精煤除雜設備自動除雜技術的應用

王曉

【摘要】變頻除雜機針對散狀物料除雜，通過在皮帶輸送機滾筒端部或落料斗下方加裝該設備，使物料在其輸送過程中，在物料性質不發生改變的前提下，符合實際工況要求的物料與雜物有效分流。該機最大特點是能適應濕、熱、粘、寒、雜等各種惡劣工作環境，性能可靠，不堵不卡，而且產量高。

【關鍵詞】除雜、自動化、精煤、分離

1 ?技術背景

選煤廠及煤化工廠等行業所用燃煤，通常煤中常混有石塊、長木棒、錨桿，編織袋、支護網、塑料布、橡膠皮、草繩、鋼絲、廢鐵、破布等異物。硬雜可能堵塞跳汰機篩通道、劃傷皮帶，砸毀破碎機篦子，堵塞管道、溜槽、閥門，卡滯篩煤機、破壞聯軸器及軸承座、燒毀電機，造成輸煤系統擁堵。軟雜通常無法被破碎機破碎，隨著雜物的累計嚴重降低設備的使用效率與出力，時常需要人工清理，增加大修頻率。由此帶來一系列嚴重問題，使輸煤系統及后序設備無法正常工作，因此必須除去這些雜物。

2 ?實施過程

2.1現場狀況

耿村煤礦主井皮帶出品煤中含部分大塊矸石和煤塊，部分大塊煤會隨著矸石經棒條篩進入外排矸溜槽，運輸過程進入煤中的支護網、草墊、編織袋、火工產品遺留物、塑料等雜物（以下簡稱“軟雜”）進入破碎機后不易破碎，軟雜易掛在篩網上增加系統阻力，降低系統出力造成經濟損失，且精煤中含鐵絲、枕木、編織袋等雜物，給煤質帶來影響。需要人工頻繁清理，費時費力。為提高經濟效益及提高煤質，在耿村煤礦洗煤廠A219膠帶輸送機處裝一臺（套）除雜設備，并實現自動除雜。

2.2現場改造計劃

A219為精煤膠帶輸送機皮帶，確保最大程度保護后續設備。通過對輸煤系統設備分析，結合我廠煤源情況，借鑒其它電廠改造的經驗;在A219精煤膠帶輸送機頭部安裝變頻除雜機，現場地完全滿足安裝要求，砼梁強度滿足荷載要求。

2.3.實施范圍與規模

在A219精煤膠帶輸送機機頭部位安裝除雜設備，將原A219精煤膠帶輸送機皮帶頭部落料斗拆除，保留其連接法蘭以下部分落煤管;加裝永不擁堵的變頻式除雜機。煤流自A219精煤膠帶輸送機皮帶流過頭部滾筒、經過拋雜機主轉子，碎煤及末煤透篩流至落煤管后進入下一級A701膠帶輸送機;雜物被齒板拾取后，當轉至另一側時釋放排出、流經自動清雜裝置、通過落雜管、排入地面雜物堆積小車中。待雜物堆積較多后，用小車進行轉運。本機主要由脈沖發生器、楔形拋物線型齒板、力矩臂浮動連接式減速電機、全浮動驅動滾筒、彈性支座、多次過濾及回收機構、彈性物料規整機構，百葉窗式防塵簾、左上箱體、右上箱體、下箱體、支撐柱等組成。

2.4.電控系統

全變頻調速，適應范圍廣;擁堵自動感知、卸荷裝置;采用防爆電機，運動部件多重安全防護;控制柜采用雙層全不銹鋼外殼，全密封結構，防水防塵。

a.設備設置輸煤控制室程控和就地控制兩種方式。輸煤程控可與皮帶系統連鎖。

b.設備狀態信號和報警信息在輸煤程控系統正確顯示。

c.電機采用變頻器控制方式，電機控制器采用ABB品牌。

d.控制箱采用不銹鋼外殼，鋼板厚度≥1.5mm，采用雙層門密封，防塵防水。控制箱采用墻壁懸掛式結構，固定于A219皮帶機近端墻壁上，防護等級為IP55。

除雜設備與皮帶機運輸洗選系統聯鎖控制，當接收到上級皮帶機運行及料流信號時，除雜設備開始工作。當皮帶機設備停止運行時，除雜設備也聯鎖停機。同時除雜設備還必須能實現反轉，以保證系統皮帶機的正常輸料需求。

3 ?工作流程及性能特點

3.1工作流程

半圓柱狀截面物料以流量Q由皮帶機送過彈性物料規整機構，變成扁平狀截面;流經裝有楔形拋物線型齒板交錯分布的全浮動驅動滾筒，物料在重力和沖擊力作用下沿齒板做正弦線、螺旋線與拋物線的復合運動;在間歇性脈沖波作用下，有效物料Q1分離匯流至落料管;而超標物料及雜物Q23跟隨齒板做旋轉運動再經由多次彈性過濾機構，在振動器的作用下，其中夾雜極少量有效物料Q2重新回到落料管，雜物Q3則流到其專用管道中去。

3.2性能特點

整體旋轉篩分結構，徹底顛覆了傳統設備的物料移動式結構（整體斜型的滾軸篩及整體平型交錯齒板式結構）;不僅不易卡堵，而且單位時間內處理量大、功耗低;中間環節少，結構簡單，性能可靠。楔形拋物線型齒板結構，有效增加了物料與齒板接觸路徑與時間，使物料在其上充分滾動，在重力、沖擊力、摩擦力、離心力的作用下，達到相互分離的目的。脈沖發生機構，其相位、振幅、頻率在一定范圍內可無級調節，在其作用下保證物料充分松散分離，最終達到盡量不夾帶有效物料的目的。懸掛式梳形清掃機構，布置在齒板與物料即將分離側。每根梳形條均能從交錯楔形拋物線型齒板中間完全通過，當旋轉的楔形拋物線型齒板與懸掛式梳形清掃機構相遇時，能起到相互清理的作用。亞共振使雜物與料流振幅增大，高慣量、大加速度、充分運動增加分離效率，粘濕料來不及粘接齒板。電氣自動感知卸堵技術，當篩分主機發生堵塞時，其驅動阻力會突然持續增大，控制系統檢測到電機扭矩異常變大，發信號使電機反轉，其轉子特殊齒形有利于快速挖掘清堵，自動卸載;當堵塞消除后，其驅動阻力變小，控制系統使電機正轉，恢復到正常工作狀態。

4 ?效果分析

在物料輸送過程中，無論對超標石塊、矸石、鐵塊、木棒、錨桿等硬雜，還是支護網、編織袋、塑料布、橡膠皮、草繩、鋼絲、破布纖維狀等軟雜，均能高效自動除去;各種工況條件下，排雜效率均可達95%以上，雜物中夾帶有效物料≤0.5%。錨桿、石塊、矸石、木棒、鐵質等硬性雜物被自動清除后，提高排雜效率及可靠性， A219精煤膠帶輸送機皮帶頭部不必再安排人員值守，減少了人員配置;同時有效避免了設備的頻繁啟停，提高了輸煤系統安全性。

硬雜被自動清除后，減輕了料流對皮帶的沖擊，托輥及皮帶壽命提高，皮帶跑偏現象明顯減少;設備襯板使用壽命延長;篩煤機篩網、主軸不再卡滯硬物，不僅壽命延長，而且聯軸器、減速機不再由于外力導致破壞。支護網、稻草、編織袋、破布等軟質雜物被自動排除后，脫泥篩等篩分設備透篩率增加，不再發生雜物纏繞、堵煤現象;脫泥篩落煤管、三通擋板及其它通道順暢無阻，保證輸煤系統可靠有效運行。