簡述影響旋流器性能的因素及常見操作問題的解決方法

姜殿軍

(遼寧東煤基本建設有限責任公司，遼寧 沈陽 110122)

在生產過程中，有多種旋流器可供選擇，常見的有重介質旋流器和水力旋流器。其原理和結構基本相同，只是一個用于分選煤的是重介質而另一個用的是水。下面我們就以重介質旋流器為主對其進行簡略介紹。

1 旋流器原理

旋流器利用了阿基米德原理，將煤炭與重介質進行混合，在混合后品質較好的煤炭質量較大，易在混合介質中略偏下的位置凝聚;而品質較差的煤炭質量較輕，易在混合介質中略偏上的位置凝聚，從而產生了粗略的分層的現(xiàn)象。這種粗略分層的介質在一定的壓力下，沿著旋流器外壁的切線方向注入旋流器中，在其旋流較應產生的離心力作用下，質量較大的煤炭顆粒在分選過程中向旋流器內壁上集聚并下沉，由旋流器底口排出;質量較小的煤炭顆粒則會向旋流器軸線中心集聚，并沿溢流口排出，最終實現(xiàn)煤炭分選的初衷。由以往經(jīng)驗可知，工業(yè)選煤過程中，重介質旋流器的分選粘度下限可以達到0.3～0.1mm。

2.影響旋流器性能的因素

影響重介質旋流器工作的因素，與水力分級旋流器相似，其對煤炭分選的好壞程度與注料壓力、重介質密度、煤炭與介質的混合比相關，為了達到選煤的既定要求，需要對這幾方面嚴加把控，下面我們就對其略作闡述。

2.1 注料壓力

注料壓力的大小與煤炭、重介質混合液的速度成正比，同時也影響著其進入旋流器后生成的離心力的大小，流速越大，離心力越強，分選速度就越快。但隨著分選過程的繼續(xù)，高速的混合液流與低流速混合液相比會夾雜更多的煤泥，使其濃縮作用增強，這不僅會使混合液密度高于煤炭分選的設計介質密度，還容易造成混合液密度不均，且會對分選質量產生影響。由此可見，要合理控制注料壓力。為了解決這類問題，經(jīng)實驗可知，在適當提高注料壓力的同時，要相應地擴大底流口的直徑，否則要盡量選擇低壓注料。實驗表明，在一般情況下，使用黃土為重介質的350mm的旋流器分選中煤的過程中，可將其進料壓力控制在0.1～0.05MPa。

2.2 重介質密度

進行分選的混合液密度可分為兩種，一種是設計的分選密度，它不考慮分選過程中，混合液密度的變化;另一種是實際分選密度，一般情況下，實際混合液的密度要高于設計分選密度0.3左右，這種偏差會隨分選精度的提高而增加。為了減小這種偏差，可以通過調節(jié)注料壓力或改變底流口孔徑來實現(xiàn)，并要盡量穩(wěn)定注料混合液的密度，以提高分選效果。

2.3 煤炭與介質的混合比

煤炭與介質的混合比直接影響著旋流器的分選效果和處理效率。煤炭與介質的混合比影響著旋流器內的煤炭層厚度，制約著分層阻力和分層速度，同時還易混淆不同品質的煤炭顆粒。一般來說，隨著煤炭與介質體積混合比的增大，會使旋流器的生產能力提升，但同時會降低其分選效果。由經(jīng)驗可知，煤炭和重介質液的體積比在1:8時，其分選效果最佳，但處理效率較差，所以我們一般將其控制在1:5左右，以達到分選效果與分選速率的雙盈。

3 旋流器常見操作問題的解決方法

3.1 穩(wěn)定注料壓力的方法

要確保穩(wěn)定的注料壓力，以避免旋流器因注料壓力的不定時波動，而影響離心力的相對恒定。依據(jù)經(jīng)驗，一般將其控制在50%～70%之間，使其波動范圍保持在±5%。為此，可在旋流器的入料口處加入感應器和變頻器來對介質泵的轉數(shù)進行控制，以此來穩(wěn)定注料壓力。

3.2 控制給煤量的方法

保持均勻的給煤炭供給量，要保證入料量均勻且在最大處理能力之內。以免因入料量不穩(wěn)定而影響分選效果，造成分選出的煤炭質量存在問題，同時還會為脫介增加難度，甚至會對精煤分選系統(tǒng)的感應元件造成傷害，影響設備使用壽命。

3.3 其他常見問題的解決方法

(1)在長時間的使用后，可能導致分選使用的混合液比重過低，這可能是由矸石咀嚴重磨損而致，這種情況可通過更換旋流器系統(tǒng)中的矸石咀來解決。

(2)當旋流器系統(tǒng)中的煤、介含量因長時間混入分選煤泥而偏高時，我們可通過加大旋流器入料口的分流量來進行調節(jié)，以保持旋流器內的煤、介含量符合要求。

(3)當旋流器的進料管口發(fā)生淤堵時，可打開放料門放料，并對桶底煤、介堆積物進行清理，當無法清理時可進行割管處理。

(4)當旋流器桶內壓力不夠時，要分析其原因，一般情況下多是由于鼓風管未能嚴密關閉，若經(jīng)檢查不是這個原因，就要考慮是鼓風機的問題，應聯(lián)系相關人員進行維修。

通過以上對影響旋流器各因素的分別講述，使我們在提高旋流器分選性能方面有了較為明確的研究方向。同時通過對旋流器常見操作問題解決方法的簡述，也為提高分選效率提供了保障。希望可為初學者提供參考。

［1］彭榮任.《重介質旋流器選煤［M］》.北京:冶金工業(yè)出版社.1998.186.

［2］戴少康.《選煤工藝設計的思路與方法［M］》.北京:煤炭工業(yè)出版社.2003.124.

［3］趙慶國，張明賢.《水力旋流器分離技術［M］》北京:化學工業(yè)出版社.2003.

［4］史星宇.《旋流器基本性能的研究［D］》.江南大學畢業(yè)設計論文.2001.