新型TCS智能粗煤泥分選機(jī)在選煤廠的應(yīng)用

王建南

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

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·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

新型TCS智能粗煤泥分選機(jī)在選煤廠的應(yīng)用

王建南

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

介紹了新型智能粗煤泥分選機(jī)(簡稱TCS)、傳統(tǒng)干擾床分選機(jī)(簡稱TBS)的分選原理、技術(shù)特征和使用情況，結(jié)合TCS在粗煤泥分選領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，闡述了TCS和TBS的區(qū)別和聯(lián)系，通過優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，說明TCS具有分選密度調(diào)整范圍寬、自動(dòng)化程度高、密度調(diào)節(jié)和尾礦排放持續(xù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

智能粗煤泥分選機(jī)(TCS)；干擾床分選機(jī)(TBS)；分選效果；分選范圍；尾礦排料

近年來，隨著煤炭市場(chǎng)持續(xù)低迷，通過技術(shù)改造提高經(jīng)濟(jì)效益成為越來越多煤炭企業(yè)的選擇，而粗煤泥分選作為選煤工藝發(fā)展的一個(gè)重要部分，粗煤泥分選設(shè)備以其經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的特點(diǎn)推動(dòng)了選煤工藝的發(fā)展，粗煤泥分選機(jī)越來越多地應(yīng)用在選煤廠技術(shù)改造中。本文對(duì)常見的粗煤泥分選設(shè)備TBS和新型智能分選機(jī)TCS進(jìn)行介紹和對(duì)比，重點(diǎn)結(jié)合新型智能粗煤泥分選機(jī)TCS在斜溝煤礦選煤廠工業(yè)試驗(yàn)及改造后使用情況，對(duì)新型智能粗煤泥分選機(jī)TCS的構(gòu)造、分選原理、使用情況、存在的問題提出一些見解。

1 TBS分選機(jī)工作原理

TBS(Teeter bed separator)即干擾床分選機(jī)，主要用于粗煤泥分選，分選范圍0.15～3 mm，分選密度小于1.5 g/cm3，產(chǎn)品灰分可達(dá)10%以下。其主要構(gòu)成包括給料井、槽體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、錐形閥門組件、布水板和控制系統(tǒng)。入料井的主要功能是使入料均勻分布在TBS槽體中部，通常采用氧化鋁陶瓷作為內(nèi)襯防止磨損[1].執(zhí)行機(jī)構(gòu)為線性運(yùn)動(dòng)彈簧復(fù)位的是電液動(dòng)執(zhí)行器，接收來自控制器或控制系統(tǒng)的電流信號(hào)，電液推桿帶動(dòng)排料閥門的開閉；傳感器主要用來探測(cè)分選床層密度，錐形閥門組件-排料閥及閥座位于TBS槽體底部的閥座內(nèi)，密度超出設(shè)定值時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)排料閥推桿下行排出粗重的物料；布水板的作用是使上升水流均勻地分布于整個(gè)槽體底部，上面分布孔徑為5 mm的孔，每個(gè)孔均裝有可更換的耐磨塞。

TBS分選機(jī)主要分選原理：水按照一定的壓力和流速進(jìn)入分選機(jī)底部的壓力室，通過紊流板均勻分布在分選機(jī)底部，形成上升水流，礦漿由分選機(jī)上方中間入料井給入分選機(jī)，下降的物料和上升的水流相遇產(chǎn)生干擾床層，礦漿中的顆粒因密度、粒度的不同，在分選機(jī)中做干擾沉降運(yùn)動(dòng)，干擾沉降速度的差異為分選提供了條件，在動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)中，入料中密度低于干擾床層平均密度的顆粒將隨著上升流運(yùn)動(dòng)，通過溢流排出設(shè)備[2]；入料中密度大于干擾床層密度的顆粒將克服上升流的作用、穿透床層向下運(yùn)動(dòng)成為沉淀物，最終通過底部排料口排出。排料系統(tǒng)根據(jù)起分選作用的床層內(nèi)的密度傳感器發(fā)出的信號(hào)控制，主要依靠控制梭閥的開度控制沉淀物排放量(見圖1)，達(dá)到控制分選床層密度的目的。

TBS分選機(jī)在低密度分選上使用效果良好，但是尾礦灰分低(尾礦灰分30%～50%)、波動(dòng)大，而且經(jīng)常出現(xiàn)尾礦排放口磨損快、排放口易堵塞、尾礦排放過程中分選密度波動(dòng)大等問題，主要原因是排料機(jī)構(gòu)中梭閥排料過程不連續(xù)，高密度排矸情況下梭閥開度小，歸根結(jié)底是排料結(jié)構(gòu)特性決定的。

2 TCS分選機(jī)工作原理

新型智能TCS(Telligent Coarse Seperator)粗煤泥分選機(jī)是天津美滕公司在TBS基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新研制出來的一種新型的智能粗煤泥分選設(shè)備，主要由驅(qū)動(dòng)裝置、智能干擾裝置、行走平臺(tái)、分選筒體、入料桶、密度計(jì)、頂水噴嘴、底流箱等組成(主要構(gòu)造見圖2).

圖1 TBS和TCS分選機(jī)排料機(jī)構(gòu)工作原理示意圖

圖2 TCS分選機(jī)的構(gòu)造圖

該分選機(jī)可以對(duì)3～0.3 mm的煤泥實(shí)現(xiàn)高效分選，克服了傳統(tǒng)TBS分選機(jī)不適宜高密度排矸的弊端，適合于現(xiàn)有選煤工藝要求的寬級(jí)別粗煤泥分選設(shè)備。TCS智能粗煤泥分選機(jī)依靠上升水流與智能干擾器共同作用，根據(jù)物料粒度的不同或密度的不同把物料分為兩部分。它和TBS一樣通過使上升水流和物料流互相干擾，從而在槽體內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的“干擾床層”。當(dāng)入料顆粒以一定的速度沉降，水流通過槽體以一定的速度上升，顆粒沉降速度與上升水流速度相等的那些顆粒就會(huì)懸浮在槽體中，形成干擾床層，并在干擾床內(nèi)產(chǎn)生自生介質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生“干擾沉降”的情況。和TBS一樣，入料中密度大于干擾床層密度的顆粒將克服上升流的作用、穿透床層向下運(yùn)動(dòng)成為沉淀物，但是排料過程中，最終在尾礦泵的作用下通過底部排料口排出。排料系統(tǒng)根據(jù)起分選作用的床層內(nèi)的密度傳感器發(fā)出的信號(hào)控制，主要依靠控制尾礦泵頻率和定壓補(bǔ)水閥門開度控制沉淀物排放量，達(dá)到控制分選床層密度的目的。

3 TCS分選機(jī)和TBS分選機(jī)的區(qū)別

TCS分選機(jī)和TBS分選機(jī)的區(qū)別是具有獨(dú)特的尾礦排料機(jī)構(gòu)(見圖3)和智能干擾器，TCS尾礦排料機(jī)構(gòu)經(jīng)過定壓水箱的補(bǔ)水管與粗煤泥分選機(jī)底流箱的一端相連，另一端與排料泵入口相連，經(jīng)排料泵出口排出尾礦，尾礦排料機(jī)構(gòu)的定壓水箱通過溢流管排料保證水箱壓力穩(wěn)定，底流箱通過調(diào)節(jié)手輪調(diào)整底流與箱體入口管的距離，排料泵設(shè)置變頻器，快速調(diào)節(jié)流量及揚(yáng)程。通過泵實(shí)現(xiàn)了尾礦的均勻穩(wěn)定排放，避免了間歇排料導(dǎo)致的分選床層密度不穩(wěn)定和梭閥排料時(shí)尾礦排放口易堵塞的弊端，從而實(shí)現(xiàn)了低密度分選及高密度排矸的功能。而智能干擾器通過類似耙架一樣的結(jié)構(gòu)，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不僅能輔助沉淀物向排料口移動(dòng)，還能產(chǎn)生輔助的干擾作用，強(qiáng)化干擾床層的分選效果，從而提高分效率。

圖3 TCS分選機(jī)獨(dú)特的尾礦排料裝置結(jié)構(gòu)模型圖

4 工程實(shí)例

斜溝煤礦選煤廠首次采用天津美滕公司TCS分選機(jī)對(duì)煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造(改造前后工藝見圖4，圖5)，針對(duì)1.5～0.2 mm粗煤泥(分級(jí)旋流器底流)進(jìn)入TCS分選機(jī)分選，TCS精煤采用濃縮旋流器+弧形篩+煤泥離心機(jī)聯(lián)合脫水回收后摻入洗混煤；TCS尾礦采用弧形篩+高頻篩脫水后進(jìn)入矸石皮帶外排。TCS分選系統(tǒng)改造完成后，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，分選精度高，尾礦平均灰分63%以上，1.5～0.2 mm級(jí)粗煤泥全部進(jìn)入TCS系統(tǒng)分選后，排矸量約占入料的30%[3]，從而將洗混煤產(chǎn)品定位由20.9 MJ/kg提升到22.1 MJ/kg，進(jìn)一步開拓優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤市場(chǎng)，同時(shí)可根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)變化，系統(tǒng)具有生產(chǎn)20.9 MJ/kg和22.9 MJ/kg的洗混煤產(chǎn)品的能力。改造完成后，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)驗(yàn)證，該型TCS智能粗煤泥分選機(jī)具有底流排放穩(wěn)定可調(diào)、分選密度穩(wěn)定、分選精度高、尾礦灰分可以保證在65%以上，自動(dòng)化程度高等優(yōu)良性能。

分選機(jī)入料灰分30%～33%，精礦灰分18%～20%，尾礦灰分65%以上，TCS精礦尾礦產(chǎn)品化驗(yàn)結(jié)果見表1，達(dá)到了尾礦排放到矸石山，精礦摻入洗混煤提高洗混煤發(fā)熱量的目的，改造后洗混煤產(chǎn)品發(fā)熱量由20.9 MJ/kg提高至22.1 MJ/kg，企業(yè)每年增加利潤7 000萬元以上(利潤受煤炭產(chǎn)品市場(chǎng)因素影響有波動(dòng))。在斜溝煤礦選煤廠工藝系統(tǒng)中，TCS分選機(jī)的應(yīng)用不但彌補(bǔ)了原有選煤工藝的缺陷，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且推動(dòng)了國內(nèi)干擾床分選機(jī)的發(fā)展，是干擾床分選機(jī)發(fā)展歷史的一次突破。

圖4 原有粗煤泥脫水工藝流程圖

圖5 改造后粗煤泥分選工藝流程圖

采樣時(shí)間TCS精礦產(chǎn)品Aad/%Mt/%采樣時(shí)間TCS尾礦產(chǎn)品Aad/%Mt/%21：5013 2211 920：5066 0311 422：5015 9311 522：5067 2510 20：5018 0210 90：5068 0714 02：5017 0610 82：5067 8813 54：5017 0113 84：5062 6411 96：5014 1811 96：5060 0913 68：5017 7311 98：5067 7211 710：5014 9111 010：5068 1710 412：5015 438 914：5016 2312 3平均15 9711 5平均65 9812 1

備注：TCS一期全開配洗精煤，采樣時(shí)間：2016年1月2日

5 結(jié) 論

TCS分選機(jī)和TBS分選機(jī)、RC分選機(jī)有著相同的分選原理和相似的構(gòu)造，但是TCS分選機(jī)以其獨(dú)特的排料裝置和干擾裝置實(shí)現(xiàn)了分選效果的提高和分選范圍的擴(kuò)大，克服了TBS和RC分選機(jī)在尾礦排量少時(shí)梭閥易堵塞、尾礦排料不連續(xù)的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了尾礦持續(xù)、穩(wěn)定排料，提高了設(shè)備可靠性和分選穩(wěn)定性，具有推廣價(jià)值。

[1] 高 豐.粗煤泥分選方法探討[J].選煤技術(shù)，2006(3)：40-41.

[2] 衛(wèi)中寬.干擾床分選機(jī)(TBS)在張雙樓選煤廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用，2008(1)：11-12.

[3] 黃健華.斜溝煤礦選煤廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化探析[J].山西焦煤科技，2016(2)：4-5.

Application of New Type TCS Telligent Coarse Separator in Coal Preparation Plant

WANG Jiannan

Introduces the principle, technical characteristics and application of the new telligent coarse separator(TCS), traditional teeter bed separator (TBS), and the application of TCS in coarse separation, the difference and connection between TCS and TBS are expounded. By comparing the advantages and disadvantages, it is concluded that TCS has the advantages of wide range in density adjustment, high degree of automatization in operation, density regulation and stable tailings discharge.

Telligent coarse separator(TCS); Teeter bed separator(TBS); Separation effect; Tailings discharging

2016-06-09

王建南(1985—)，男，河南上蔡人，2010年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，工程師，主要從事選煤技術(shù)管理工作(E-mail)316484679@qq.com

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