補(bǔ)連塔選煤廠洗水閉路循環(huán)優(yōu)化與實(shí)踐

王佳力，董 良

(神東煤炭集團(tuán)洗選中心補(bǔ)連塔選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

0 引言

補(bǔ)連塔選煤廠是一座特大型現(xiàn)代化礦井型選煤廠，于1997年10月18建成投產(chǎn)100～25 mm單段跳汰洗選系統(tǒng)，設(shè)計(jì)規(guī)模為4.0 Mt/a。2005年6月，100～25 mm塊煤重介洗選系統(tǒng)擴(kuò)建工程建成投產(chǎn)，主要入洗1-2煤，系統(tǒng)內(nèi)清掃用水主要利用沉淀水池澄清水，清掃污水流至廠區(qū)外沉淀水池進(jìn)行回收。2011年1-2煤清掃水系統(tǒng)改造，水源使用濃縮池循環(huán)水，清掃污水由廠內(nèi)濃縮池回收，基本實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。2013年1月建成2套塊煤洗選系統(tǒng)和2套末煤洗選系統(tǒng)，主要入洗2-2煤，并配套建成清掃水系統(tǒng)，水源為濃縮池循環(huán)水，清掃污水打回濃縮池回收利用。

補(bǔ)連塔選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)大體分為外煤區(qū)域、原煤倉(cāng)下、篩分車間、1-2煤主洗車間、2-2煤主洗車間、產(chǎn)品倉(cāng)、裝車車間，占地面積約8.5萬m2。該廠共有1-2煤和2-2煤2套單獨(dú)的水洗系統(tǒng)，其中1-2煤有2個(gè)濃縮池，一用一備，一個(gè)循環(huán)水池；2-2煤有2個(gè)濃縮池串聯(lián)使用，2個(gè)事故池做為生產(chǎn)事故使用，一個(gè)循環(huán)水池，2套水洗系統(tǒng)除用于系統(tǒng)正常生產(chǎn)外，還承擔(dān)全廠所有系統(tǒng)衛(wèi)生清掃用水及清掃水的回收凈化。

1 系統(tǒng)存在問題

自2011年以來，1-2煤水洗系統(tǒng)進(jìn)行了洗水閉路循環(huán)改造及2-2煤水洗系統(tǒng)改擴(kuò)建后，尚存在一些問題，無法達(dá)到全系統(tǒng)水平衡和洗水一級(jí)閉路循環(huán)，還常常造成環(huán)境污染事件。

1.1 循環(huán)水池工作不正常

循環(huán)水池漲肚：雖然1-2煤和2-2煤的水洗系統(tǒng)都是獨(dú)立的洗選系統(tǒng)，但在清掃水使用時(shí)，因廠房布置存在交叉，2套系統(tǒng)在用水和回收時(shí)存在不平衡，導(dǎo)致某一系統(tǒng)循環(huán)水增加，而另一系統(tǒng)循環(huán)水減少的問題。水循環(huán)量增大后出現(xiàn)循環(huán)水池漲肚現(xiàn)象。

2-2煤循環(huán)水池容量不足：2-2煤循環(huán)水池?zé)o法滿足正常生產(chǎn)和清掃用水需求。因設(shè)計(jì)之初2-2煤循環(huán)水池主要供洗選生產(chǎn)用水，其容量為144 m3，但后期清掃用水也由此提供，導(dǎo)致供水量出現(xiàn)50 m3的缺口，這就要在生產(chǎn)時(shí)通過潛水泵將這部分水補(bǔ)進(jìn)循環(huán)水池，而停車后，循環(huán)水池容量無法儲(chǔ)存補(bǔ)進(jìn)水，導(dǎo)致這部分水從循環(huán)水池溢流管外排出去，造成水耗增加和環(huán)境污染。

1.2 選煤廠水耗量增大

由于循環(huán)水池漲肚，洗水外排等，造成外排水及補(bǔ)水增加，根據(jù)2015年補(bǔ)水統(tǒng)計(jì)，平均每月補(bǔ)水量在28.4萬m3，噸煤耗水量達(dá)到2.5 m3/t。同時(shí)，外水進(jìn)入系統(tǒng)較多。清理濃縮池時(shí)使用清水，陰陽離子加藥水，泵的密封水等較多外水進(jìn)入系統(tǒng)。

2 洗水系統(tǒng)改造

2.1 掃地水回收

1-2煤系統(tǒng)掃地水回收：1-2煤系統(tǒng)掃地水由1-2煤循環(huán)水池供水，由清掃加壓泵進(jìn)行加壓，主要供1-2煤主洗車間、外煤區(qū)域、產(chǎn)品倉(cāng)上和裝車車間清掃衛(wèi)生用水。以上區(qū)域掃地水經(jīng)掃地泵回收后又打入1-2煤主洗車間一樓，再由遠(yuǎn)方泵打入矸石脫介篩篩上，進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)，回收利用。系統(tǒng)停車后，將掃地泵切換至煤泥弧形篩和煤泥離心機(jī)，經(jīng)脫水后，煤泥進(jìn)入上倉(cāng)膠帶機(jī)，水回至濃縮池回收利用，如圖1。由于1-2煤主洗一樓掃地水池蓄水量較小，水池大小為4 m3，每天停車檢修后，掃地水無法打循環(huán)回收，水池滿后，容易溢流到廠房外，造成水源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為此，在主洗一樓另安排一臺(tái)掃地泵引致2-2煤主洗一樓，當(dāng)1-2煤一樓掃地水池水滿無法回收時(shí)，可以將水打到2-2煤一樓進(jìn)行回收，如圖1所示。

圖1 1-2煤主洗系統(tǒng)清掃水回收系統(tǒng)圖

2-2煤系統(tǒng)掃地水回收：2-2煤系統(tǒng)掃地水由2-2煤循環(huán)水池供水，由清掃加壓泵進(jìn)行加壓，主要供2-2煤主洗車間、原煤倉(cāng)下和篩分車間清掃衛(wèi)生用水。以上區(qū)域掃地水經(jīng)掃地泵回收后又打入2-2煤主洗車間一樓，再由一樓掃地泵打入矸石脫介篩篩上，進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)，回收利用。當(dāng)系統(tǒng)停車后，可以將掃地泵切換至弧形篩和煤泥離心機(jī)，回收一樓水時(shí)，將煤泥離心機(jī)開啟，其中粗煤泥經(jīng)脫水進(jìn)入下方設(shè)備，而水經(jīng)離心液管回到濃縮池，從而回收一樓掃地水，如圖2所示。

圖2 2-2煤主洗系統(tǒng)清掃水回收系統(tǒng)圖

2.2 水平衡調(diào)整

1-2煤系統(tǒng)循環(huán)水池水平衡調(diào)整：將產(chǎn)品倉(cāng)上、產(chǎn)品倉(cāng)下、外來煤3套系統(tǒng)清掃用水全部改為使用1-2煤循環(huán)水，為保證1-2煤系統(tǒng)生產(chǎn)清掃用水，系統(tǒng)每日水循環(huán)量大大增加，而受循環(huán)水池容量限制，在停車后循環(huán)水池易出現(xiàn)漲肚現(xiàn)象甚至出現(xiàn)冒池現(xiàn)象。為避免水資源浪費(fèi)，以及出于環(huán)境保護(hù)考慮，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)研究后，在1-2煤循環(huán)水池溢流口下方1.5 m處開孔安裝一趟直徑DN273的管道至2-2煤1#事故池，通過2-2煤1#事故池的614A潛水泵將水打至2-2煤的1#濃縮池，最終進(jìn)入2-2煤循環(huán)水池。有效避免了1-2煤洗水外排和環(huán)境污染，充分合理的利用了1-2煤的洗水，如圖3所示。若濃縮機(jī)耙架出現(xiàn)問題，就必須排空濃縮池并清理積沉煤泥，而外接復(fù)用水不方便且會(huì)造成外水進(jìn)入系統(tǒng)出現(xiàn)漲肚情況，因此在濃縮池巡檢平臺(tái)上加裝一趟從清掃加壓泵引過來的DN80管道，同時(shí)管道上安裝4個(gè)DN65的消防閥門。既方便安裝消防水袋沖洗濃縮池，又防止外水進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)還能對(duì)檢查后的濃縮池快速注水以便投入使用。

圖3 1-2煤與2-2煤系統(tǒng)聯(lián)通圖

2-2煤系統(tǒng)循環(huán)水池水平衡調(diào)整：2-2煤塊末全入洗系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初，由于循環(huán)水池容量較小，導(dǎo)致每次起車時(shí)，循環(huán)水無法滿足系統(tǒng)用水要求，因此在起車后，還需對(duì)循環(huán)水池進(jìn)行補(bǔ)水，而在停車后，補(bǔ)進(jìn)去的水又導(dǎo)致循環(huán)水池冒水，為此在2個(gè)濃縮池位置偏低的2#濃縮池的溢流槽處安裝溢流管進(jìn)2#事故池，當(dāng)2-2煤循環(huán)水池出現(xiàn)漲肚情況時(shí)，循環(huán)水會(huì)由濃縮池溢流堰流出系統(tǒng)外，為防止洗水外排，特將多余的循環(huán)水通過管路引至事故池，將2#事故池當(dāng)做備用水池。將1#、2#事故池潛水泵管道改造，分別能進(jìn)入1#、2#濃縮池和事故池。即1#潛水泵既能將事故池積水打至1#濃縮池也能打至2#濃縮池和2#事故池，同理2#潛水泵也能打至1#和2#濃縮池以及1#事故池，實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)水池快速補(bǔ)水，見圖4。若對(duì)濃縮機(jī)耙架進(jìn)行檢查或耙架出現(xiàn)問題時(shí)，就須排空濃縮池并清理積沉煤泥，外接復(fù)用水不方便且會(huì)造成系統(tǒng)漲肚，因此在濃縮池巡檢平臺(tái)上加裝一趟從清掃加壓泵引過來的DN80管道，同時(shí)管道上安裝4個(gè)DN65的消防閥門。既方便安裝消防水袋沖洗濃縮池，又防止外水進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)還能對(duì)檢查后的濃縮池快速注水以便投入使用。

圖4 2-2煤五池聯(lián)通圖

1-2煤系統(tǒng)與2-2煤系統(tǒng)循環(huán)水池水平衡調(diào)整：為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)水系統(tǒng)量化均衡，那么不僅能讓1-2煤系統(tǒng)多余的洗水進(jìn)入2-2煤系統(tǒng)，也得讓2-2煤的洗水能夠進(jìn)入1-2煤系統(tǒng)。因此在2-2煤循環(huán)水池616A清掃加壓泵出料管道上加裝一趟DN80的管道至1-2煤循環(huán)水池，通過2個(gè)手動(dòng)閥門來控制調(diào)節(jié)水量大小，以便合理平衡1-2煤和2-2煤系統(tǒng)的循環(huán)水池水位，如圖5所示。

圖5 全系統(tǒng)八池聯(lián)通圖

2.3 加藥用水調(diào)整

根據(jù)選煤廠使用的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的藥性特點(diǎn)，將聚合氯化鋁的制藥水由清水改為循環(huán)水，當(dāng)循環(huán)水發(fā)黑時(shí)也可切換為清水，減少清水使用量。

2.4 1-2煤系統(tǒng)的煤泥水分流處理

1-2煤塊煤水洗系統(tǒng)內(nèi)的煤泥由2臺(tái)加壓過濾機(jī)處理，單臺(tái)壓濾機(jī)過濾面積為60 m2。一方面處理量較小，另一方面加壓過濾機(jī)的適應(yīng)性差，遇到礦井過構(gòu)造、煤質(zhì)出現(xiàn)泥化現(xiàn)象時(shí)，煤泥水中細(xì)粒含量增多，加壓過濾機(jī)無法有效處理濃縮池煤泥，造成濃縮池煤泥堆積，影響耙架安全運(yùn)行。

2-2煤水洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就有3臺(tái)加壓過濾機(jī)和3臺(tái)板框壓濾機(jī)，由于該廠煤泥量較少，因此這6臺(tái)設(shè)備有部分閑置，沒有得到充分利用?；谶@種現(xiàn)狀和條件，通過實(shí)際測(cè)繪安裝了一趟從1-2煤底流泵至2-2煤加壓/板框入料桶的耐磨管道，使1-2煤的煤泥水分流至2-2煤的加壓過濾機(jī)/板框壓濾機(jī)處理，徹底解決了1-2煤濃縮池煤泥積聚扭矩上漲的情況。

3 結(jié)語

經(jīng)過近一年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，選煤廠在改造之后效果明顯，實(shí)現(xiàn)了真正的洗水閉路循環(huán)，清水耗水量降為0.045 m3/t，節(jié)約了水資源，選煤廠再?zèng)]出現(xiàn)外排水等環(huán)保問題。下一步改造的目標(biāo)向自動(dòng)化方面考慮，設(shè)置在線檢測(cè)各循環(huán)水池液位，并通過自動(dòng)閥門和泵的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水及水平衡的自動(dòng)調(diào)整。