太原選煤廠煤泥脫水工藝改造

劉仙萍

(西山煤電股份公司太原選煤廠，山西 太原 030023)

太原選煤廠是50多年的中央型選煤廠，經(jīng)過多次大型改擴(kuò)建，年入洗能力達(dá)到600萬t/年，并根據(jù)入洗原煤的變化，2003年開始對生產(chǎn)工藝進(jìn)行了大規(guī)模的改造，形成了現(xiàn)在重介+跳汰+浮選的聯(lián)合工藝，采用了靈活先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和洗選設(shè)備，通過快裝、快卸系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了原煤配洗和精煤的合理配裝，所生產(chǎn)的瘦十一級精煤，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，市場信譽(yù)良好。

太原選煤廠入洗西山煤電集團(tuán)西銘礦、杜兒坪礦的瘦原煤。由于近年來，原煤結(jié)構(gòu)的變化和該廠入洗結(jié)構(gòu)的調(diào)整，原煤中的末煤量增加，而細(xì)粒物料的分選和脫水一直是洗煤生產(chǎn)中的難題。2012年，該廠瘦十一級精煤產(chǎn)品的合格率達(dá)到了100%，產(chǎn)品灰分、硫分都保持在指標(biāo)范圍內(nèi)，既滿足了用戶的需求，又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。但由于該廠脫水設(shè)備陳舊老化，脫水系統(tǒng)的工藝管理存在不完善，因此，2012年該廠精煤產(chǎn)品的水分指標(biāo)普遍偏高，雖然沒有超過用戶要求的上限，但是個別批次精煤的水分指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到臨界值12.50%，尤其是在冬季裝車過程中，人為添加了防凍液。產(chǎn)品水分指標(biāo)較高，不但影響該廠口碑，而且過高的精煤水分還占用有效的車皮運(yùn)力，增加額外的運(yùn)輸費(fèi)用。尾礦煤泥的水分偏高，既不好運(yùn)輸又直接影響產(chǎn)品市場和產(chǎn)品價格，所以，產(chǎn)品水分指標(biāo)的合格與否直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，由于煤炭市場的變化，用戶對產(chǎn)品水分的要求越來越嚴(yán)格，降低產(chǎn)品水分也是市場的要求。

1 煤泥脫水工藝簡介

太原選煤廠的產(chǎn)品有精煤、混煤、矸石和尾礦煤泥。精煤產(chǎn)品由3部分組成，塊精煤+粗精煤+浮精。塊精煤是由主洗設(shè)備重介旋流器和跳汰機(jī)直接產(chǎn)生，通過振動篩和離心機(jī)兩次脫水后，水分為7%～8%，遠(yuǎn)低于合同水分指標(biāo)。粗精煤習(xí)慣稱為粗煤泥，粒度為0.5～6 mm，是由主洗系統(tǒng)的精煤脫水篩篩下水和離心機(jī)的離心液，先用角錐池、煤泥分級旋流器濃縮后，經(jīng)煤泥脫水篩和煤泥離心機(jī)兩次脫水后，成為最終精煤產(chǎn)品的一部分，約占精煤總量的18%～20%，產(chǎn)品水分為14% ～16%。還有一部分是－0.5 mm的煤泥水，經(jīng)過浮選后得到的浮精產(chǎn)品，采用2臺GPJ－120型加壓過濾機(jī)和6臺PG116型盤式真空過濾機(jī)脫水，約占精煤總量的14% ～15%，其產(chǎn)品水分為22% ～24%。由此可見，精煤水分偏高主要是粗煤泥和浮精的水分超高造成的。

尾礦煤泥由3部分組成，浮選尾礦、跳汰中矸篩下水和重介中矸磁選機(jī)的尾礦，均進(jìn)入深錐濃縮機(jī)，深錐濃縮機(jī)的溢流去45 m濃縮機(jī)，由板框壓濾機(jī)回收;產(chǎn)品水分在20%以下，濾液清澈，符合產(chǎn)品和工藝要求。深錐濃縮機(jī)的底流，由高頻脫水篩直接回收，產(chǎn)品水分在33% ～35%，有時還會成糊狀，極難處理，是要解決的主要問題。

2 煤泥脫水環(huán)節(jié)存在的問題

1)粗煤泥系統(tǒng)脫水環(huán)節(jié)的問題:給料不均。

粗煤泥系統(tǒng)脫水環(huán)節(jié)是采用4組煤泥旋流器對應(yīng)5臺煤泥篩和4臺煤泥離心機(jī)。通過觀察和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脫水篩、離心機(jī)均存在入料分料不均勻的問題，導(dǎo)致有的脫水篩處理能力超過額定負(fù)荷，而有的脫水篩上物料層過薄，影響脫水篩的脫水效果。離心機(jī)也只有在給料適當(dāng)?shù)臅r候，才能最大程度脫水，給料太少或過多都影響脫水效果。同時，旋流器的工藝效果也不理想。

2)浮精脫水環(huán)節(jié)的問題:設(shè)備老化，處理能力不足，效率低。

浮精脫水采用的真空過濾機(jī)及配套設(shè)備，附屬設(shè)備多，操作繁瑣，能耗高，處理量小，產(chǎn)品水分在23%～25%，是需要淘汰的設(shè)備。由于脫水效果不好，濾液渾濁，濾液又回到浮選機(jī)，細(xì)粒煤泥反復(fù)循環(huán)，使加壓過濾機(jī)的工況也受到影響，效果不好。

3)尾礦煤泥脫水環(huán)節(jié)的主要問題:高頻篩入料濃度低。

生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的尾礦，經(jīng)深錐濃縮后，其濃度不穩(wěn)定，多數(shù)達(dá)不到高頻篩的入料濃度要求，脫水效果差，產(chǎn)品水分高，還經(jīng)常有跑、冒事故發(fā)生。

3 改造措施

1)針對粗煤泥脫水環(huán)節(jié)存在的問題，進(jìn)行了改造。

a)將4組原來該廠自制的旋流器，更換為由威海旋流器廠生產(chǎn)的水力旋流器。該廠自制的旋流器，使用材料為粗鐵板，耐磨性差，易磨損，且做工粗糙，達(dá)不到旋流器的精度要求，直接影響旋流器的性能和效果。使用威海旋流器廠生產(chǎn)的旋流器后，通過單機(jī)工藝效果檢查試驗(yàn)，其濃縮效率達(dá)到40.74%，分級效率達(dá)到57.62%，較改造前都有了較大的提高，也為下一工序煤泥脫水提供了合格的入料。

b)在煤泥脫水篩前加裝1個集料管，這樣物料就可以均勻的給入5臺煤泥篩上，避免了脫水篩上物料過薄或過厚的現(xiàn)象，提高了脫水效果。

c)調(diào)整以往的操作方式，使粗精煤全部通過386離心機(jī)二次脫水，從而保證粗精煤水分均衡。另外，對粗煤泥離心機(jī)進(jìn)行維護(hù)檢修，保證在生產(chǎn)過程中，粗煤泥系統(tǒng)有3臺離心機(jī)運(yùn)行。

2)浮精脫水系統(tǒng)改造。經(jīng)過調(diào)研分析，決定使用3臺大型快開式隔膜壓濾機(jī)代替原有的6臺圓盤真空過濾機(jī)，解決浮精脫水系統(tǒng)的弊端。快開式隔膜壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)了全過程自動控制，具有以下優(yōu)點(diǎn):

a)自動化程度高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和操作。

b)從進(jìn)料、壓緊、脫水、卸料全過程自動循環(huán)。同時具有反吹、補(bǔ)壓、二次壓榨脫水功能。

c)隔膜濾板分為主體和膜片，可充氣壓榨脫水，維護(hù)更換方便。

在快開壓濾機(jī)的使用中，要求3臺壓濾機(jī)錯時進(jìn)料和排料，避免煤泥堆積，在最終精煤中比例過大，導(dǎo)致精煤水分高。

3)尾礦煤泥的脫水系統(tǒng)中，為減少尾礦煤泥水的內(nèi)部循環(huán)量，提高高頻篩的入料濃度，在1臺高頻篩前加了1組d500 mm旋流器進(jìn)行試驗(yàn)，效果較好。經(jīng)過旋流器分級濃縮后，高頻篩入料濃度大大提高，而且給料穩(wěn)定，保證了高頻篩的脫水效果。因此，在另外兩臺高頻篩前也加裝了同樣的旋流器，產(chǎn)品水分降低了10% ～12%，達(dá)到了工藝要求。

4 改造效果及經(jīng)濟(jì)效益

1)改造效果。

煤泥脫水環(huán)節(jié)改造后工藝效果明顯。根據(jù)實(shí)際情況，對粗煤泥和尾礦煤泥脫水環(huán)節(jié)進(jìn)行了針對性的改革，效果非常好。對浮精脫水系統(tǒng)進(jìn)行了大的改造，用自動化程度高的快開式隔膜壓濾機(jī)代替了老式的圓盤過濾機(jī)。使整個煤泥脫水工藝改進(jìn)，產(chǎn)品水分管理更有效。煤泥脫水環(huán)節(jié)改造前后產(chǎn)品水分對比，見表1。

表1 煤泥脫水環(huán)節(jié)改造前后產(chǎn)品水分對比表 /%

從表1中可以看出，通過改造，最終精煤水分平均降低了1%，尾礦煤泥水分平均降低了12%。

2)經(jīng)濟(jì)效益。

a)精煤水分降低1%，年生產(chǎn)精煤228萬t/年，運(yùn)費(fèi)按0.10元/t·km，運(yùn)距1000 m計，可節(jié)約運(yùn)費(fèi):228×1% ×100=228萬元。

b)浮精系統(tǒng)用低能耗的高效設(shè)備代替了高能耗的圓盤過濾機(jī)，年可節(jié)約電費(fèi):［(950+912)－492］×0.8×16×330 ×0.63=364.57 萬元(電費(fèi)按0.63元/kWh)，同時還可節(jié)約材料費(fèi)、維修費(fèi)等費(fèi)用。

c)尾礦煤泥水分的降低，更便于回收和運(yùn)輸，拓寬了用戶市場，同時，煤泥水分的降低，提高了煤泥發(fā)熱量，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。