太原選煤廠浮選系統(tǒng)工藝改造的實踐研究

李澤毅

（山西焦煤西山煤電太原選煤廠， 山西 太原 030000）

1 選煤廠概況

太原選煤廠系西山煤電旗下唯一一座中央型煉焦煤選煤廠，原設(shè)計入洗能力為200 萬t/a，入洗原煤來自杜兒坪礦，2008 年通過技改后洗選能力提升為500 萬t/a，現(xiàn)工藝流程為無壓三產(chǎn)品重介旋流器+跳汰+煤泥浮選+尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程。主要工藝流程為：原煤經(jīng)脫泥篩分級，大于0.75 mm 的篩上物進入無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，分選出重介精煤、中煤、矸石；小于0.75 mm 物料進入煤泥旋流器分級，其中0.75～0.25 mm 的底流進入TBS 分選，分選出TBS精煤和TBS 尾礦；-0.25 mm 溢流進入浮選機分選，分選出浮選精煤和浮選尾礦。入選的原煤為杜兒坪礦8號原煤，主要產(chǎn)品為煉焦精煤（灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10.5%）。受原煤煤質(zhì)、工藝系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)影響，系統(tǒng)小時處理能力受限，使得生產(chǎn)時間長與檢修維護時間形成了沖突。因此，急需提高原煤處理量、縮短生產(chǎn)時間，以確保在完成生產(chǎn)任務(wù)的同時，空余出更多的檢修維護時間[1-3]。

2 原洗選工藝存在的問題

2.1 原煤分配刮板機分量不均勻、事故率高

原煤經(jīng)301 號皮帶機運輸至302 號刮板機（槽寬B=1 400 mm），刮板機通過調(diào)整插板均勻分料至兩個系統(tǒng)的脫泥篩。實際生產(chǎn)過程中，存在問題主要為：

1）因原煤粉煤含量大，301 號皮帶下302 號刮板機溜槽及刮板機蓋板多處粉塵較大，盡管刮板機采用封閉處理，但煤塵通過封閉噴濺嚴(yán)重，治理效果不佳，衛(wèi)生量大，并對設(shè)備安全造成隱患；

2）插板分量極易出現(xiàn)兩期分量不均勻，同時兩期力度分配差異較大，造成兩個系統(tǒng)脫泥篩脫泥效果差，旋流器分選效率低，嚴(yán)重影響洗選量和洗選指標(biāo)；

3）刮板機在使用過程中極易產(chǎn)生疲勞、磨損、斷裂等各種故障，維護工作量大，事故發(fā)生后給生產(chǎn)造成被動局面；

4）由于原煤中雜物較多，刮板機運營過程中容易發(fā)生卡堵，造成斷鏈、斷管板等事故，給巡查人員和崗位人員帶來較大安全隱患。

2.2 單臺Φ800 mm 水力分級旋流器處理能力不足

太原選煤廠粗精煤分選工藝為：原煤經(jīng)脫泥篩篩分后（0.75 mm），篩下水進入水力分級旋流器（每個系統(tǒng)單臺Φ800 mm）進行濃縮分級，底流進入TBS 分選機，溢流進入浮選機。

存在問題如下：

1）原煤粉煤含量大，脫泥篩篩面噴水使用較大，導(dǎo)致單臺煤泥旋流器處理能力不足，如控制噴水則導(dǎo)致篩面脫泥效果差影響洗選效果和重介系統(tǒng)介耗，只能通過被動降低處理量；

2）原煤末煤含量不均衡，洗選過程原煤性質(zhì)變化大，水力旋流器存在入料濃度高，造成水力旋流器溢流跑粗，影響煤泥灰分，造成精煤損失。

2.3 浮選精煤量大，處理能力不足

如表1 所示，原煤煤泥含量大，浮選精煤抽出率高達(dá)90%以上，浮選系統(tǒng)精煤產(chǎn)量大，當(dāng)前在用的壓濾機、加壓過濾機處理能力不能滿足較高處理量的生產(chǎn)要求，使得系統(tǒng)處理能力受限。尤其冬季，因所處地區(qū)嚴(yán)寒，精煤水分控制嚴(yán)格，壓濾機水分相對較高，為滿足水分要求，浮精處理時間被動提高，處理能力進一步受限。

表1 不同類別原煤原生煤泥含量

2.4 417 號浮選精煤轉(zhuǎn)載皮帶功率不足

417 號轉(zhuǎn)載皮帶入料為6 臺浮選精煤壓濾機生產(chǎn)的浮選精煤，加壓過濾機生產(chǎn)的壓濾精煤和2 臺立式離心機生產(chǎn)的粗精煤，皮帶設(shè)計處理能力為170 t/h。其設(shè)計能力能夠滿足生產(chǎn)需求，但在實際生產(chǎn)過程中，由于原煤煤泥含量不均衡，精煤壓濾機卸料不均衡，精煤壓濾機卸料點距離皮帶機高差較大等原因，提高原煤帶量情況下經(jīng)常出現(xiàn)皮帶壓車現(xiàn)場，機頭電動滾筒事故率較高，嚴(yán)重制約處理系統(tǒng)處理能力。

2.5 501 號精煤轉(zhuǎn)載皮帶運力不足

501 號精煤轉(zhuǎn)載皮帶，電機功率132 kW，設(shè)計處理能力1 000 t/h，但實際生產(chǎn)過程中由于浮選精煤卸料不均衡，瞬時量會達(dá)到1 200 t/h，長時間運轉(zhuǎn)過程會出現(xiàn)壓車事故，事故處理過程勞動強度較大，對生產(chǎn)形成一定制約。

2.6 原煤給煤機帶量不均衡，事故率高

系統(tǒng)原煤給料采用推土機料口推料，通過4 臺K4 往復(fù)式給煤機給料，生產(chǎn)過程中給煤機往復(fù)搖臂不均衡，導(dǎo)致系統(tǒng)帶量不均衡，同時推土機給料過程容易導(dǎo)致設(shè)備壓停，嚴(yán)重制約系統(tǒng)處理能力。

3 提升系統(tǒng)能力改造措施

3.1 分配刮板機改為分料溜槽的系統(tǒng)優(yōu)化

改造方案：拆除302 號刮板機及入料溜槽，將301 號皮帶順現(xiàn)有角度延伸6 m、抬高3.2 m，制作分料溜槽至3041 號、3042 號脫泥篩，兩溜槽跨度6.3 m，具體如圖1 所示；在機頭溜槽安裝可調(diào)翻版，用于均衡兩期帶量，同時又能通過翻案實現(xiàn)單期生產(chǎn)；溜槽加沖水，一方面為物料運輸提供動力，另一方面提前潤濕原煤，提高脫泥效果，降低煤塵。

圖1 改造前、后302 號分配刮板機

改造后，兩期原煤性質(zhì)、原煤量分配較均勻，消除了設(shè)備事故隱患，降低了電耗，同時解決了原煤粉塵大的問題，系統(tǒng)處理能力得到較大提升。

3.2 并聯(lián)水力旋流器提高系統(tǒng)處理能力

在粗煤泥分級環(huán)節(jié)，對Φ800 mm 水力分級旋流器并聯(lián)一臺Φ500 mm 水力分級旋流器，加大煤泥泵頻率，提高粗煤泥分級處理能力。

改造后工藝環(huán)節(jié)調(diào)整更為靈活，即可實現(xiàn)在一定壓力范圍內(nèi)按需調(diào)整底流、溢流比例，給企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟效益和調(diào)整操作空間。具體如圖2 所示。

圖2 并聯(lián)Φ500 mm 水力旋流器

3.3 增加篩網(wǎng)沉降離心機處理浮選精煤

工藝改造方案為：

將浮選精礦池預(yù)留的1 臺渣漿泵出料管進行改造，浮精由泵打至篩網(wǎng)沉降離心機入料箱，同時將部分粗精煤引至沉降離心機入料箱進行摻粗，更加有利于回收浮選精煤。沉降離心機出料直接進入501號精煤皮帶，離心液返回浮選精礦池，通過壓濾機進行脫水。

通過改造可以看出，篩網(wǎng)沉降離心機相比快開式隔膜壓濾機單臺處理量大，有效解決了浮精處理能力不足的問題。同時篩網(wǎng)處理后的浮選精煤水分為18%左右，相比壓濾浮精水分25%，降低約7%，很好解決了冬季精煤水分偏大的問題，同時該部分物料松散，與主洗精煤摻混均勻，效果較好。

3.4 改造417 號轉(zhuǎn)載皮帶機驅(qū)動方式

417 號轉(zhuǎn)載皮帶原驅(qū)動為外置式電動滾筒，電動滾筒經(jīng)常出現(xiàn)漏油、斷齒等情況，生產(chǎn)過程中事故率較高，同時由于浮選精煤卸料不均衡，皮帶機入料產(chǎn)量波動大，加劇了設(shè)備事故率。通過改造，將外置式電動滾筒驅(qū)動改造為電機+減速機方式驅(qū)動，并將電機功率由30 kW，提高到45 kW。大大降低了設(shè)備事故率，并通過提高電機功率，很好避免了多臺精煤壓濾機同時卸料造成的產(chǎn)量波動，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.5 提高501 號精煤轉(zhuǎn)載皮帶機功率

為解決生產(chǎn)過程中由于浮選精煤卸料不均衡，501 號皮帶機瞬時量超1 200 t/h，長時間運轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)壓車事故問題，通過改造將電機由132 kW 更換為160 kW，同時將液力偶合器同步升級，并對機頭驅(qū)動滾筒做防滑處理，很好解決了上述問題。

3.6 更換甲帶給煤機，取代往復(fù)式給煤機

為解決原煤給料不均，事故率較高問題，將原4 臺往復(fù)式給煤機更換為甲帶給煤機。單臺甲帶給料量可以滿足1 000 t/h，實現(xiàn)可以通過單臺給料能夠滿足系統(tǒng)處理能力，提高了系統(tǒng)帶量穩(wěn)定性。

4 改造效果及經(jīng)濟效益

4.1 改造效果分析

改造方案實施后，原煤月平均處理量已經(jīng)由之前的820 t/h 上升為950 t/h。改造后的采樣分析表明，在原煤處理量達(dá)到950 t/h 時可以保證脫泥篩的脫泥效果，有壓三產(chǎn)品旋流器分選密度穩(wěn)定，分選效率顯著提升，產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性得到保證。2021—2022 年改造效果見表2。前提下，系統(tǒng)原煤小時處理量增加，降低了平均生產(chǎn)時間，節(jié)約出大量檢修時間，同時節(jié)約了電費、材料費、人工費等生產(chǎn)成本，減少了設(shè)備故障率及員工勞動強度，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

表2 2021—2022 年改造效果分析

4.2 經(jīng)濟效益分析

改造后小時處理能力的提升，節(jié)約了系統(tǒng)噸煤電耗、藥耗等各類消耗，提升了當(dāng)班工作效率、效益，以年入洗200 萬t 計算，年創(chuàng)效益可達(dá)685 萬元。

5 結(jié)語

通過系統(tǒng)優(yōu)化改造，在產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性不變的