孔莊選煤廠粗煤泥脫泥系統(tǒng)技術(shù)改造

黃 松，盧志明，趙 明，曹俊云

(1.中煤集團上海大屯能源股份有限公司 選煤中心，江蘇 沛縣 221611；2.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；3.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

孔莊選煤廠粗煤泥脫泥系統(tǒng)技術(shù)改造

黃 松1，盧志明2,3，趙 明1，曹俊云1

(1.中煤集團上海大屯能源股份有限公司 選煤中心，江蘇 沛縣 221611；2.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；3.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

為解決孔莊選煤廠振動弧形篩脫泥脫水效果差引起的粗精煤泥灰分高、水分高的問題，在對粗煤泥脫泥脫水工藝比選的基礎(chǔ)上，結(jié)合工藝流程、系統(tǒng)可靠性、投資費用、運行成本等因素，確定改造方案。生產(chǎn)實踐表明：脫泥系統(tǒng)技術(shù)改造后，粗精煤泥灰分下降11.92個百分點，中煤中精煤含量下降18個百分點以上，綜合精煤產(chǎn)率提高3.79個百分點，經(jīng)濟效益顯著。

粗精煤泥；脫泥降灰；脫水效果

上海大屯能源股份有限公司江蘇分公司孔莊選煤廠(以下簡稱“孔莊選煤廠”)是一座原設(shè)計能力為1.0 Mt/a的選煤廠，經(jīng)多次改擴建后，原煤洗選能力達到2.0 Mt/a，主選工藝為無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝。該選煤廠的入選原煤主要牌號為1/3焦煤、氣煤、氣肥煤，主要產(chǎn)品包括五級焦精煤、六級焦精煤、九級焦精煤、洗混中塊、混末煤、動力精煤，其中精煤產(chǎn)品具有低灰、低硫、低磷、高灰熔點、高熱值等特點，是良好的煉焦用煤和優(yōu)質(zhì)的動力用煤。

近年來，隨著開采煤層地質(zhì)條件和原煤煤質(zhì)的變化，孔莊選煤廠入選原煤灰分增高，精煤產(chǎn)品灰分隨之增高；加之振動弧形篩脫泥脫水效果差，致使精煤產(chǎn)品質(zhì)量尤其是灰分達不到用戶的要求。為了能夠長期穩(wěn)定地向用戶提供優(yōu)質(zhì)、合格的精煤產(chǎn)品，必須采用國內(nèi)外先進的脫泥降灰技術(shù)，完善脫泥降灰系統(tǒng)，降低精煤產(chǎn)品灰分[1]。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

(1)振動弧形篩脫泥降灰效果差?？浊f選煤廠采用振動弧形篩對粗煤泥進行脫泥降灰，振動弧形篩入料灰分為23.16%，粗精煤泥灰分為22.43%，脫泥降灰效果差，粗精煤泥灰分高。振動弧形篩篩面為不銹鋼篩片，篩縫寬度在0.4～0.6 mm之間，開孔率約為15%，振幅在0.5～1 mm之間，振動頻率在16～24 Hz之間[2]。由于振動弧形篩篩面開孔率低，振幅小，振動頻率和振動強度均較低，在處理細粒物料時容易被堵塞，脫泥效果差。

(2)振動弧形篩脫水效果差。為了降低粗精煤泥灰分，新增了TBS干擾床分選機，之后粗精煤泥灰分有所下降，但TBS溢流濃度較低，加之振動弧形篩脫水效果差，篩上物經(jīng)煤泥離心機處理后產(chǎn)品水分過高。

由于振動弧形篩入料和出料的灰分、水分幾乎沒有變化，脫泥脫水效果明顯差，導(dǎo)致新增的TBS干擾床分選機不能投入運行。為了確保精煤產(chǎn)品灰分穩(wěn)定在合格的范圍內(nèi)(五級焦精煤灰分上限為7.50%)，只能通過下調(diào)重介系統(tǒng)的分選密度來降低重介精煤灰分，導(dǎo)致重介精煤損失在中煤中的量較大(<1.40 g/cm3密度級含量在20%以上)，嚴重影響選煤廠的經(jīng)濟效益。

此外，考慮到振動弧形篩運行時經(jīng)常出現(xiàn)斷梁、斷幫的故障，日常實際生產(chǎn)中的可靠性差，且發(fā)生故障后維修量大[3]，現(xiàn)場使用時使其停止振動，此時振動弧形篩變成固定弧形篩，脫泥脫水效果進一步惡化。

通過上述分析可知，無論采用振動弧形篩直接脫泥工藝，還是采用先經(jīng)TBS干擾床分選機分選再由振動弧形篩脫泥工藝，振動弧形篩脫泥脫水效果不理想始終是問題的癥結(jié)所在。為此，采用DZSN2831三質(zhì)體高頻脫泥篩對該廠脫泥降灰系統(tǒng)進行技術(shù)改造。

2 改造方案的確定與實施

2.1 粗煤泥脫泥脫水工藝比較

目前，常用的粗煤泥脫泥脫水工藝有五種，即分級旋流器工藝、振動弧形篩工藝、濃縮旋流器與振動弧形篩聯(lián)合工藝、三質(zhì)體高頻脫泥篩工藝、濃縮旋流器與三質(zhì)體高頻脫泥篩聯(lián)合工藝，其中三質(zhì)體高頻脫泥篩工藝及與其相關(guān)的聯(lián)合工藝，是隨著三質(zhì)體高頻脫泥篩的成功研制和應(yīng)用于近兩年興起的新工藝。不同的粗煤泥脫泥脫水工藝優(yōu)缺點對比結(jié)果如表1所示[4]。

表1 粗煤泥脫泥脫水工藝優(yōu)缺點對比

(1)分級旋流器工藝。此工藝初期設(shè)備投資少，系統(tǒng)簡單，能夠脫除產(chǎn)品中大量的水，但分級旋流器對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高，底流“夾細”嚴重，溢流存在“跑粗”現(xiàn)象，只能依靠后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)備完成脫泥工作[5]。

(2)振動弧形篩工藝。此工藝初期設(shè)備投資少，生產(chǎn)運行成本低，對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求低，但脫水脫泥效果受煤泥中細泥含量的影響大，振動弧形篩較寬時易出現(xiàn)斷梁、斷幫故障。振動弧形篩適用于細泥含量少的煤泥脫泥，當(dāng)其中細泥含量多時篩縫易被堵塞，脫水脫泥效果均變差[6]。一般振動弧形篩的篩縫為0.4～0.5 mm的長條縫，篩縫被堵塞的地方不能脫泥，而未堵塞的地方“跑粗”。

(3)濃縮旋流器與振動弧形篩聯(lián)合工藝。此工藝初期設(shè)備投資較少，對物料粒度和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求低，能夠脫除產(chǎn)品中一定量的水，但存在工藝系統(tǒng)復(fù)雜，脫泥效果不好，分級旋流器“跑粗”等缺點[7]。

(4)三質(zhì)體高頻脫泥篩工藝。此工藝對入料濃度、入料壓力、入料粒度、細粒物含量要求不嚴格，煤泥水可直接入篩，工藝適應(yīng)性強，分級精確，篩孔不易被堵塞，脫泥降灰效果好[8]，但初期設(shè)備投資高。

(5)濃縮旋流器與三質(zhì)體高頻脫泥篩聯(lián)合工藝。此工藝脫泥脫水效果好，對物料粒度組成要求不嚴格，生產(chǎn)運行成本低，但存在旋流器“跑粗”，脫泥系統(tǒng)復(fù)雜，初期設(shè)備投資較高的問題。

2.2 改造方案的確定

通過對目前的煤泥脫泥脫水工藝考查和分析，最初確定了如下兩種方案：

(1)方案1選用三質(zhì)體高頻脫泥篩替代振動弧形篩。撈坑底流由分級旋流器分級，旋流器底流進入三質(zhì)體高頻脫泥篩，篩上物由煤泥離心機進一步脫水；旋流器溢流與篩下水一起進入浮選系統(tǒng)浮選。

(2)方案2選用三質(zhì)體高頻脫泥篩替代分級旋流器和振動弧形篩。撈坑底流直接入三質(zhì)體高頻脫泥篩，篩上物由煤泥離心機進一步脫水，篩下水去浮選系統(tǒng)浮選。

為確定最佳改造方案，從工藝流程繁簡程度、系統(tǒng)可靠性、投資費用、運行成本等方面對兩種方案進行對比，兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比結(jié)果如表2所示。

表2 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比

從初期投資和運行成本考慮，以選用方案1為宜。在三質(zhì)體高頻脫泥篩替代振動弧形篩的條件下，粗精煤泥灰分可控制在11%以下，初期投資相對較低。

2.3 方案實施

在“充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)，積極發(fā)揮設(shè)備產(chǎn)能，提高工藝靈活性”的原則下，根據(jù)該選煤廠近幾年的實際生產(chǎn)狀況，結(jié)合國內(nèi)三質(zhì)體高頻脫泥篩的使用情況，將兩臺振動弧形篩更換為一臺三質(zhì)體高頻脫泥篩，并完善分級旋流器底流管道，實現(xiàn)分級旋流器底流與TBS溢流均可由三質(zhì)體高頻脫泥篩脫泥脫水。粗煤泥脫泥系統(tǒng)技術(shù)改造后，TBS干擾床分選機可以選擇性地投入使用，粗煤泥脫泥工藝調(diào)整為分級旋流器分級、TBS干擾床分選機分選(根據(jù)需要選擇使用或不使用)、三質(zhì)體高頻脫泥篩脫泥的聯(lián)合工藝。此次改造中選用的設(shè)備為DZSN2831三質(zhì)體高頻脫泥篩，該脫泥篩的主要技術(shù)參數(shù)如下：

電源電壓/V

220

功率/kW

3.6

振動頻率/Hz

50

振幅(可調(diào))/mm

0～3

處理量/(t·h-1)

20～25

篩孔尺寸/mm

0.15～0.5

外形尺寸/(mm×mm×mm)

3 317×3 482×2 240

設(shè)備質(zhì)量/kg

5 000

改造前后的粗煤泥脫泥脫水工藝流程分別如圖1、圖2所示[9]。

3 改造效果

為查看DZSN2831三質(zhì)體高頻脫泥篩的脫泥效果，對旋流器入料、旋流器底流、原振動弧形篩篩上物、TBS溢流、三質(zhì)體高頻脫泥篩篩上物分別取樣，并進行小篩分試驗，結(jié)果如表3—表7所示。

圖1 改造前的粗精煤泥脫泥脫水系統(tǒng)工藝流程

圖2 改造后的粗精煤泥脫泥脫水系統(tǒng)工藝流程

%

表4 振動弧形篩入料(旋流器底流)粒度組成

表5 原振動弧形篩篩上物粒度組成

表6 TBS溢流粒度組成

表7 三質(zhì)體高頻脫泥篩篩上物粒度組成

由表3—表7數(shù)據(jù)可知：采用原分級旋流器與振動弧形篩聯(lián)合工藝脫泥時，振動弧形篩入料灰分為24.09%，其中<0.125 mm高灰粒級產(chǎn)率為22.63%；經(jīng)脫泥后，篩上物灰分為22.43%，其中<0.125 mm高灰粒級產(chǎn)率為21.19%。振動弧形篩入料與篩上物的粒度組成、灰分相差不大，脫泥降灰效果不明顯。

技術(shù)改造后，三質(zhì)體高頻脫泥篩篩上物灰分為10.51%，其中<0.125 mm高灰粒級產(chǎn)率為9.60%；粗精煤泥中<0.125 mm高灰粒級產(chǎn)率下降11.59個百分點，灰分下降11.92個百分點；中煤中精煤含量下降18個百分點以上，綜合精煤產(chǎn)率提高3.79個百分點。

按照精煤與中煤產(chǎn)品差價320元/t計算[10]，考慮系統(tǒng)技術(shù)改造后的維修費和電費增加額度(每噸原煤0.03元)，技術(shù)改造后每噸原煤的洗選效益增加12.10元。

4 結(jié)語

通過采用三質(zhì)體高頻脫泥篩工藝替代振動弧形篩脫泥工藝，并對粗煤泥脫泥系統(tǒng)進行優(yōu)化，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和高效性，不但有利于提高精煤產(chǎn)品質(zhì)量，而且能大幅度地增加洗選效率，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

[1] 胡志東，蒲建國.孔莊選煤廠工藝系統(tǒng)改造實踐[J].潔凈煤技術(shù), 2012,18(1) .

[2] 盧志明，王萬明.DZSN2825煤泥脫泥專用篩在友誼精煤公司選煤廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2011(6).

[3] 劉升磊,陳建忠,沈麗娟,等.振動弧形篩橫梁斷裂分析及改進措施[J].煤礦機械,2010(5).

[4] 趙躍民, 劉炯天, 杜銘華.高效選煤新技術(shù)與新設(shè)備[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008

[5] 鄧曉陽.選煤廠機械設(shè)備安裝使用與維護[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004

[6] 顧慶豐，鮑玉新.振動弧形篩的應(yīng)用及技術(shù)革新[J].煤礦機械,2009(6).

[7] 戴少康.選煤工藝設(shè)計的思路與方法[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2003

[8] 盧志明，梁金鋼，段海鵬，等.DZSN2830三質(zhì)體高頻脫泥篩的研制[J].選煤技術(shù),2013(6)

[9] 董恒賢.水采礦井選煤廠煤泥水處理的探討與實踐[J]. 選煤技術(shù),2001(2).

[10] 康為民，任多祿. 改進粗煤泥回收工藝流程 提高精煤產(chǎn)率[J]. 煤炭加工與綜合利用,2005(3).

Technical modification on coarse slime desliming system in Kongzhuang coal preparation plant

HUANG Song1, LU Zhi-ming2,3, ZHAO Ming1,CAO Jun-yun1

(1. Coal preparation center of Chinacoal Shanghai Datun Energy Co., Ltd., Peixian, Jiangsu 221611, China;2. China Coal Technology and Engineering Group Tangshan Research Institute Co., Ltd., Tangshan, Hebei 063012, China; 3. Coal Preparation Engineering & Technology Research Center of Hebei Province, Tangshan, Hebei 063012, China)

To improve coarse clean coal slime with high ash and moisture caused by poor vibrating sieve bend in Kongzhang coal preparation plant, comparing coarse coal slime separation technology in form of technological process, system reliability, cost etc., modification plan is determined. The application shows that the ash of coarse clean coal slime is decreased by 11.92 percent, the percentage of clean coal carried in middlings is reduced by 18 percent, which gives rise to 3.79 percent increase in yield of clean coal and to obtaining remarkable profits.

coarse coal slime; desliming; dewatering effect

TD946.2

B

1001-3571(2015)04-0048-04

2015-01-30

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.013

黃 松(1968—)，男，安徽省桐城市人，高級工程師，從事選煤廠生產(chǎn)管理工作。

E-mail:huangsong@dtcec.com Tel：18652169986