臥式刮刀卸料煤泥離心機的改進及運轉要點

魏松陽，方 玥，么 雷，王鑫才，苑金朝

(北京國華科技集團有限公司，北京 101300)

目前，我國選煤廠絕大多數采用濕法選煤工藝。隨著國民經濟的發展、買方市場的成熟，用戶對于煤炭產品的水分、發熱量的要求越來越嚴格。在選煤工程設計中，煉焦煤選煤廠的選煤產品水分指標通常設定在10%，對于動力煤選煤廠的選煤產品水分指標一般不高于12%。由于精煤產品水分過高，會導致運輸成本增加、發熱量降低、煉焦成本提高，在嚴寒季節，甚至產生凍結車皮、無法卸煤的嚴重惡果，所以，選煤廠脫水設備在產品質量控制中具有極其重要的作用。

臥式刮刀卸料煤泥離心機主要用于粗煤泥脫水，該機采用大扭矩擺線針輪行星差速器(以下簡稱“差速器”)以保證螺旋刮刀與篩籃轉速差的準確性和傳動的可靠性，在差速器的輸入端安裝扭矩限制器對差速器進行保護，緊湊的臥式結構可以在水平方向更換易損件，降低了所需廠房高度。

1 結構組成和工作原理

1.1 結構組成

臥式刮刀卸料煤泥離心機由4部分組成：

(1)工作部分：主要由入料管、刮刀體、布料盤、錐形篩籃、篩籃架等組成。

(2)傳動部分：主要由電動機、膠帶輪、差速器組成。電動機通過V型膠帶帶動差速器，差速器為單速輸入、雙速輸出，從而使篩籃和刮刀體同向轉動，刮刀體轉速大于篩籃，約15 r/min。

(3)機殼：主要由水倉體、料倉體、差速器箱體、底座等組成。

(4)潤滑系統：采用稀油強制循環潤滑系統，主要由齒輪油泵、磁性過濾器、安全閥、油箱、壓力表、壓力開關和油管線組成。潤滑油儲存在油箱內，經油泵抽出后通過磁性過濾器將潤滑油打入差速器輸入軸端部，差速器與軸承座均有十分精確的用于潤滑油分配的油道，潤滑油靠油泵提供的壓力供給差速器和軸承，并在重力的作用下通過差速器箱體底部回油管自流回油箱，回油流速狀況可以通過半透明材料的回油管觀察。

1—機座組件；2—篩籃架連接盤；3—潤滑油泵站；4—篩籃架；5—擋水圈；6—篩籃；7—刮刀體；8—料倉體；9—檢修門；10—入料管；11—水倉體；12—差速器；13—差速器箱體；14—通氣帽；15—護罩；16—扭矩限制器；17—V型膠帶從動輪

1.2 工作原理

臥式刮刀卸料煤泥離心機為臥式傳動布置、篩籃圍繞水平軸旋轉的離心機。當設備工作時，由電動機經膠帶輪一級減速帶動差速器，從而使篩籃和刮刀體差速旋轉。

當物料通過入料管進入刮刀體的內部，在離心力的作用下將物料均勻的分配到刮刀體和篩籃小端之間的空間內，借助刮刀體和篩籃之間的差速、篩籃傾角和刮刀體的推力等作用，使篩籃上脫水后的物料連續均勻地向篩籃大端移動，并進入料倉體；離心液則借助離心力和篩籃、刮刀體旋轉產生的強大氣流進入水倉體并收集后由離心液管道排出，且該管道應有特殊結構，以便氣流順暢排出，做到水倉體內的氣壓與外部大氣壓基本持平，否則將增加水流透過篩籃的阻力。

臥式刮刀卸料煤泥離心機的生產能力和產品水分取決于入料粒度組成和相應的工作參數，例如篩籃縫隙尺寸、篩籃轉速等。于2020年新建投產的甘肅窯街三礦選煤廠(動力煤選煤廠)，選用了一臺臥式刮刀卸料煤泥離心機處理粗精煤泥，其入料為擊打式弧形篩篩上物，濃度為44.64%，脫水產物水分為13.68%，離心液濃度為10.15%，據此計算該臺離心機的脫水率為88.81%，脫水產物固體回收率為87.56%，以上兩項的綜合指標脫水效率為76.37%。綜上所述，該離心機各項工藝指標良好，尤其是粗精煤泥產品水分指標突出。

2 存在的問題及改進措施

臥式刮刀卸料煤泥離心機相對于立式離心脫水機結構簡單、易損件較少，易損件主要有V型膠帶、刮刀體、篩籃、篩籃架、擋水圈等。由于易損件的更換、維護必然會增加設備使用成本，且又影響選煤廠的正常生產，因此，提高易損件的使用壽命是設備優化的重要因素。

2.1 提高易損件的壽命

(1)刮刀體，結構如圖2所示。作為直接接觸物料的首要部件，刮刀體首當其沖，通過現場大量觀察發現，刮刀體主要磨損位置為葉片接觸物料一面與葉片外緣。刮刀體與物料的接觸面，因為對物料起到推移作用，二者間存在連續均勻的相對摩擦運動，所以磨損較大；而刮刀體與篩籃存在差速時，由于葉片外緣與篩籃間隙出廠時一般控制在5～15 mm內，間隙中存在的物料會充當磨料加速葉片外緣的磨損，因此，在接觸面與葉片外緣粘貼L型耐磨陶瓷(圖3)進行保護，可大大提高刮刀體的壽命。

圖2 刮刀體結構

圖3 葉片耐磨防護

(2)篩籃架，結構如圖4所示。篩籃安裝在篩籃架上，篩籃架主要受到離心液的高速沖刷磨損，因此，對篩籃架的主體支撐結構采取粘貼U型耐磨陶瓷(圖5)進行防護，該防護措施對篩籃架的壽命可以起到有效的延長作用。

圖4 篩籃架結構

圖5 主體支撐耐磨防護

2.2 倉體的防護措施

由于篩籃的高速旋轉，水倉體和料倉體分別受到離心液或脫水物料的高速沖刷而磨損。通過現場觀察，并從設備防護費用方面進行比較，針對2種倉體的不同位置采取不同的防護措施，水倉體采取粘貼6 mm和8 mm厚耐磨陶瓷進行防護，料倉體采取粘貼10 mm和14 mm厚耐磨陶瓷進行防護，可以有效提高水倉體和料倉體的耐磨程度，提高使用壽命。

3 運轉要點

3.1 脫水效果不佳

對臥式刮刀卸料煤泥離心機脫水效果造成影響的因素主要包括：入料濃度、物料粒度組成、篩籃與刮刀葉片外緣間隙、離心強度、篩籃的篩縫間隙及磨損程度。

(1)入料濃度一般45%左右為最佳，過低的入料濃度，會因水量大，不能及時脫除；

(2)入料粒度組成中細泥含量不應過多，否則會導致物料層孔隙度減小，透水比阻增大，導致產品水分過高，脫水效果變差；

(3)篩籃與刮刀葉片外緣的間隙對離心機脫水效果的影響比較明顯，間隙增大，導致物料層變厚，產品水分升高，所以生產時，間隙控制在6～10 mm效果最佳；

(4)篩籃縫隙增大，雖然產品水分降低，但離心液濃度隨之升高，脫水產物固體回收率減少?，F場觀察表明，篩縫增大到一定程度，產品水分下降并不明顯，因為在離心力一定的情況下，脫水后期的離心力不足以克服水分子與物料的吸附力，導致產品水分下降不明顯，所以保持篩縫尺寸為不大于0.4 mm最佳；

(5)離心強度為物料所受的離心加速度與重力加速度的比值，對于臥式刮刀卸料煤泥離心機而言，離心強度一般在218～294之間。

離心強度減小，會導致脫水效果變差。離心機在現場使用時可能出現的變量僅為篩籃轉速，因此，離心機轉速降低，導致離心強度減小，最終導致物料脫水效果變差。離心機主機與電動機是以V型膠帶形式進行動力傳動的，因此在生產時，需要經常觀察V型膠帶的張緊程度，并及時處理。

3.2 振動異常

由于刮刀體、篩籃及篩籃架等旋轉部件在加工制造過程中存在允許的裝配誤差，因此，在GB/T 35055《臥式刮刀卸料煤泥離心機》中規定：離心機水平和垂直方向的單振幅均不應超過0.2 mm。當離心機振動過大時，可能有以下4個原因，出現這些現象時應逐一檢查。

(1)離心機主體是旋轉體，當工作時，必須保持動平衡，否則就會導致振動。刮刀體、篩籃或篩籃架磨損嚴重或損壞，篩籃處有物料堆積，均會造成許用不平衡量超出設計規定；

(2)主軸承和差速器損壞，引起轉動故障；

(3)篩籃上料層過厚；

(4)入料管尾部堵塞，引起扭矩過載。

4 結 語

臥式刮刀卸料煤泥離心機以其脫水效果好、結構簡單、檢修方便等優點，深受用戶的青睞，但存在易損件使用壽命短、設備維修成本高的問題，通過實施刮刀體、篩籃架粘貼特殊形狀的耐磨陶瓷，水倉體和料倉體粘貼不同厚度的耐磨陶瓷進行防護的措施，可提高設備使用壽命，降低運行成本；同時對其脫水效果不佳和振動異?，F象提出了可以采取的措施。