選煤廠臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的應(yīng)用研究

李 真

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司官地選煤廠，山西 太原 030022）

西山煤電官地選煤廠屬于礦井式選煤廠，2003年正式投入生產(chǎn)，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)，礦井開采的深度不斷加大，煤炭的含水量也在不斷的增大。官地選煤廠采用OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)對(duì)精煤進(jìn)行脫水處理。

1 OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)概述

1.1 離心脫水機(jī)概述

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的主要部件是篩籃、支撐用碟簧、驅(qū)動(dòng)輪、激振器、激振電機(jī)等。振動(dòng)部件安裝在支撐構(gòu)件上，兩個(gè)部件之間利用隔振橡膠進(jìn)行隔離。在外部的雙向振動(dòng)電機(jī)中有偏心塊，可以通過(guò)偏心塊的調(diào)整來(lái)改變篩籃的振動(dòng)幅度。激振電機(jī)的主要作用是產(chǎn)生振動(dòng)，激振電機(jī)具有耗電少的特點(diǎn)。在機(jī)器使用過(guò)程中，在下料剛結(jié)束的時(shí)候，篩籃的振動(dòng)幅度會(huì)有微小的改變，在物料放置均勻之后，振動(dòng)幅度就會(huì)恢復(fù)正常。

篩籃的驅(qū)動(dòng)和潤(rùn)滑由全封閉的風(fēng)冷式三相電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。該型號(hào)的電機(jī)具有特殊的開機(jī)順序，可以通過(guò)特定的開機(jī)程序，來(lái)防止對(duì)驅(qū)動(dòng)軸造成破壞。機(jī)器的電機(jī)和控制面板是按照企業(yè)提供的資料進(jìn)行的個(gè)性化設(shè)計(jì)。其他部件，如主電機(jī)，防護(hù)罩等，全部安裝在基座之上，振動(dòng)部件與基座之間利用隔振橡膠進(jìn)行隔離，這樣可以有效地防止振動(dòng)傳遞。

為了防止機(jī)器內(nèi)部的濾液和煤泥水對(duì)機(jī)器造成腐蝕，在機(jī)器內(nèi)部設(shè)置有特殊的耐磨橡膠，為了防止磨損，在物料進(jìn)口處安裝了具有高錳鋼肋板的低碳鋼內(nèi)襯。

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的煤炭處理效率較高，粗煤的形狀尺寸在32mm之內(nèi)的，0.5～3mm的顆粒物不超過(guò)70%，每小時(shí)可以處理粗煤300t。

1.2 機(jī)器技術(shù)詳述

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的篩籃外部形狀是圓錐形，篩籃與主驅(qū)動(dòng)軸向連接，連接方式為圓錐形連接。在主軸的兩邊，安裝有兩個(gè)大的滾珠推力軸承，機(jī)器兩端的軸承都安裝在消除過(guò)應(yīng)力的振動(dòng)軸上，并且采取了密封措施，防止雜物進(jìn)入對(duì)軸承組造成破壞。為了有效地固定機(jī)器，防止振動(dòng)無(wú)方向的傳遞，在振動(dòng)部件的兩端安裝有緩沖橡膠彈簧，在振動(dòng)部件的下方安裝有立柱式的減震彈簧。

在振動(dòng)組件的兩側(cè)安裝有內(nèi)置式的同步反向振動(dòng)電機(jī)，這樣設(shè)計(jì)的目的是使振動(dòng)部件只產(chǎn)生軸向振動(dòng)，在振動(dòng)的電機(jī)輸出端，利用皮帶連接，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)達(dá)到同步運(yùn)動(dòng)的目的。

旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)組件包括篩籃和入料口，安裝在主機(jī)殼的末端。篩籃經(jīng)過(guò)主機(jī)門進(jìn)行安裝，入料口和主機(jī)門安裝在一起。封閉的主機(jī)外殼可以將精煤和煤泥水有效地進(jìn)行分離，脫出的水分經(jīng)過(guò)主機(jī)殼壁的開口流出，脫水之后的精煤經(jīng)由篩籃末端的開口排出。整個(gè)離心機(jī)的外部組件、旋轉(zhuǎn)振動(dòng)組件、離心機(jī)外殼等均安裝在槽型鋼架上，鋼架周圍安裝有隔振橡膠，離心機(jī)產(chǎn)生的所有振動(dòng)均和支撐基座隔離，不會(huì)由于振動(dòng)對(duì)支撐基座造成損害。

要脫水的物料經(jīng)由入料口進(jìn)入篩籃的小口端，在物料從小口端向大口端移動(dòng)的過(guò)程中，在離心力的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭的脫水，脫除的水分經(jīng)由篩籃的縫隙流入主機(jī)殼的液體料口排放。煤炭的軸向運(yùn)動(dòng)是通過(guò)篩籃的軸向振動(dòng)配合完成的。

2 數(shù)據(jù)檢測(cè)和脫水工藝指標(biāo)

在OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)正式投入生產(chǎn)之后，在離心脫水機(jī)正常工作時(shí)，選取4d對(duì)機(jī)器的脫水效果進(jìn)行檢測(cè)。每天在中午和下午各取一份樣本進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的脫水工藝指標(biāo)以及入料的粒度進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如表1，表2所示。

表1 脫水工藝指標(biāo)

2.1 入料量的測(cè)定

在OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的物料進(jìn)口處對(duì)入料量進(jìn)行測(cè)定，利用容積法和稱重法進(jìn)行測(cè)量，入料量的測(cè)定公式為：

式中：

Q-入料量，t/h；

λ-進(jìn)入篩籃物料的密度，實(shí)測(cè)得λ=0.9t/m3；

B-物料的寬度，m；

H-物料的厚度，m；

V-物料的流速，m/s。

計(jì)算得平均入料量為245t/h，符合機(jī)器的使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 水分檢驗(yàn)公式

采用《煤炭全水分測(cè)定方法》的規(guī)定對(duì)煤炭水分進(jìn)行檢測(cè)，全水分的計(jì)算公式為：

Mf-煤炭樣本外水分含量，%；

Minh-煤炭樣本內(nèi)水分含量，%。

表2 入料粒度分析

3 設(shè)備運(yùn)行情況

3.1 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)正式投入生產(chǎn)之后，平均每月工作27d，每天工作19.5h。在生產(chǎn)任務(wù)重時(shí)，機(jī)器多次連續(xù)工作1個(gè)月。

3.2 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)部件運(yùn)行可靠。齒輪箱在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，齒輪承受載荷較低，齒輪正常工作時(shí)長(zhǎng)大大增加。齒輪箱采用特殊的降噪音技術(shù)，可以有效防止齒輪嚙合產(chǎn)生的噪音。在生產(chǎn)過(guò)程中，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，沒(méi)有發(fā)生任何機(jī)器故障。篩籃裝置除了由于正常磨損需要更換部分零部件之外，篩籃裝置運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)主要用于精煤的脫水工作，設(shè)備每小時(shí)處理煤炭245t，脫水之后產(chǎn)品水分16%，灰分含量從18%降到13%。OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)的使用為公司帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）節(jié)能效益。OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)正常工作時(shí)，每小時(shí)處理煤炭245t，耗能50kW，平均每處理一噸煤所消耗的電能為0.2kW，設(shè)備更新之前，每噸煤的平均耗能為0.55kW，結(jié)合工作時(shí)間和工業(yè)用電的平均價(jià)格，OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)每年為企業(yè)節(jié)約資金40余萬(wàn)元。

（2）節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)用。OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)設(shè)備性能穩(wěn)定，主要的投入為篩籃更換產(chǎn)生的費(fèi)用。篩籃的使用期限為4個(gè)月，一次更換篩籃的成本為3萬(wàn)元，相比于之前使用的刮刀式脫水離心機(jī)，設(shè)備維修費(fèi)用每年減少12萬(wàn)元。結(jié)合維修過(guò)程消耗的人力、物力等其他費(fèi)用，采用OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)每年可以為企業(yè)減少維修成本30萬(wàn)元。

（3）降灰效益。采用OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理之后的煤炭灰含量減少4.6%，含灰量減少的煤炭市場(chǎng)價(jià)每噸可以提高5角，結(jié)合官地選煤廠的生產(chǎn)規(guī)模，每年可以為企業(yè)帶來(lái)80余萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 社會(huì)效益

大型臥式振動(dòng)離心機(jī)脫水效率高，煤炭處理量大，平均能耗低，是煤炭脫水的主流裝備。大型臥式振動(dòng)離心機(jī)的使用大大提高了選煤廠的出煤效率，一定程度上緩解了用煤緊張的狀況，對(duì)保障煤炭使用單位的正常用煤起著重要作用。

5 結(jié)語(yǔ)

OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)具有煤炭處理效率高、脫水效果好、設(shè)備工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。官地選煤廠引進(jìn)OPTIMAXX130臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)之后，為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。