又防止外水進入系統，同時還能對檢查后的濃縮池快速注水以便投入使用。

圖3 1-2煤與2-2煤系統聯通圖

2-2煤系統循環水池水平衡調整：2-2煤塊末全入洗系統在設計之初，由于循環水池容量較小，導致每次起車時，循環水無法滿足系統用水要求，因此在起車后，還需對循環水池進行補水，而在停車后，補進去的水又導致循環水池冒水，為此在2個濃縮池位置偏低的2#濃縮池的溢流槽處安裝溢流管進2#事故池，當2-2煤循環水池出現漲肚情況時，循環水會由濃縮池溢流堰流出系統外，為防止洗水外排，特將多余的循環水通過管路引至事故池，將2#事故池當做備用水池。將1#、2#事故池潛水泵管道改造，分別能進入1#、2#濃縮池和事故池。即1#潛水泵既能將事故池積水打至1#濃縮池也能打至2#濃縮池和2#事故池，同理2#潛水泵也能打至1#和2#濃縮池以及1#事故池，實現對循環水池快速補水，見圖4。若對濃縮機耙架進行檢查或耙架出現問題時，就須排空濃縮池并清理積沉煤泥，外接復用水不方便且會造成系統漲肚，因此在濃縮池巡檢平臺上加裝一趟從清掃加壓泵引過來的DN80管道，同時管道上安裝4個DN65的消防閥門。既方便安裝消防水袋沖洗濃縮池，又防止外水進入系統，同時還能對檢查后的濃縮池快速注水以便投入使用。

圖4 2-2煤五池聯通圖

1-2煤系統與2-2煤系統循環水池水平衡調整：為了實現整個水系統量化均衡，那么不僅能讓1-2煤系統多余的洗水進入2-2煤系統，也得讓2-2煤的洗水能夠進入1-2煤系統。因此在2-2煤循環水池616A清掃加壓泵出料管道上加裝一趟DN80的管道至1-2煤循環水池，通過2個手動閥門來控制調節水量大小，以便合理平衡1-2煤和2-2煤系統的循環水池水位，如圖5所示。

圖5 全系統八池聯通圖

2.3 加藥用水調整

根據選煤廠使用的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的藥性特點，將聚合氯化鋁的制藥水由清水改為循環水，當循環水發黑時也可切換為清水，減少清水使用量。

2.4 1-2煤系統的煤泥水分流處理

1-2煤塊煤水洗系統內的煤泥由2臺加壓過濾機處理，單臺壓濾機過濾面積為60 m2。一方面處理量較小，另一方面加壓過濾機的適應性差，遇到礦井過構造、煤質出現泥化現象時，煤泥水中細粒含量增多，加壓過濾機無法有效處理濃縮池煤泥，造成濃縮池煤泥堆積，影響耙架安全運行。

2-2煤水洗系統設計之初就有3臺加壓過濾機和3臺板框壓濾機，由于該廠煤泥量較少，因此這6臺設備有部分閑置，沒有得到充分利用。基于這種現狀和條件，通過實際測繪安裝了一趟從1-2煤底流泵至2-2煤加壓/板框入料桶的耐磨管道，使1-2煤的煤泥水分流至2-2煤的加壓過濾機/板框壓濾機處理，徹底解決了1-2煤濃縮池煤泥積聚扭矩上漲的情況。

3 結語

經過近一年的生產實踐證明，選煤廠在改造之后效果明顯，實現了真正的洗水閉路循環，清水耗水量降為0.045 m3/t，節約了水資源，選煤廠再沒出現外排水等環保問題。下一步改造的目標向自動化方面考慮，設置在線檢測各循環水池液位，并通過自動閥門和泵的自動控制，實現自動補水及水平衡的自動調整。