【专家解说】：采用重介分选工艺改造后的操作和管理
张秀捧1,2,窦玉康3
1 中国矿业大学2000级工程硕士研究生班;
2 邯郸选煤厂,河北邯郸 056000;
3 邯郸煤炭工业设计研究院,河北邯郸 056000
摘 要:对邯郸选煤厂重介改造中在技术、管理方面存在的问题进行了分析,总结了关键工艺环节过程中的管理与操作经验。
关键词:重介分选;工艺改造;设备管理;经验
中图分类号:TD942 7
文献标识码:A
文章编号:1005 8397(2002)05 0019 03
邯郸选煤厂是我国50年代自行设计、安装的第一座大型选煤厂,采用跳汰-浮选联合流程。近年来,煤炭市场跌宕起伏,用户对精煤质量的要求不断提高。该厂为了打破精煤灰分“一贯制”状况,适应难选煤的变化,满足不同用户需求,于1998年采用重介旋流器分选工艺进行了技术改造。1 重介分选工艺流程的选择1)选择原则选煤厂技术改造应遵循的原则是,设备先进,工艺简单;布置合理,管线流畅;衔接灵活,用足优势。与跳汰洗选相比,原煤可选性越难,重介分选的效益越明显,但重介投资大,加工费用高。因此,该厂已将8台鲍姆式水泥跳汰机中的4台更换为X系列,改造中仍使用跳汰机排矸、脱泥,既可降低投资,又可维持生产。2)两种工艺对比(1)混合跳汰-中煤重介旋流器精选采用该流程洗选难选煤,可生产灰分10%以下的精煤。跳汰机大量排放中煤,用重介旋流器分选虽可提高精煤产率,却会经常造成旋流器“涨肚”,从而恶化分选效果。该流程改造难度小、风险小、投资小、见效快,但精煤降灰幅度小,无法满足长远需求。(2)跳汰粗选-重介旋流器精选近两年来,该工艺在老选煤厂改造中得到广泛采纳。合理发挥跳汰、重介洗煤的优势,跳汰机排出纯度极高的矸石和中煤,脱泥后+0 5mm粗精煤进入旋流器精选,能有效地降低和稳定精煤灰分,提高精煤产率。但该流程易造成大量合格精煤的重复加工,一般高达50%。将上述两种流程综合对比,跳汰粗选-重介旋流器精选工艺更符合近期利益和长远目标。3)改造前、后的工艺流程比较改造前的工艺流程(见图1)为混合入洗。主、再洗配合后,遵循最大产率原则,一、二段采用相同的分选密度,主洗保精煤灰分,再洗提高精煤产率。主洗第二段的I值0 16~0 22,再洗第二段
I值在0 26左右,尤其当ε±0 1在30%以上时,I值升高,生产灰分在10%以下的精煤几乎不可能。改造后的选煤工艺流程见图2。跳汰机第一段的矸石纯度93%,-1 4密度级含量在1 5%以下;第二段中煤中+1 8密度级含量40%、-1 4密度级含量15%,粗精煤灰分12 00%,I值为0 12;粗精煤给入重介旋流器进行精选,Ep值0 0677。
4)改造后的工艺特点(1)两种工艺灵活调用。利用两台X3532跳汰机和精煤捞坑,将原来的精煤双层分级脱水筛用作重介除杂筛,解决了粗精煤转载和保留主、再洗系统布置的难题。(2)采用两次除杂,强化重介入料中的杂物脱除。首先是粗精煤捞坑溢流携带的大量木片等杂物由木片机脱除,然后是捞坑提升物-粗精煤由重介除杂筛脱水和粒度把关,+40mm物料直接作为最终精煤(含量在2%,对精煤质量的影响可以忽略),40~0 5mm粒度级进入重介。系统内介质密度平稳,不会出现堵塞现象。(3)除杂筛筛下水直接返回粗精煤捞坑,简化了高灰粗煤泥回收工艺。(4)浓介桶和合格介质桶合二为一,对重液密度的调节更加直观,克服了传统介质密度调整滞后的弊端。(5)有效利用厂房空间,取消了中煤、精煤稀介桶;脱介筛的第二段稀介质直接进入磁选机。(6)采用装载机添加介质、高压冲水补加介质,并根据介质质量灵活掌握添加方式。
2 重介旋流器的入料方式1)无压给料无压给料选用圆柱形旋流器,煤和介质分别进入,管道、泵不易堵塞和磨损,入洗物料的泥化现象小。采用无压给料时,要使设备实现最佳垂直布置,需要从三个方面进行新老系统的衔接:一是延长B=1200mm粗精煤斗子提升机,机头标高上升10m,布置角度增加20°;二是将厂房向上接一层;三是安装大倾角胶带输送机对粗精煤进行转载。该方案土建施工量大,难度大,设备布置困难,管理复杂。2)有压给料有压给料包括定压漏斗和泵直接给料两种。采用定压漏斗时,其几何高差是旋流器直径的9~11倍,厂房仍需加层;采用泵直接给料时,可以灵活布置,用足用好原有的分级脱水设备,土建施工方便,投资小。通过对土建施工、设备布置、管道走向、工艺要求、生产管理等方面的比较后,选择了泵直接给料方式。3 密度控制流程1)密度控制流程的选择过去传统的方式是设置浓介桶、合格介质桶、混料桶,配制重液密度的介质数量相当于合介桶的体积,实际介质密度变化滞后。选用图2所示的流程可克服密度控制滞后的现象,使分选时的密度直接跟踪给定值,一般误差控制在0 005kg cm3以下。2)闭环控制参数(1)密度控制采用智能调节器、清水自动闸门、密度计,手动、自动控制可以相互转换,反复进行密度检测-数据对比-信号输出-清水闸门开关的控制过程,跟踪误差小,工作密度稳定。其流程见图3。(2)液位控制合格介质桶液位采用智能调节器、分流箱、超
声波料位计控制,调整分流箱的分流量来保持液位。实际生产中,在检测手段完备的条件下,液位控制已没有意义,反而会带来密度的频繁波动。混料桶液位通过人为给定变频器频率,调整合格介质泵的转速来实现。(3)重介旋流器入料压力控制采用液力偶合器控制混料泵转速,解决了过去常常发生泵的流量与旋流器处理能力不相匹配的问题,使入料压力的调整方法更为简单可靠。
4 设备选型与管理1)重介旋流器选择旋流器的关键是处理量和锥比。根据原煤可选性,该厂处理量在60~100t h,最佳锥比为0 625;入料压力控制在0 085MPa。如过分降低分选下限,将使粗煤泥灰分增加,粗粒级离心力加大,损失增加;旋流器分选时,形成中心空气柱。若采用密封的精矿箱,应将空气排入大气中。2)脱介筛(1)弧形筛弧型筛通常能脱除80%的介质。为了提高脱介效率,可采用以下方法:入料沿切线方向给入并贴近筛板;增加筛板的有效面积;在筛板筛条入料方向增加棱角,以破坏煤表面形成的水介膜;定期清理给料箱;经常调换筛板的方向;筛上物进入脱介筛后,到达第二块筛板时不应有明显的外在水分。
(2)脱介筛
该厂精煤脱介选用双层脱介筛,使用中存在的主要问题有:一是上层编织筛网寿命短;二是上、下层喷水布置和管理困难,关键的下层筛板脱介效果无法直接观察。应采用单层脱介筛,并要改变前后筛的筛孔尺寸;要合理布置挡水板,尤其是在合格介质段、稀介质段的第一段和第二段喷水处;筛板孔径尺寸要均匀,其中应有70%以上的达到要求标准。3)介质回收设备选用磁选机要注重磁系的排列和磁块之间的充填物,并做到班班清理槽箱,防止物料堆积或磨损滚筒;宜使用刮板强制卸料。4)混料桶多台旋流器共用一个混料桶时,中心筒位置必须处于中心,混料泵入料口高低大小要保持一致;中心筒内、外添加的介质量相等,煤介比分布均匀;混料桶液位在满足需要的情况下,宜低不宜高,液位高容易造成煤在混料桶中产生分层,影响泵的上料量。5)混料泵混料泵入料管道宜采用两道闸门,靠近混料桶的闸门常开,以备第二道闸门出事故时应急。停料后,关闭入料闸门,将泵中的料放完,防止压泵;合理布置鼓风管,特别是泵的入料管处更要注意。5 改造效果(1)改变了单一精煤产品的模式,精煤灰分最低可达到8 5%,满足了不同用户的需求。(2)在原煤可选性相似的前提下,改造后的精煤灰分比改造前下降0 8%,数量效率提高7 42%,年增经济效益11 21×106元。
6 结 论(1)老选煤厂改造时,其工艺选择必须与现场相结合,充分利用已有的资源。(2)工艺流程要尽量简化,设备布置要达到最佳化,环节紧凑,管路短。(3)经常及时总结选煤工艺、设备的管理操作经验,寻找最佳工作状态,以取得最佳效益。
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