雙層香蕉弛張篩在成莊礦洗煤廠的應(yīng)用

龍佳佳

(山西晉煤集團 成莊礦洗煤廠，山西 晉城 048021)

晉城煤業(yè)集團成莊礦洗煤廠原煤設(shè)計入洗能力為400萬t/a，經(jīng)過技術(shù)升級改造，目前入洗能力已達到800萬t/a. 該廠入洗煤種為無煙煤，具有熱穩(wěn)定性好、發(fā)熱量高、機械強度大、低灰、低硫、低揮發(fā)分、固定碳含量高、化學(xué)活性高、灰熔點高及產(chǎn)塊率高等優(yōu)良特性。

目前，洗煤廠的選煤工藝為：原煤(13 mm分級)通過一次、二次篩分分級，粒度+13 mm的塊煤進入重介斜輪分選機分選，分選出的塊精煤經(jīng)脫介、粒度分級后進入商品煤倉，分選出的矸石經(jīng)脫介后，轉(zhuǎn)載進入矸石倉。粒度-13 mm篩末煤經(jīng)膠帶輸送機轉(zhuǎn)載后直接進入篩末商品煤倉或進入洗末煤系統(tǒng)洗選后進入洗末商品煤倉。商品煤種類為：25～80 mm粒度洗中塊、13～25 mm粒度洗小塊、0～13 mm粒度洗末和篩末煤4個品種。

1 改造背景

1.1 存在問題

1) 生產(chǎn)運行中洗末煤精煤回收率偏低，同時煤泥產(chǎn)率偏高，煤泥水系統(tǒng)處理壓力大，煤泥水處理成本高。

2) 原煤分級篩下物料約占原煤總量的57% ，其中-1.5 mm物料大約占篩下物總量的15%～20%，粉煤含量高。粉煤進入洗末系統(tǒng)入洗，大部分成為副產(chǎn)品煤泥，而煤泥價格低于篩末煤，產(chǎn)品附加值低，經(jīng)濟損失大。

1.2 問題分析

通過對系統(tǒng)和煤質(zhì)進行綜合分析，得出造成洗末煤精煤回收率偏低、煤泥產(chǎn)率偏高，煤泥水系統(tǒng)處理壓力大的根本原因是入洗篩末煤粉煤含量高(大約為 18%). 成莊礦洗煤廠的洗末煤系統(tǒng)屬于后期建設(shè)項目，在最初設(shè)計時，未對原系統(tǒng)的篩分工藝進行改造，原煤分級篩下產(chǎn)生的篩末煤直接轉(zhuǎn)載至洗末煤進行入洗，未考慮入洗篩末煤粉煤含量對精煤回收率的影響。本次技術(shù)改造通過優(yōu)化篩末煤篩分工藝，降低入洗篩末煤的粉煤含量，提高洗末煤精煤回收率。

2 弛張篩的工作原理及特點

香蕉弛張篩是一種新型篩分設(shè)備，主要用于細、濕、黏物料等難篩分物料的篩分[1]，其獨特之處在于一個驅(qū)動產(chǎn)生雙重的振動。借助共振，一個驅(qū)動產(chǎn)生兩個振動：一個基本的振動(固定框)和一個附加的振動(浮動篩框)。在這個過程中，彈性聚氨酯篩面連續(xù)不斷地擴張、收縮(800次/min)，獲得很高的加速度(50 g)，防止了篩孔堵塞[2]. 弛張篩的工作原理見圖1.

該弛張篩具有以下特點：

1) 由于篩面做弛張運動能夠傳遞給物料50 g的加速度，篩分難篩物料，篩孔不容易堵塞。

2) 聚氨酯篩板能承受50 g的振動強度以及800次/min的曲張，使用壽命長。

3) 篩機安裝在橡膠彈簧上，產(chǎn)生的噪音小，而且橡膠彈簧壽命長。篩機和支撐結(jié)構(gòu)承受的載荷遠小于傳統(tǒng)的篩機。

4) 浮動篩框振幅可調(diào)，線性運動的箱式激振器可靠性高、維護簡單。

5) 將香蕉篩和弛張篩的優(yōu)點結(jié)合，入料端物料速度快、料層薄，大量物料透篩，處理量高；排料端篩面傾角低，物料速度慢，可以將剩余的篩下物徹底透篩，達到非常高的篩分效率。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 UFDB2490雙層香蕉弛張篩主要技術(shù)參數(shù)

根據(jù)成莊礦洗煤廠煤質(zhì)情況、現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)及具體安裝位置，選擇了秦皇島優(yōu)格瑪工業(yè)技術(shù)有限公司的UFDB2490雙層香蕉弛張篩進行末原煤分級，設(shè)計處理量350～400 t/h. 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)見表1.

表1 UFDB2490雙層香蕉弛張篩主要技術(shù)參數(shù)表

理論上香蕉弛張篩對1.5 mm或3 mm物料進行分級是可行的，但在現(xiàn)場生產(chǎn)實際中很難實現(xiàn)。因此，選擇對6 mm物料進行分級，一方面可以將粉煤最大限度篩分脫除，另一方面沒篩掉的粉煤進入洗末重介質(zhì)系統(tǒng)中，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 現(xiàn)場安裝工藝分析

3.2.1“最佳”的脫粉工藝設(shè)計

通過現(xiàn)場對比論證，選擇了拆除3318、3319篩末煤轉(zhuǎn)載膠帶機，在3318、3319位置上加裝弛張篩的脫粉方案。改造前后方案圖見圖2，3.

圖2 改造前方案圖

圖3 改造后方案圖

具體運行方式：在原有系統(tǒng)的條件下，將原煤一次、二次分級篩的篩下物(-13 mm)，通過增加弛張篩(6 mm分級)將篩下末煤分為兩部分，即粒度6～13 mm的篩末煤和粒度0～6 mm的篩末煤。粒度0～6 mm的篩末煤直接轉(zhuǎn)載進入篩末商品煤倉，粒度6～13 mm的篩末煤經(jīng)皮帶機轉(zhuǎn)載進入洗末煤車間進行洗選。

改造后方案的優(yōu)點：洗末系統(tǒng)開時，弛張篩開；洗末系統(tǒng)停時，弛張篩停。因此，不僅提高了篩機的運行效率，而且提高了篩機的使用壽命。

3.2.2具體改造方案

根據(jù)現(xiàn)場具體情況及相關(guān)的基建圖紙，經(jīng)過專業(yè)人員核算，發(fā)現(xiàn)承重的相關(guān)梁柱和部分鋼結(jié)構(gòu)達不到需求，施工前按照標(biāo)準進行了加固。同時，對有影響的管路、附屬設(shè)施及線纜等進行了改造，具體改造方案為：

1) 設(shè)計制作原煤分級篩至3320、3321轉(zhuǎn)載膠帶機旁路溜槽，將煤流引入3320、3321后，拆除3318、3319篩末煤轉(zhuǎn)載膠帶機及出入料溜槽。

2) 拆除3318、3319膠帶機下樓板，安裝脫粉弛張篩基礎(chǔ)、設(shè)計制作安裝弛張篩出入料溜槽和旁路溜槽、煤流控制插板，安裝弛張篩。

3) 弛張篩入料溜槽具備自溢功能，當(dāng)弛張篩運行時，翻板開啟優(yōu)先給篩機供料，弛張篩停機時，翻板關(guān)閉，物料自動切換至旁路溜槽，實現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活切換。

4) 脫粉弛張篩采用三道溜槽供料方式，出口采用扇面狀設(shè)計，既可以靈活調(diào)節(jié)入料量，又能使物料在篩面分布均勻，取得最佳篩分效果。

5) 電控部分改造。新增配電控制單元，實現(xiàn)集控室對脫粉系統(tǒng)設(shè)備的遠程控制。

3.3 弛張篩篩分效果

經(jīng)過大量的現(xiàn)場跟蹤，對弛張篩篩分效果進行測試，最終將弛張篩的上層篩板更換為8 mm和10 mm(一排8 mm和一排10 mm), 二層篩板更換為6 mm.

試驗條件：301煤量1 500 t/h左右，煤質(zhì)正常，弛張篩東西系統(tǒng)正常運行，篩上物全部上2301膠帶機(洗末入廠膠帶輸送機)，在2301膠帶機上截取煤流全斷面進行篩分試驗(主要是6 mm分級)。試驗結(jié)果見表2.

表2 末煤經(jīng)過弛張篩前后粒度分布表

從表2可以看出，正常情況下，經(jīng)過弛張篩脫粉，6 mm以下的粉煤產(chǎn)率大幅降低，從原來的63.2%降低為28.19%左右，脫粉改造效果顯著。

4 應(yīng)用弛張篩后經(jīng)濟效益分析

1) 系統(tǒng)于2017年4月改造完成并投入運行，經(jīng)過1年來的應(yīng)用，效果良好。系統(tǒng)實施后，入洗篩末中的粉煤含量降低50%～60%，洗末煤精煤回收率提高1%～2%，煤泥產(chǎn)率降低20%～30%.

2) 改造后，從根本上解決了洗末煤車間煤泥水處理能力不足、處理壓力大、成本高等問題。按照洗末煤車間每年入洗150萬t篩末煤計算，每年可以回收粉煤約13.5萬t(粉煤約占篩末煤總量的18%，按降低50%計算)，減少煤泥產(chǎn)量4萬t.

3) 按照精煤回收率提高1%，噸煤500元計算，可以增收750萬元；篩末煤與煤泥差價按照300元/t計算，減少4萬t煤泥可以增收1 200萬元；煤泥水處理用藥(黃藥、白藥)成本少降低20萬元，綜上2017年可創(chuàng)造效益合計1 970萬元。

5 結(jié) 語

成莊礦洗煤廠洗末煤精煤回收率偏低，在不影響礦井生產(chǎn)運行和外運的大前提下，改造應(yīng)用了UFDB2490雙層香蕉弛張篩。解決了入洗篩末煤粉煤含量高、精煤回收率低、洗末煤煤泥產(chǎn)率高、煤泥水處理成本高等難題，并取得了一定的經(jīng)濟效益。