提高選煤廠過濾機設(shè)備處理量的實踐

康利萍

（山西省能源職業(yè)學(xué)校，山西 太原 030012）

1 工程概況

陽煤集團二礦選煤廠采用的是混合入選，原煤經(jīng)1 mm 脫泥篩預(yù)先脫泥，1～50 mm 原煤進入無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.25～1 mm 粗煤泥由TBS 分選，0～0.25 mm 細煤泥用浮選機分選回收。公司設(shè)計采用4 臺GPJ-120 型加壓過濾機，加壓過濾機對工作參數(shù)有嚴格的要求（即物料特性、主軸轉(zhuǎn)速、工作壓力）。在實際生產(chǎn)中，加壓過濾機的濾餅厚度薄、不易脫餅，使加壓過濾機的排料周期延長，影響加壓過濾機的處理量。為了不使浮選精礦池漫料，只能采取控制入選量的辦法，進而影響原煤的入選量。針對該情況，必須要對影響加壓過濾機處理量的原因進行分析，進行針對性地優(yōu)化改造，使單臺加壓過濾機的處理量達到20 t/h 以上[1-2]。

2 加壓過濾機處理量不高的原因分析

根據(jù)二礦選煤廠實際生產(chǎn)情況，深入選煤車間生產(chǎn)現(xiàn)場，對目前各生產(chǎn)環(huán)節(jié)及設(shè)備現(xiàn)狀、運行、維護狀況進行了統(tǒng)一摸排，并對可能存在的影響處理量的原因進行現(xiàn)場勘查，找到了7 個末端因素：操作工技術(shù)水平低、倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細、入料濃度低。為了確定主要原因，對所有末端因素逐一分析論證，并到現(xiàn)場進行確認。

2.1 操作工技術(shù)水平低且無績效考核的要因確定

二礦選煤廠對所有操作人員均進行選煤知識培訓(xùn)及崗位操作技能培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，方能持證上崗。工作期間，由職教中心組織每周一題、每月一考活動，考試內(nèi)容包括理論知識與實踐操作兩部分。除對單位和個人進行考核外，職工考試不合格，需進行脫產(chǎn)再培訓(xùn)。因此，操作工理論知識扎實，實際操作技能熟練。

2.2 倉內(nèi)工作壓力的影響要因確認

對加壓過濾機工作壓力的運行狀況進行實地考察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加壓過濾機壓力增大時，濾餅孔隙度減小，濾餅的阻力隨之增大，排除濾液的難度加大。當(dāng)濾餅的飽和度接近剩余飽和度時，濾餅的水分基本不再降低。因此，應(yīng)針對不同煤種選取合理工作壓力。因此，倉內(nèi)工作壓力的影響是要因。

2.3 主軸轉(zhuǎn)速的影響要因確認

當(dāng)加壓過濾機在處理浮選精煤時濾餅形成速度很快，主軸轉(zhuǎn)速慢時會形成很厚的濾餅，過厚的濾餅比阻大、水分高，還會在過濾區(qū)提前卸餅而落入礦漿槽內(nèi)，從而使壓縮空氣大量外逸。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過快時濾板上物料上餅時間短、成餅很薄，使卸餅困難、排料周期延長；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過慢時精礦處理量明顯偏小，精礦池料位會持續(xù)上升，另外還有壓大軸的風(fēng)險。因此，需要確定合理的主軸轉(zhuǎn)速來控制濾餅厚度。因此，主軸轉(zhuǎn)速的影響是要因。

2.4 反吹風(fēng)壓差的影響要因確認

對加壓過濾機反吹風(fēng)壓差進行實地考察，發(fā)現(xiàn)加壓過濾機反吹風(fēng)壓差低于40 kPa 時，加壓過濾機會出現(xiàn)卸餅困難，甚至不脫餅；高于80 kPa 時卸餅效果好，但是濾布破損率高。因此保持合適的反吹風(fēng)壓差，既能保證卸餅正常又不會導(dǎo)致濾布過快損壞。因此，反吹風(fēng)壓差的影響是要因。

2.5 濾布不能滿足生產(chǎn)需要要因確認

加壓過濾機是浮精脫水沒備，該選煤廠使用的加壓過濾機型號為CPJ-120 型，公司配套的濾布為單絲紡織濾布，過濾目數(shù)為100 目。在生產(chǎn)使用過程中發(fā)現(xiàn)，濾布使用周期短、破損率高，每天更換的破損濾布數(shù)量都在20 塊以上，且過濾機濾液中固體物合量高達80 g/L，濾布破損情況已嚴重影響浮選精礦的脫水回收。由于透水率不高，平均排料周期都在270 s 左右，脫水后的濾餅水分達到20%以上，遠遠高于生產(chǎn)要求的平均排料周期178 s左右，脫水后的濾餅水分在18%左右。因此，濾布不能滿足生產(chǎn)需要是要因。

2.6 入料粒度細要因確認

對浮選精礦進行了煤泥小篩分試臉，從試驗結(jié)果得出，-0.045 mm 細粒級含量為29.8%，浮精中細泥含量偏高，嚴重影響脫水效果。因此，入料粒度細是要因。

2.7 入料濃度低要因確認

用濃度壺測量并套用公式計算，該選煤廠浮選精礦濃度常在250～380 g/L 之間，符合加壓過濾機入料濃度250～350 g/L 的要求。生產(chǎn)中偶有長時間不開機時，精礦池有沉淀現(xiàn)象，濃度會發(fā)生變化，但不經(jīng)常發(fā)生，故對生產(chǎn)影響較小。因此，入料濃度低非要因。

根據(jù)以上對末端因素的確認，找到了5 條要因：倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細。

3 改造方案的設(shè)計與實施

針對影響過濾機設(shè)備處理能力的5 條要因，采取了以下改造方案。

3.1 加壓過濾機最佳工作參數(shù)的確定

針對倉內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響，必須要確定最佳倉內(nèi)工作壓力值、最佳主軸轉(zhuǎn)速、最佳反吹風(fēng)壓差。設(shè)計加壓過濾機最佳工作參數(shù)的確定試驗，根據(jù)加壓過濾機工作參數(shù)要求范圍和運行記錄，設(shè)定參數(shù)位級，列出加壓過濾機的9 種常用工作參數(shù)組合見表2。

表2 3 個工作參數(shù)各位級試驗數(shù)值組合表

進行現(xiàn)場試驗結(jié)果及參數(shù)選定，不同位級組合下試驗結(jié)果見表3。

表3 不同位級組合下試驗結(jié)果記錄表

研究試驗證明，當(dāng)倉內(nèi)壓力達到290 kPa、主軸轉(zhuǎn)速平均為1.1 r/min、反吹風(fēng)壓差最大為80 kPa時，排料周期達到的效果最好。加壓過濾機的處理量提高，隨之帶動原煤入選量的提高，原煤入選量由原來730 t/h 提高為870 t/h，精礦池的料位也基本穩(wěn)定。因此車間將第5 組參數(shù)設(shè)置作為加壓過濾機首選工作參數(shù)設(shè)置，可確保加壓過濾機處理量及原煤入選量最大化。

3.2 重新選擇確定100 目新型濾布

針對濾布不能滿足生產(chǎn)需要的要因，重新選購100 目的新型濾布。經(jīng)過到其他選煤公司走訪考察、對比后，根據(jù)加壓過濾機入料情況，公司購進一批100 目的新型濾布，經(jīng)生產(chǎn)使用后效果良好。加壓過濾機平均排料周期能控制在170 s 左右，透水率良好，脫水后的濾餅水分在15%左右，且濾布使用周期大幅延長，破損率大幅減小。改造前4 臺ZH7000 型空氣壓縮機需同時開啟，空壓機額定功率630 kW。更換濾布后，開啟2 臺即可滿足4 臺加壓過濾機的生產(chǎn)要求，有效提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能效果顯著。

3.3 加壓過濾機入料的摻粗工藝改造

針對入料粒度細的要因，設(shè)計進行摻粗工藝改造。原工藝設(shè)計中，0.25 mm 粗煤泥由TBS 分選后的粗精煤經(jīng)過脫泥降灰系統(tǒng)即大直徑旋流器→疊層高頻振動細篩→離心機脫水后，成為粗精煤產(chǎn)品。為降低加壓過濾機入料中細粒級含量，對加壓過濾機入料進行摻粗工藝改造：將疊層高頻振動細篩篩上物直接打入加壓過濾機入料池和浮精一起做為加壓過濾機的入料。摻粗工藝改造后，對入料進行篩分，-0.045 mm 粒級含量達到13.2%，加壓過濾機脫水效果明顯好轉(zhuǎn)，排料周期大幅度縮短。

4 效果及效益分析

4.1 效果檢查

（1）2020 年10 月，各項措施全部實施完畢，加壓過濾機排料周期大幅度縮短，單臺加壓過濾機生產(chǎn)能力達到了25.04 t/h，實現(xiàn)了預(yù)期目標。

（2）從2020 年10 月至2021 年7 月，單臺加壓過濾機運行穩(wěn)定，均能實現(xiàn)生產(chǎn)能力到預(yù)期值，原煤小時入選量由730 t/h 提高至870 t/h。

4.2 效益分析

（1）經(jīng)濟效益。公司噸煤利潤為150 元/t，精煤產(chǎn)率40%，本次改造應(yīng)用后的9 個月，增加入選原煤量：（870-730）×15×40%×30×6+（840-730）×15×40%×30×3=210 600 t，增加效益收入：156 600×150=2349 萬元。

（2）社會效益。此次改造活動的開展為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)效率的提高使生產(chǎn)成本直接下降，提升了產(chǎn)品的利潤空間，使噸煤加工成本降低，成為選煤行業(yè)節(jié)能降耗生產(chǎn)的先驅(qū)。