選煤廠篩分裝置的分析及優化設計

夏 煬

（大同煤礦集團大地選煤工程有限責任公司塔山選煤廠，山西 大同037001）

引言

振動篩在選煤過程中扮演著重要作用，可以有效實現對煤的篩選、分級和脫介脫水等功能。篩分裝置的好壞直接影響選煤的質量，在選煤中如何將煤資源合理利用，發揮最大的經濟效益是目前研究的重點，因此，需要對篩分裝置進行改進優化，了解篩分技術，促進篩分裝置在選煤中的實際應用，使其發揮重要作用。

1 篩分裝置的現狀

傳統的振動篩分機由篩分裝置和傳送帶組成，篩分裝置由橫梁、側板、前后支座、加強梁、激振器組成，采用的是串聯單層篩分結構，在現代化的大型高產高效選煤廠中，要求篩分設備具有高度自動化、篩分時間短、維修簡便的特性[1]，而傳統的振動篩分機，由于整機體積較大，且需要固定在地面上，一旦固定，難以更換工作地點，很難進行整體檢修，使得篩分裝置具有一定的局限性，難以適應各個場合。

2 篩分裝置的結構優化及特點

2.1 結構優化

針對振動篩分機的現狀，對篩分裝置的結構進行優化，在進料篩分裝置中增設初步篩分機構，增加多級輸送裝置，將串聯單層篩分機構優化成并聯多層篩分機構，增加支撐車架便于更換工作地點，優化后的篩分機結構如圖1所示。其中，進料篩分裝置用來進行進料和初步篩分[2]，安裝在支撐車架的左邊，包括篩分板、箱體和液壓裝置；輸送裝置中有三級輸送機構，一級輸送機構是將進料箱初步篩分出的煤送至下個環節，在進料箱的正下方，二級輸送機構是將煤送至篩分機構，以便進行篩分，在一級輸送機構和篩分機構中間，有一定的傾角；三級輸送機構是將篩分完的煤送至指定地點，使用液壓桿進行一定程度折疊，減少非工作狀態下輸送機構的空間；篩分機構主要是對煤進行篩分，安裝在支撐車架的工作底板上，包括篩箱、篩分網和激振器，設有三層不同規格的篩分網，可以篩分出四種不同規格的煤；支撐車架是對整個篩分裝置進行支撐保護，包括車架、車輪和液壓裝置。

圖1 優化振動篩分機結構

2.2 優化后結構特點

優化后的振動篩分機融合移動一體化思想，將各組成部分進行集成化設計，與傳統的振動篩分機相比，優化后的振動篩分機具有以下特點：

1）高度集成化、自動化，生產效率有所提高，不需要對設備進行安裝和裝配便可開始工作，大大節約了時間，加快了后續工作的推進；

2）可移動性強，通過車載方式實現在不同地區的運轉，適用于臨時性、工期短、不斷變化的場合；

3）整機體積較小，使用費用低，便于各類選煤廠使用。

3 篩分裝置的具體優化

3.1 進料篩分裝置的優化

對振動篩分機的進料箱進行改進，為了提高進料箱處盲板的耐磨性，將原有的鋼模板替換成帶鋼筋的聚氨酯材料[3]，緩解煤對盲板的沖擊，提高煤的運送角度，這樣也是將原有的剛性連接變成柔性連接，便于后期的拆卸和維護，提高維修的效率，保證設備的正常運行。

在原有的基礎上增添初步篩分機構，實現在進料的同時可以進行初步篩分，便于篩分機構的后續工作，將體積較大的煤過濾出來，防止篩分機構出現過載現象，以保護篩分機構。優化后的進料篩分裝置如圖2所示，其中初步篩分機構是優化進料篩分裝置的核心，對篩分板和升降機構進行設計。

圖2 優化進料篩分裝置

篩分板的結構如圖3所示，主要包括篩分板體、方柱、左右擋板以及左右液壓支架，將方柱固定在篩分板體上，根據工作場合實際情況，設置不同的方柱間隔，擋板對煤進行保護，防止出現意外滑落。

進料箱兩側液壓桿的最大伸長量即為升降機構的最大行程，根據升降機構的最大行程確定液壓裝置的行程[4]，從而選擇對應的液壓裝置型號。

3.2 篩分機構的優化

篩分機構是最終進行細篩分過程的裝置，通過多級輸送裝置，將傳統的串聯單層篩分結構變成并聯多層篩分結構，以減小裝置的體積，提高篩分的效率。采用并聯三層振動篩，在篩分機構工作時，將篩箱的橫梁傾斜一定負角度，保存篩板高度不變，增加篩板的篩分面積，減少在篩分過程中煤對篩板的沖擊，確保篩箱的穩定，從而利用篩箱的振動特性實現對煤的篩選、分級和脫水。

4 實際應用效果

根據現場調研情況發現，傳統的振動篩分機和優化后的振動篩分機的運行情況對比如表1所示，在首次工作前考慮選址和裝配工作，篩分時間均是篩分10 t煤所用的時間。

圖3 篩分板結構

表1 振動篩分機優化前后運行情況對比

從表中可以看出，相比于傳統的振動篩分機，優化后的振動篩分機的總工作時間較短，篩分機構的篩分效率有所提高，前期準備時間從0.167 h降低到0.083 h，減少約50.29%，篩分工作時間從0.83 h降低到0.75 h，減少約9.64%，篩分效率約提高5%，設備成本減少約1.42萬元。

5 結論

1）對進料篩分裝置和篩分機構進行優化，從進料箱、篩分板以及升降機構三個方面進行設計，同時加入初步篩分裝置，提高篩分機的自動化程度以及篩分的效率。

2）與傳統的振動篩分機相比，優化后的振動篩分機的總工作時間較短，篩分機構的篩分效率有所提高，前期準備時間從0.167 h降低到0.083 h，減少約50.29%，篩分工作時間從0.83 h降低到0.75 h，約減少9.64%，篩分效率提高約5%，設備成本減少約1.42萬元。