選煤廠流體機(jī)械的應(yīng)用及發(fā)展

【摘 要】本文介紹了渣漿泵與空氣壓縮機(jī)在選煤廠中的應(yīng)用，結(jié)合選煤工藝環(huán)節(jié)中的要求，探討了選煤廠對(duì)流體機(jī)械設(shè)備性能的需求。并討論了流體機(jī)械在管理、節(jié)能等方面的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】渣漿泵；空壓機(jī)；流體機(jī)械；變頻調(diào)節(jié)技術(shù)

前言

選煤廠在運(yùn)行過程中大量使用風(fēng)和水。為了輸送風(fēng)、水和礦漿，需要多樣的流體機(jī)械。隨著選煤工業(yè)的迅速發(fā)展，工藝日益復(fù)雜，而選煤設(shè)備日益大型化、機(jī)械化程度日益提高。為了與生產(chǎn)設(shè)備配套，選煤廠應(yīng)用的流體機(jī)械也有了一定的發(fā)展。本文就選煤廠常用的流體機(jī)械，探討其應(yīng)用狀況及發(fā)展情況。

一、泵的應(yīng)用及發(fā)展

泵是選煤廠常用的輸送礦漿的流體機(jī)械，因?yàn)檫x煤廠輸送液體多含固體顆粒，因此多采用渣漿泵。清水泵僅少量用于輸送清水及循環(huán)水，此處不過多介紹。

渣漿泵是一種液固兩相流泵，選煤廠用渣漿泵多為離心泵，廣泛用于輸送選煤廠煤漿及重介質(zhì)。根據(jù)其用途不同，對(duì)于泵的流量、壓力等指標(biāo)也有著較大差異。

（一）渣漿泵應(yīng)用于壓濾機(jī)

壓濾機(jī)的工作過程可分為多個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)于渣漿泵的性能有著不同要求。初期主要為入料階段，要求礦漿較迅速的給入到機(jī)體內(nèi)，要求泵的性能曲線必須陡降，以更好的適用壓濾機(jī)工況；中期為壓濾加壓及保壓階段，渣漿泵為壓濾機(jī)提供過濾壓力，入料流量則進(jìn)一步減小直至關(guān)死，因此，需要渣漿泵的關(guān)死揚(yáng)程符合壓濾機(jī)的壓力要求。后期為為卸料階段，則對(duì)泵沒有太多要求。由此可見，壓濾機(jī)渣漿泵必須具有以下特性：1 在大流量運(yùn)行時(shí)，泵的特性曲線必須陡降；為此可采用提高泵轉(zhuǎn)速，較小葉片入口角、減小葉片出口寬度等方式實(shí)現(xiàn)；且泵必須有良好氣蝕性能。2壓濾機(jī)入料泵在低流量運(yùn)行時(shí)應(yīng)滿足壓濾機(jī)的壓力要求。

（二）渣漿泵應(yīng)用于重介質(zhì)旋流器

重介質(zhì)旋流器是近年來得到迅猛發(fā)展的一種離心分選設(shè)備。近年來在選煤廠中得到廣泛應(yīng)用。而渣漿泵，是重介質(zhì)旋流器的唯一動(dòng)力來源。重介質(zhì)旋流器還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，入料包括磁鐵礦粉及礦物，磁鐵礦粉質(zhì)地堅(jiān)硬、對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重；而礦物粒度最大可達(dá)100mm，這在其他需要泵送環(huán)節(jié)是非常少見的，因此應(yīng)著重考慮泵的允許通過粒徑。其次，旋流器入料同時(shí)存在流量與壓力的要求，流量必須滿足設(shè)備的處理能力，而壓力必須達(dá)標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)有效分選。因此，旋流器用渣漿泵必須具有以下特性：1、入料泵與旋流器要求壓力、流量等指標(biāo)相匹配，能夠在相應(yīng)的工作條件下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作；2、入料泵應(yīng)能滿足入料的粒度要求，尤其是有壓重介質(zhì)旋流器，以避免因顆粒過大導(dǎo)致的堵料問題。

（三）選煤廠泵應(yīng)用的進(jìn)展

渣漿泵技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，在選煤廠應(yīng)用效果良好。近年來渣漿泵應(yīng)用的發(fā)展主要體現(xiàn)在管理、控制領(lǐng)域。如變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。在選煤廠生產(chǎn)中，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)須隨著煤質(zhì)波動(dòng)、入洗量變化及產(chǎn)品要求變化等及時(shí)調(diào)整。因此，泵的工作參數(shù)如流量、壓力等也必須及時(shí)調(diào)整，以適配設(shè)配的運(yùn)行狀況及需求。在以往的設(shè)計(jì)中，通常采用閥門來控制泵的流量及調(diào)節(jié)壓力，很不方便，也不適于準(zhǔn)確調(diào)整。

變頻調(diào)速是近年來在洗煤廠得到良好應(yīng)用的泵調(diào)整方式。泵參數(shù)調(diào)節(jié)方法較多，包括調(diào)壓變速、電磁調(diào)速、變級(jí)調(diào)速及變頻調(diào)速等。但理論及實(shí)踐表明，變頻調(diào)速是最適用于選煤廠的泵參數(shù)調(diào)整方式，在一些選煤廠中得到了良好應(yīng)用，節(jié)省大量成本。尤其近年來變頻技術(shù)迅速發(fā)展、變頻器制造成本大幅度降低，變頻器在選煤廠的應(yīng)用更為受歡迎。

二、空氣壓縮機(jī)的應(yīng)用及進(jìn)展

流體機(jī)械中的壓縮機(jī)設(shè)備也是選煤廠的主要輔助設(shè)備，用于提供生產(chǎn)、控制、防堵及攪拌等環(huán)節(jié)的氣體。選煤廠一般單獨(dú)設(shè)置或與礦井共用壓風(fēng)機(jī)房以供風(fēng)。

（一）空壓機(jī)應(yīng)用范圍分析

選煤廠用氣點(diǎn)較多，且根據(jù)工藝需求供風(fēng)目的變化較大，大體可分為以下幾類：

生產(chǎn)用風(fēng)：在選煤工業(yè)的跳汰機(jī)分選、加壓過濾機(jī)分選中，風(fēng)力是主要的生產(chǎn)動(dòng)力。該類生產(chǎn)用氣風(fēng)量、風(fēng)壓需求穩(wěn)定，且不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)壓力需求區(qū)別較大，一般各工藝環(huán)節(jié)單獨(dú)配置空氣壓縮機(jī)以輔助生產(chǎn)。

控制用氣：選煤廠一些閥門往往也采用氣動(dòng)控制，如跳汰機(jī)氣動(dòng)閥門、加壓過濾機(jī)氣動(dòng)閥門等。氣動(dòng)控制的特點(diǎn)在于高壓力、低流量，多數(shù)也配置小型空壓機(jī)以配合控制。壓濾機(jī)的強(qiáng)氣流脫水也有類似要求。經(jīng)常配置小型空氣壓縮機(jī)。

防堵及攪拌用氣：該部分用氣主要指重介質(zhì)介質(zhì)桶攪拌、風(fēng)力提升、清倉(cāng)及管道清理等環(huán)節(jié)用風(fēng)。相對(duì)于其他環(huán)節(jié)，該部分用氣對(duì)于氣體壓力、流量、穩(wěn)定性等指標(biāo)要求較低。一般不設(shè)置單獨(dú)供風(fēng)系統(tǒng)，而是與其他設(shè)備共用。

選煤廠常用的空壓機(jī)主要有活塞式、螺桿式和離心式三種。多年來，選煤廠內(nèi)的空氣壓縮機(jī)應(yīng)用已有了較為成熟的模式。低流量高壓控制一般用活塞式空壓機(jī)，中高流量選用螺桿式空壓機(jī)，高流量供風(fēng)采用離心壓縮機(jī)。

（二）空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)

壓縮機(jī)的節(jié)能壓縮機(jī)的節(jié)能主要體現(xiàn)在運(yùn)行控制方式， 傳動(dòng)方式， 以及壓縮空氣廢熱利用等幾個(gè)方面。具體到選煤廠，主要通過調(diào)整運(yùn)行控制方式以節(jié)能。

1.變頻技術(shù)的應(yīng)用

空壓機(jī)的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在制冷領(lǐng)域有了極好的應(yīng)用。該技術(shù)通過變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，按需控制進(jìn)氣量，與普通的進(jìn)氣節(jié)流式相比， 變頻空壓機(jī)節(jié)能效果可達(dá) 30% - 40%。

2.臺(tái)數(shù)控制器的應(yīng)用

空壓機(jī)在選煤廠往往并聯(lián)使用，如四臺(tái)加壓過濾機(jī)系統(tǒng)可對(duì)應(yīng)8-10臺(tái)螺桿式空壓機(jī)。因此，在供風(fēng)需求較小時(shí)，及時(shí)的調(diào)整運(yùn)行空壓機(jī)臺(tái)數(shù)具有較大的意義。因此，作為一種有效的節(jié)能措施， 臺(tái)數(shù)控制器應(yīng)用已日漸廣泛。該設(shè)備可以根據(jù)實(shí)際的使用空氣量自動(dòng)地選定所需要的機(jī)器臺(tái)數(shù)， 從而避免了不必要的多臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)所引起的浪費(fèi)， 在使用多臺(tái)機(jī)器時(shí)節(jié)能效果相當(dāng)明顯。

泵與空氣壓縮機(jī)作為選煤廠重要的輔助設(shè)備，其應(yīng)用隨著選煤工藝的發(fā)展與演變而逐漸變化。一些高性能渣漿泵設(shè)備、空氣壓縮機(jī)設(shè)備隨著性能及功能的日益成熟，在選煤廠逐步得到應(yīng)用?？刂萍白詣?dòng)化技術(shù)在流體機(jī)械節(jié)能、管理等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，可以預(yù)見在接下來的發(fā)展中將進(jìn)一步得到選煤領(lǐng)域的重視。

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作者簡(jiǎn)介：張龑 （1972-）男，漢族，河南平頂山人，助理工程師，現(xiàn)任平頂山天安煤業(yè)股份有限公司七星選煤廠洗煤車間書記，從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。