跳汰機(jī)自動排料裝置在興縣選煤廠的安裝與應(yīng)用

劉正剛

(冀中能源峰峰集團(tuán) 邯鄲洗選廠，河北 邯鄲 056041)

1 選煤廠概述

興縣選煤廠是邯鄲選煤廠在山西運(yùn)營的一座中型中央煉焦煤選煤廠，位于山西省呂梁市興縣固賢鄉(xiāng)，2014年4月建成投產(chǎn)，入洗煤種為優(yōu)質(zhì)主焦煤，設(shè)計處理能力為0.9 Mt/a，產(chǎn)品為混合主焦精煤，選煤工藝為不分級跳汰分選+煤泥直接浮選+煤泥壓濾脫水聯(lián)合工藝。其中跳汰系統(tǒng)主要分選設(shè)備為1臺國產(chǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)三段式跳汰機(jī)，設(shè)計單臺處理能力為130～180 t/h。選煤廠建成初期，由非專業(yè)選煤廠管理人員運(yùn)營，生產(chǎn)管理水平差，精煤產(chǎn)品合格率低，精煤損失嚴(yán)重。應(yīng)選煤廠投資方的需要，邯鄲選煤廠派出專業(yè)運(yùn)營隊伍接管該選煤廠，并優(yōu)先對跳汰機(jī)安裝自動排料系統(tǒng)，取得了良好的效果。

2 安裝自動排料裝置前存在的問題

2.1 精煤灰分波動大、銷售精煤合格率低

要求灰分不超過9.50%的跳汰精煤和銷售精煤統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 自動排料裝置安裝前跳汰精煤灰分和銷售統(tǒng)計

由表1可見，跳汰精煤灰分波動范圍大，其中灰分小于8.00%的占2.22%，灰分大于11.00%的占5.12%。另外，銷售精煤合格率低，不大于9.50%的合格灰分精煤占總銷售精煤的40.72%，其中理想灰分合格范圍(9.01%～9.50%)的精煤占總銷售精煤的32.72%。

2.2 精煤損失大，矸石、中煤純度低

生產(chǎn)中各產(chǎn)品的快速浮沉指標(biāo)見表2。由表2可見，跳汰機(jī)分選效果較差，大量精煤損失在矸石和中煤中。

表2 自動排料裝置安裝前浮沉指標(biāo)統(tǒng)計

2.3 原煤處理量低

該跳汰機(jī)單臺設(shè)計處理能力為130～180 t/h，但是在生產(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)處理量大于120 t/h時，指標(biāo)很難保證。為了取得較好的生產(chǎn)指標(biāo)，操作工不得不降低原煤處理量。

通過對上述情況現(xiàn)場觀察及分析，可以確定手動排料是主要影響因素。采用手動調(diào)節(jié)排料輪轉(zhuǎn)速及溢流堰高度的排料方式，床層厚度及排料速度不能隨煤流的大小及煤質(zhì)的變化而改變。僅憑人工經(jīng)驗操作，造成操作滯后，設(shè)備分選效果差，精煤損失大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，進(jìn)而影響原煤處理量。

3 跳汰機(jī)自動排料裝置原理、構(gòu)成及安裝

3.1 工作原理[1]

自動排料裝置的原理是，通過位移傳感器將浮漂檢測的床層厚度的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過電信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其作用是將床層按密度分層后，準(zhǔn)確、及時、連續(xù)地排出重產(chǎn)品，并保證床層及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提高跳汰機(jī)的處理能力。各段輕產(chǎn)物經(jīng)溢流排出，重產(chǎn)物由篩上末端排料和透篩排料兩種方法排出。塊煤以末端排料為主，末煤以透篩為主。自動排料控制過程見圖1。

圖1 自動排料控制過程示意

3.2 自動排料裝置的構(gòu)成及安裝

跳汰機(jī)自動排料裝置的構(gòu)成主要有以下三部分：

(1)床層厚度測量裝置[2]。由浮漂作為一次傳感元件，檢測床層的厚度。最常見的浮漂為橫水滴形(圖2所示)和八面體形(圖3所示)。浮漂的密度與跳汰床層的重物料層密度相對應(yīng)，浮漂隨床層厚度做上下位移，由位移傳感器將浮漂位移量轉(zhuǎn)換為電流信號輸出。測量裝置對該跳汰機(jī)最薄床層一段設(shè)定為200 mm，二段設(shè)定為180 mm，三段設(shè)定為160 mm，即浮漂在距離篩板200 mm、180 mm、160 mm時，床層厚度顯示為零，亦可理解為最下端至篩板的距離。

圖2 水滴狀浮漂示意

圖3 八面體浮漂示意

(2)排料控制裝置。該裝置采用可調(diào)速控制器接收位移傳感器輸出的電流信號，通過電流信號控制排料執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該控制器可以進(jìn)行手動、自動轉(zhuǎn)換。

(3)排料系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動排料輪動作，即電機(jī)通過可調(diào)速控制器給定的驅(qū)動電流大小，控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制排料輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制排料量。

3.3 自動排料裝置的特點(diǎn)

3.3.1 為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量提供保證

通過改造，床層檢測的可靠性和準(zhǔn)確性大大提高，為精確控制排料機(jī)構(gòu)提供了可信數(shù)據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)因物料性質(zhì)變化而引起床層的變化時可動態(tài)調(diào)整排料量，避免了手動排料造成的產(chǎn)品質(zhì)量波動，從而穩(wěn)定精煤灰分。

3.3.2 提高了對煤質(zhì)的適應(yīng)性

針對不同的入洗原料煤，通過調(diào)整配重砝碼可改變浮漂的重量，使其準(zhǔn)確反映床層的厚度變化，以適應(yīng)一定范圍內(nèi)不同煤質(zhì)的變化。

3.3.3 降低了操作人員的勞動強(qiáng)度

自動排料裝置可使跳汰機(jī)司機(jī)根據(jù)床層分層情況和產(chǎn)品要求，進(jìn)行簡單方便的操作，減少了對探桿的依賴和人工探測次數(shù)，降低了對操作人員技能的要求。

4 自動排料裝置的應(yīng)用效果

自動排料裝置安裝應(yīng)用后，生產(chǎn)指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn)。自動排料裝置應(yīng)用前后3個月內(nèi)跳汰精煤和銷售精煤的統(tǒng)計結(jié)果見表3。

從表3可以看出，自動排料裝置安裝后，精煤灰分波動明顯減小，其中小于8.00%灰分和大于11.00%灰分的精煤量由2.22%和5.12%分別降低為0。另外，銷售精煤合格率顯著提高，合格灰分不超過9.50%的精煤占總精煤的93.65%，比安裝自動排料裝置前提高了52.93%，其中理想合格灰分范圍(9.01%～9.50%)的精煤量占總銷售精煤的90.42%，比安裝自動排料裝置前提高了57.70%。

表3 自動排料裝置安裝前后跳汰機(jī)精煤灰分統(tǒng)計

根據(jù)表3，繪制自動排料裝置安裝前后精煤灰分對比曲線，見圖4。

從圖4可以看出，自動排料裝置安裝后，跳汰精煤灰分明顯集中于理想范圍，取得了較好的分選效果。

自動排料裝置安裝使用后，對生產(chǎn)中的快速浮沉指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計，并與安裝前的結(jié)果進(jìn)行了對比，見表4。

圖4 自動排料裝置安裝前后精煤灰分對比

表4 自動排料裝置安裝前后浮沉指標(biāo)統(tǒng)計

從表4可以看出，安裝自動排料裝置后，跳汰機(jī)分選效果明顯提高，精煤損失大幅度減小，矸石和中煤純度顯著提高。

自動排料裝置安裝使用后，對3個月的原煤處理量統(tǒng)計得出，原煤平均處理量為160 t/h，比以前的不足120 t/h明顯提高，大大縮短了生產(chǎn)時間，生產(chǎn)成本明顯降低，達(dá)到了優(yōu)良的生產(chǎn)指標(biāo)。

5 結(jié) 語

跳汰機(jī)自動排料裝置在興縣選煤廠安裝應(yīng)用后，提高了原煤分選效果，減少了產(chǎn)品的錯配率，降低了精煤損失，穩(wěn)定了精煤灰分，并且提高了原煤處理量。另外，該裝置安裝使用后，也克服了跳汰機(jī)“認(rèn)人”的缺點(diǎn)，并且大幅度降低了工人的勞動強(qiáng)度。