粗中煤泥離心機(jī)脫水工藝優(yōu)化改造

劉 威

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán) 水峪煤業(yè)公司選煤廠，山西 孝義 032300)

水峪選煤廠2011年10月正式投入生產(chǎn)。一車間設(shè)計(jì)能力為2.0 Mt/a，采用脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥TBS分選+細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程；二車間設(shè)計(jì)能力為3.0 Mt/a，采用不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥重介旋流器分選+細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程。

精煤產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)：Ad≤10.00%，St，d≤2.50%，Vdaf為20.00%～24.00%，Gr.i≥80，Y值16～20 mm。

一車間中煤產(chǎn)品構(gòu)成：TBS粗煤泥分選機(jī)底流自流入高頻篩，經(jīng)立式離心機(jī)(FC1200-A)脫水、脫泥后成為粗中煤產(chǎn)品，再選重介中煤經(jīng)脫介篩脫介后，使用臥式離心機(jī)脫水(VM1400)，粗中煤泥與重介中煤混合成為一車間中煤產(chǎn)品。

二車間中煤產(chǎn)品構(gòu)成：粗煤泥重介旋流器底流進(jìn)入中煤磁選機(jī)，中煤磁選機(jī)尾礦經(jīng)弧形篩+立式離心機(jī)脫水(LLL1200×650B)，重介中煤經(jīng)脫介篩脫介后，使用臥式離心機(jī)脫水(VM1400)，粗中煤泥與重介中煤混合成為二車間中煤產(chǎn)品。

1 存在問題及原因分析

1.1 存在問題

(1)兩車間使用立式離心機(jī)單獨(dú)處理粗中煤泥，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品水分波動(dòng)大，時(shí)常出現(xiàn)粗中煤泥水分超過20%的情況，造成膠帶機(jī)出現(xiàn)拉水現(xiàn)象。

(2)由于立式離心機(jī)刮刀、篩籃等配件質(zhì)量問題，造成刮刀、篩籃使用周期較短，更換頻繁，設(shè)備故障率高，耗費(fèi)檢修工時(shí)較多。

(3)粗中煤泥產(chǎn)量較少，立式離心機(jī)處理能力富余較大，造成電耗、設(shè)備折舊等成本增加。

1.2 原因分析

查考初步設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況發(fā)現(xiàn)，一車間粗中煤泥產(chǎn)量約12 t/h，重介塊中煤約24 t/h；二車間粗中煤泥產(chǎn)量約10 t/h，重介塊中煤約45 t/h。對(duì)比設(shè)備主要參數(shù)(詳見表1)得知，立式離心機(jī)和臥式離心機(jī)實(shí)際入料量較設(shè)備處理能力均出現(xiàn)大量富余。針對(duì)以上問題，可考慮將粗中煤泥與重介塊中煤共用1臺(tái)臥式離心機(jī)脫水，以降低電耗、材料配件等各項(xiàng)費(fèi)用。

表1 離心脫水機(jī)主要參數(shù)

2 改造措施

2.1 一車間改造

一車間TBS粗煤泥分選機(jī)移至脫介篩前端，尾礦排料高頻篩出料端與脫介篩出料端相對(duì)，放大塊中煤溜槽，粗中煤泥與重介塊中煤共用一個(gè)溜槽，共同使用1臺(tái)臥式離心機(jī)脫水，脫水產(chǎn)物成為一車間綜合中煤產(chǎn)品。改造前后工藝流程見圖1、圖2。

圖1 一車間中煤脫水改造前流程

圖2 一車間中煤脫水改造后流程

2.2 二車間改造

二車間煤泥重介旋流器底流進(jìn)入中煤磁選機(jī)，塊中煤稀介與煤泥重介旋流器底流經(jīng)中煤磁選機(jī)回收介質(zhì)后，中煤磁選機(jī)尾礦經(jīng)弧形篩脫泥、脫水。改造將中煤弧形篩位移至脫介篩前端，弧形篩出料端與脫介篩出料端相對(duì)，放大塊中煤溜槽，粗中煤泥與重介塊中煤共用一個(gè)溜槽，共同使用1臺(tái)臥式離心機(jī)脫水，脫水產(chǎn)物成為二車間綜合中煤產(chǎn)品。改造前后工藝流程見圖3、圖4。

圖3 二車間中煤脫水改造前流程

圖4 二車間中煤脫水改造后流程

2.3 改造前后各產(chǎn)品水分情況對(duì)比

一車間改造后綜合中煤水分由6.90%降至4.50%(詳見表2)，二車間改造后綜合中煤水分由6.44%降至4.20%(詳見表3)。改造完成后兩車間綜合中煤產(chǎn)品水分穩(wěn)定，臥式離心機(jī)工況良好、故障率低。

表2 一車間改造前后中煤水分對(duì)比

表3 二車間改造前后中煤水分對(duì)比

2.4 脫水性能指標(biāo)分析

依據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MT/T 995-2006《選煤廠—脫水設(shè)備工藝效果評(píng)定方法》對(duì)共同脫水改造后離心機(jī)的脫水性能進(jìn)行評(píng)定，將脫水產(chǎn)物的外在水分和脫水效率進(jìn)行了性能分析。即公式：

式中：η——脫水效率，%；

a——入料中固體物重量濃度，%；

b——濾液中固體物重量濃度，%；

c——脫水產(chǎn)品中固體物重量濃度，%。

兩車間改造后綜合中煤脫水性能指標(biāo)見表4。

表4 兩車間改造后綜合中煤脫水性能指標(biāo)分析

2.4.1 脫水產(chǎn)物外水分

脫水產(chǎn)物外水分是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響最終精煤產(chǎn)品水分，一定程度上直觀反映了離心機(jī)的工作效果。由表4可知，兩車間改造后綜合中煤離心機(jī)脫水產(chǎn)物外水分分別為4.50%和4.20%，產(chǎn)品水分均較低，工作效果較好。

2.4.2 脫水效率

脫水效率是離心機(jī)脫水性能指標(biāo)的綜合效果。由表4可知，兩車間改造后綜合中煤離心機(jī)脫水效率分別為79.50%和78.53%，脫水效率較高。一車間入料濃度75.26%、離心液濃度20.15%，原因?yàn)榧?xì)粒級(jí)含量相對(duì)較高，粗中煤泥入料比例達(dá)32%，此部分為高頻篩脫水脫泥產(chǎn)品，水分較高常，出現(xiàn)50%以上的情況，這是由于TBS尾礦排料不連續(xù)造成的。二車間入料濃度80.12%、離心液濃度18.28%，原因?yàn)榧?xì)粒級(jí)含量相對(duì)較低，粗中煤泥入料比例為17.65%。此部分為弧形篩脫水脫泥產(chǎn)品，排料連續(xù)。

3 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

兩車間共停用立式離心機(jī)2臺(tái)，每年節(jié)約大量電費(fèi)和配件材料費(fèi)，計(jì)算明細(xì)如下：篩籃使用周期約為3個(gè)月(1.66萬(wàn)元/個(gè))，節(jié)約8個(gè)；刮刀周期約為3個(gè)月(4.33萬(wàn)元/個(gè))，節(jié)約8個(gè)；立式離心機(jī)電機(jī)功率為55 kW，日運(yùn)行19 h，用電量約381 425 kW·h/a，電費(fèi)按0.97元/(kW·h)計(jì)算。年度節(jié)支費(fèi)用合計(jì)：8×1.66萬(wàn)元+8×4.33萬(wàn)元+381 425kW·h×0.97元/(kW·h)=84.92萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.2 社會(huì)效益

粗中煤泥與塊中煤共同脫水工藝省去了立式煤泥離心機(jī)，當(dāng)粗中煤泥與塊中煤比例小于1∶2時(shí)，可共用臥式離心機(jī)脫水，綜合中煤水分降低2%～3%，臥式離心機(jī)工況良好，運(yùn)行穩(wěn)定。

改造后粗中煤泥脫水工藝得到簡(jiǎn)化，綜合中煤水分顯著降低，大大減少了設(shè)備用電和配件材料損耗，提高了企業(yè)的社會(huì)效益。