紅慶河選煤廠篩分設(shè)備選型淺談

張時(shí)光

（江蘇省設(shè)備成套有限公司，江蘇南京210009）

0 引言

篩分設(shè)備是選煤廠最重要的自動(dòng)化設(shè)備之一，選煤廠的正常生產(chǎn)離不開(kāi)篩分設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，篩分設(shè)備的合理選型對(duì)選煤廠的建設(shè)至關(guān)重要。本文以特大型選煤廠紅慶河選煤廠為例，對(duì)篩分設(shè)備如何選型進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，希望能為同類型選煤廠篩分設(shè)備的選型提供參考。

1 紅慶河選煤廠簡(jiǎn)介

紅慶河井田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬紅慶河鎮(zhèn)與札薩克鎮(zhèn)管轄。井田含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組，含2、3、4、5、6五個(gè)煤組共16個(gè)煤層，其中3-1、4-1、6-1煤層為全區(qū)可采煤層，4-2、5-1、5-2、6-3煤層為大部可采煤層。全區(qū)煤種以不粘煤為主，含少量的長(zhǎng)焰煤。

依托紅慶河井田建有紅慶河礦井，礦井于2018年初投產(chǎn)，初期主要開(kāi)采3-1煤層。紅慶河選煤廠入選紅慶河礦井生產(chǎn)的原煤，選煤廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與礦井一致，為1 500萬(wàn)t/a。選煤廠初期建設(shè)原煤篩分儲(chǔ)存系統(tǒng)和塊煤分選系統(tǒng)，末煤分選系統(tǒng)預(yù)留位置。選煤廠原煤篩分分兩套系統(tǒng)建設(shè)，塊煤分選分三套系統(tǒng)建設(shè)。

2 洗選工藝選擇

根據(jù)煤質(zhì)資料、產(chǎn)品定位和建設(shè)單位意見(jiàn)，選煤廠的選煤工藝為：200～13 mm塊煤重介淺槽選、2～0.15 mm粗煤泥直接回收、煤泥壓濾。

3 篩分設(shè)備選型

選煤廠原煤年生產(chǎn)能力1 500萬(wàn)t，年工作天數(shù)330 d，日工作時(shí)長(zhǎng)16 h。

選煤廠小時(shí)生產(chǎn)能力=15 000 000/（330×16）=2 840.91 t/h

所需篩分面積計(jì)算公式：

式中，A為所需篩子表面面積；T為篩子每小時(shí)入料量；K為不均衡系數(shù)，篩分系統(tǒng)及洗選系統(tǒng)一般取1.15；D為每小時(shí)每平方米篩寬（或每米篩寬）篩面處理能力。

根據(jù)工藝設(shè)置，選煤廠篩分設(shè)備主要分四種：原煤分級(jí)篩、脫泥篩、脫介篩和粗煤泥脫水篩。

3.1 原煤分級(jí)篩選型

紅慶河選煤廠原煤篩分有200 mm一段分級(jí)和13（25）mm二段分級(jí)。由于本廠篩分處理量大，為了生產(chǎn)穩(wěn)定連續(xù)，篩分設(shè)備優(yōu)先選用目前國(guó)內(nèi)使用較多、處理能力大且運(yùn)行穩(wěn)定的香蕉篩。

參考GB 50359—2005《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）表4.1.2，一段篩分篩面處理能力取80 t/（h·m2），則所需篩分面積A=（2 840.91×1.15）/80≈40.84 m2；根據(jù)空間布置，選3673型香蕉篩，n=40.83/（3.6×7.3）≈1.55，選兩臺(tái)3673型香蕉篩，每套系統(tǒng)布置一臺(tái)。

根據(jù)規(guī)范表4.1.2，二段篩分篩面處理能力取25 t/（h·m2）。考慮對(duì)生產(chǎn)波動(dòng)適應(yīng)性，忽略一段篩分后200 mm以上塊煤減少量，二段分級(jí)所需篩分面積A=（2 840.91×1.15）/25≈130.68 m2；根據(jù)空間布置，如選用3073型香蕉篩或3661型香蕉篩，n≥5.95，選用6臺(tái)篩子，設(shè)備選型富余性不足。選3673型香蕉篩，n=130.68/（3.6×7.3）≈4.97，考慮雙系統(tǒng)的對(duì)稱性，每套系統(tǒng)選用3臺(tái)3673型香蕉篩。

3.2 脫泥篩選型

考慮篩分效率，根據(jù)流程計(jì)算，+13mm塊煤量為1622.44t/h。重介淺槽分選選前脫泥太干凈反而不利于洗選介質(zhì)的穩(wěn)定，因此選前脫泥不追求過(guò)高脫泥效率。目前國(guó)內(nèi)淺槽篩前脫泥選用傾斜式直線振動(dòng)篩較多（一般傾斜5°），本設(shè)計(jì)在處理能力能夠滿足生產(chǎn)需要的情況下不再創(chuàng)新采用其他脫泥篩分設(shè)備。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取篩面處理能力25 t/（h·m2），所需篩分面積A=（1 622.44×1.15）/25≈74.63 m2；根據(jù)布置，選3048傾斜直線篩，n=74.63/（3.0×4.8）≈5.18，選6臺(tái)3048型傾斜直線篩，每套系統(tǒng)對(duì)應(yīng)2臺(tái)。

3.3 脫介篩選型

紅慶河選煤廠脫介篩分有矸石脫介和精煤脫介兩種。脫介篩分國(guó)內(nèi)香蕉篩和直線篩都有使用。香蕉篩處理能力相比直線篩大些，但脫介效果沒(méi)有直線篩好，因此篩子的選型要根據(jù)實(shí)際情況確定，一般可以采用直線篩則不選用香蕉篩。

本井田煤層含矸量不大，矸石脫介選用單層直線篩。根據(jù)規(guī)范表5.3.4，脫介篩篩面處理能力取10 t/（h·m2）。根據(jù)流程計(jì)算，考慮不均衡系數(shù)后選煤廠矸石量為184.02 t/h，所需脫介篩面積A=184.02/10≈18.4 m2；根據(jù)布置，選目前常用的寬度最小的2461型直線篩（注：脫介篩篩長(zhǎng)一般不宜小于6.1 m，否則脫介效果差），n=18.4/（2.4×6.1）≈1.26，選3臺(tái)2461型直線篩，每套系統(tǒng)對(duì)應(yīng)1臺(tái)。根據(jù)流程計(jì)算，考慮不均衡系數(shù)后選煤廠塊精煤量為1 593.19 t/h。選煤廠精煤量較大。為簡(jiǎn)化廠房布置，選用處理量大的香蕉篩。

如選用單層篩，篩面處理能力根據(jù)規(guī)范表5.3.4取12t/（h·m2），則所需脫介篩面積A=1 593.19/12≈132.77 m2，由于淺槽分選機(jī)布置有3臺(tái)，因此精煤脫介篩最多可布置6臺(tái)，每臺(tái)篩子所需面積A=132.77/6≈22.13 m2，可選用3673型香蕉篩，篩面面積26.28 m2滿足要求。

如選用雙層篩，上層篩面篩孔取25 mm，根據(jù)規(guī)范表5.3.4，篩面處理能力上層取20 t/（h·m2），下層取12 t/（h·m2），則上層所需脫介篩面積A=1 593.19/20≈79.66 m2，布置6臺(tái)脫介篩，每臺(tái)篩子所需面積A=79.66/6≈13.28 m2，選用3061型香蕉篩，篩面面積18.3 m2，滿足要求；經(jīng)上層篩分后，下層篩入料量為544.62 t/h，下層所需脫介篩面積A=544.62/12≈45.39 m2，布置6臺(tái)脫介篩，每臺(tái)篩子所需面積A=45.39/6≈7.56 m2，選用的3061型香蕉篩滿足要求。因此，精煤脫介篩選型也可選用6臺(tái)3061型雙層香蕉篩。

布置發(fā)現(xiàn)，脫介篩越長(zhǎng)，廠房寬度方向越寬；脫介篩越高，廠房高度方向越高。兩種選型經(jīng)布置比較，考慮縮小廠房體積，減少占地面積，降低投資，最終選用6臺(tái)3061型雙層香蕉篩。

3.4 粗煤泥脫水篩選型

目前國(guó)內(nèi)粗煤泥脫水篩布置有與粗煤泥離心機(jī)聯(lián)合布置，脫水篩作為一段脫水，粗煤泥離心機(jī)作為二段脫水和粗煤泥脫水篩獨(dú)立布置，脫水煤泥直接作為產(chǎn)品兩種形式。需要脫水的粗煤泥與水混合形成大流量礦漿，因此粗煤泥脫水篩是根據(jù)礦漿處理量選型，而非根據(jù)干煤泥量選型。

當(dāng)與粗煤泥離心機(jī)聯(lián)合布置時(shí)，粗煤泥脫水篩多選用振動(dòng)弧形篩，此時(shí)脫水效果一般，多是為了物料進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)一步脫水。生產(chǎn)實(shí)踐證明，粗煤泥脫水篩脫水效果太好，反而不利于后續(xù)離心脫水機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)粗煤泥脫水篩獨(dú)立布置，脫水煤泥直接作為產(chǎn)品時(shí)，粗煤泥脫水篩多采用高頻篩，通過(guò)篩子的高頻振動(dòng)增加脫水效果。此布置多用于煤泥量小、需簡(jiǎn)化廠房布置時(shí)。

4 結(jié)論

篩分設(shè)備作為選煤廠的重要設(shè)備，不同作用的篩分設(shè)備，選型時(shí)考慮的重點(diǎn)也不同，需區(qū)別對(duì)待，有所取舍。

（1）對(duì)于用于分級(jí)的篩分設(shè)備，要以保證篩分效率為前提優(yōu)化選型。

（2）對(duì)于用于脫泥的篩分設(shè)備，如后續(xù)洗選采用重介選，只需將70%～80%的泥脫掉即可，因此不需太過(guò)追求脫泥效率；如后續(xù)采用跳汰選，脫泥不干凈會(huì)影響跳汰分選效果，因此應(yīng)注重脫泥效率的提高。

（3）對(duì)于用于脫介的篩分設(shè)備，選型影響是多方面的。第一需考慮介質(zhì)回收，介耗是影響選煤廠生產(chǎn)成本很重要的指標(biāo)，因此需要保證脫介效果，篩面面積需足夠，篩子不應(yīng)太短，至少要保證不小于6.1 m，否則影響脫介效果；第二需考慮井下煤質(zhì)波動(dòng)會(huì)造成精煤或矸石量的相對(duì)變化，選型時(shí)應(yīng)對(duì)處理能力留有余量；第三還應(yīng)考慮篩子設(shè)備臺(tái)數(shù)與主洗設(shè)備如淺槽分選機(jī)、重介旋流器、跳汰機(jī)等臺(tái)數(shù)及布置形式相匹配。

（4）對(duì)于用于粗煤泥脫水的篩分設(shè)備，需要綜合考慮脫泥設(shè)備的選取。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，僅采用一段高頻篩脫水的脫水效果比采用兩段脫水差，但一段脫水由于減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有時(shí)甚至能夠減少一層車間，大幅縮小廠房體積。所以采用何種選型方式，還需綜合考慮利弊，慎重選擇。

篩分設(shè)備選型作為工業(yè)設(shè)計(jì)的必備環(huán)節(jié)，應(yīng)以穩(wěn)定可靠為第一原則，即優(yōu)先選用有成功使用經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)穩(wěn)定、運(yùn)行可靠的設(shè)備。工業(yè)化生產(chǎn)不是試驗(yàn)室，設(shè)備選型不應(yīng)冒險(xiǎn)，因?yàn)槿魏蔚拿半U(xiǎn)都可能給業(yè)主造成不可估量的損失；另外，篩分設(shè)備的選型應(yīng)與場(chǎng)地、廠房布置相協(xié)調(diào)，在保證篩分效果的前提下選擇最優(yōu)的篩長(zhǎng)、篩寬，保證系統(tǒng)靈活，廠房布置緊湊，投資少。