立式離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器的研制與應(yīng)用

秦宇臻

(冀中能源峰峰集團(tuán) 馬頭洗選廠，河北 邯鄲 056046)

馬頭洗選廠是冀中能源峰峰集團(tuán)的主力選煤廠，下設(shè)馬頭總廠、九龍生產(chǎn)部、孫莊生產(chǎn)部和山西分廠四個生產(chǎn)單元。其中馬頭總廠是我國“一五”期間由前蘇聯(lián)援建的156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一，1959年9月24日建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)工藝為“跳汰+濃縮浮選”，原煤入選能力為2.0 Mt/a的中央型選煤廠。歷年來經(jīng)多次技術(shù)改造，現(xiàn)生產(chǎn)工藝為“不脫泥三產(chǎn)品重介旋流器+直接浮選，尾煤濃縮、兩段回收”，原煤入選能力為4.0 Mt/a以上[1]。于2009年開始，先后完成對孫莊、九龍兩個生產(chǎn)部的全重介技術(shù)改造，一廠三部選煤工藝和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平，年入選原煤能力突破10 Mt，主要入選峰峰集團(tuán)所屬梧桐莊礦、羊東礦、新三礦、九龍礦等礦產(chǎn)原煤，主導(dǎo)產(chǎn)品為十級冶煉焦精煤和新產(chǎn)品肥精煤，主要供武漢鋼鐵、邯鄲鋼鐵、新興鑄管、安陽鋼鐵等。

立式螺旋卸料離心機(jī)在馬頭洗選廠主要用來回收煤泥水中>0.15 mm粒級的粗煤泥，入料濃度一般>50%，處理能力為15～45 t/h，產(chǎn)品外在水分為17%～21%[2]，離心機(jī)篩籃篩網(wǎng)間隙為0.25～0.35 mm。在使用過程中，離心機(jī)的螺旋卸料轉(zhuǎn)子由于被煤泥水長時間沖刷，會發(fā)生磨損，導(dǎo)致螺旋卸料轉(zhuǎn)子與篩籃的間隙增大，從而影響產(chǎn)品水分。如何能夠快速高效、安全方便的將離心機(jī)螺旋卸料轉(zhuǎn)子和篩籃的間隙調(diào)節(jié)至理想的位置，對于離心機(jī)脫水效果的好壞至關(guān)重要。

1 分析原因

1.1 立式螺旋卸料離心機(jī)結(jié)構(gòu)

立式螺旋卸料離心機(jī)主要由篩籃、螺旋卸料刮刀、差速器、鐘形罩、出口保護(hù)環(huán)、布料錐、機(jī)座、上蓋、入料口、出口圓錐體、電機(jī)座和電動機(jī)等部分組成(圖1)。其中，篩籃位于螺旋卸料轉(zhuǎn)子外側(cè)，用于分離煤泥中的水分和煤粒；螺旋卸料刮刀固定在差速器上，與篩籃之間保持合適的間隙，用來清理篩籃上的積煤，確保篩籃的透水率；差速器使篩籃和螺旋卸料刮刀保持同向旋轉(zhuǎn)，并存有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速差，使螺旋卸料刮刀能夠及時有效地去除篩籃上多余的積煤，從而避免因篩籃上積煤過多，影響產(chǎn)品水分[3]。

1—出口圓錐體；2—機(jī)座；3—差速器；4—出口保護(hù)環(huán)；5—鐘形罩；6—篩籃；7—螺旋卸料刮刀；8—上蓋；9—布料錐；10—入料口；11—電動機(jī)；12—電機(jī)座

1.2 立式螺旋卸料離心機(jī)工作原理

立式螺旋卸料離心機(jī)是利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，實(shí)現(xiàn)固液分離的一種脫水設(shè)備。電機(jī)通過三角皮帶帶動差速器進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，差速器上裝有兩對齒數(shù)相差為1的斜齒圓柱齒輪，它們分別與裝在外軸上和裝在心軸上的齒輪相嚙合，從而使篩籃和螺旋卸料刮刀保持同向旋轉(zhuǎn)，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速差。煤泥通過入料口，經(jīng)布料錐進(jìn)入篩籃與螺旋卸料刮刀之間的空間。在離心力的作用下，水和小的煤泥顆粒透過物料層，穿過篩網(wǎng)，沿上蓋流入機(jī)座上部的集水槽內(nèi)，然后通過設(shè)在機(jī)座兩側(cè)的排液管排出機(jī)外；煤粒保持在篩籃內(nèi)側(cè)，螺旋卸料刮刀與篩籃之間有一定的轉(zhuǎn)速差，使螺旋卸料刮刀將煤粒從篩網(wǎng)上刮下，并將其推送至篩籃底部，從而把脫水后的煤泥卸到機(jī)器下方的收料漏斗里，這一脫水過程連續(xù)不斷地進(jìn)行[4]。

1.3 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題

在實(shí)際生產(chǎn)中，離心機(jī)經(jīng)過長時間使用，煤泥會對離心機(jī)內(nèi)的螺旋卸料刮刀產(chǎn)生較大的磨損，隨著螺旋葉片的磨損，葉片邊緣與篩面之間的間隙逐漸變大，不能滿足1.5±0.5 mm的正常使用間隙，煤泥粘附在篩籃上，不能及時被刮掉，導(dǎo)致離心機(jī)篩籃的脫水效果下降，產(chǎn)品水分偏大，同時加重了離心機(jī)篩籃的磨損程度，縮短了離心機(jī)篩籃的使用壽命[5]。

此外，煤質(zhì)與入料粒度組成的不同，離心機(jī)的處理能力也有很大不同。一般來說，隨著入料中細(xì)顆粒含量增加，如果不能及時調(diào)整篩籃與螺旋卸料刮刀之間的工作間隙，則會影響離心機(jī)的脫水效果，導(dǎo)致離心機(jī)處理能力降低，產(chǎn)品水分增大[6]。

1.4 實(shí)際操作中的問題

在實(shí)際操作中，調(diào)節(jié)離心機(jī)篩籃與螺旋卸料刮刀之間的間隙需要將離心機(jī)入料溜槽、上蓋、布料錐、出口保護(hù)環(huán)、篩籃和螺旋卸料刮刀卸下，在螺旋卸料刮刀下面放入一組調(diào)整墊片，每一墊片厚度為1 mm，可使螺旋葉片與篩面之間的間隙減少0.34 mm，在螺旋卸料刮刀下面放入適當(dāng)?shù)恼{(diào)整墊片，使螺旋卸料刮刀上升至合適的高度，保持1.5±0.5 mm的正常使用間隙，調(diào)節(jié)完畢后，再將拆卸下來的部件依次裝上，才能完成篩籃與螺旋卸料刮刀之間間隙的調(diào)節(jié)工作。然后測量篩籃與螺旋卸料刮刀的間隙，若間歇調(diào)整的不合適，則需將上述工序再重新進(jìn)行一遍，十分繁瑣。每次調(diào)節(jié)離心機(jī)篩籃和螺旋卸料刮刀之間的間隙時，大約需要6個人，耗時6 h才能完成篩籃間隙的調(diào)節(jié)工作。這種調(diào)節(jié)方式勞動強(qiáng)度大，操作過程繁瑣，極易發(fā)生返工情況，費(fèi)時費(fèi)力，并且危險(xiǎn)系數(shù)高，不利于現(xiàn)場施工管理。

2 改造措施

(1)篩籃間隙調(diào)節(jié)器的制作。離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)依據(jù)差速器上端蓋螺孔尺寸和深度，將φ32的圓鋼截成205 mm，并在兩端車出M27×3螺紋，長度均為55 mm，在2個絲扣固定端靠近其中一個絲扣固定端預(yù)留φ32、長度為5 mm的軸肩，其余為φ27[7]，在另一絲扣固定端的外端車出六方把手，方便使用扳手進(jìn)行操作調(diào)節(jié)螺旋卸料刮刀和篩籃之間的間隙[8]。離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器非標(biāo)件設(shè)計(jì)制作圖及實(shí)物圖見圖2。

(2)篩籃間隙調(diào)節(jié)器的使用。使用篩籃間隙調(diào)節(jié)器前，需先將篩籃調(diào)節(jié)器安裝到差速器上，之后再將螺旋卸料刮刀穿過篩籃調(diào)節(jié)器固定在離心機(jī)差速器上。當(dāng)離心機(jī)因螺旋卸料刮刀磨損而造成產(chǎn)品水分偏大時，便需要調(diào)節(jié)離心機(jī)篩籃和螺旋卸料刮刀之間的間隙，只需拆下離心機(jī)上蓋，露出篩籃調(diào)節(jié)器一端的六方，用扳子卡住六方轉(zhuǎn)動，根據(jù)作用力與反作用力原理[9]，便可上下調(diào)節(jié)篩籃間隙調(diào)節(jié)器的高度，帶動調(diào)節(jié)螺旋卸料刮刀的高度，從而調(diào)節(jié)螺旋卸料刮刀與篩籃之間的間隙，使其達(dá)到正常使用間隙。

圖2 離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器

3 改造效果

通過使用篩籃間隙調(diào)節(jié)器，不再需要進(jìn)行繁瑣的工序，并且可以一邊測量篩籃與螺旋卸料刮刀的間隙，一邊調(diào)節(jié)螺旋卸料刮刀的高度，靈活方便，省時高效，隨時調(diào)整，直至篩籃與螺旋卸料刮刀間距離達(dá)到最佳間隙，使其達(dá)到理想脫水效果。每次調(diào)節(jié)一般需要4個間隙調(diào)節(jié)器一起旋轉(zhuǎn)相同的轉(zhuǎn)數(shù)，使得螺旋卸料刮刀水平升降，直至使螺旋卸料刮刀在轉(zhuǎn)動中達(dá)到平衡[10]。

在采用離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)篩籃間隙時，每次調(diào)節(jié)工作僅需要2個人，耗時1 h，便可完成對離心機(jī)篩籃間隙的調(diào)節(jié)工作，方便操作，效果顯著，安全實(shí)用。使用離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器，可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，方便及時地對篩籃和螺旋卸料刮刀之間的間隙進(jìn)行調(diào)整。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(表1)表明，改造后離心機(jī)產(chǎn)品水分達(dá)標(biāo)，由17%～21%降至15%～17%，不僅水分降低，且波動范圍變??；同時也避免篩籃超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，延長了篩籃的使用壽命，馬頭洗選廠共有5臺立式螺旋卸料離心機(jī)，通過使用離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器，每年可為企業(yè)節(jié)約材料備件費(fèi)用約10萬元。

4 結(jié)語

馬頭洗選廠根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對立式螺旋卸料離心機(jī)篩籃和螺旋卸料刮刀間隙調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)制作了離心機(jī)篩籃間隙調(diào)節(jié)器，可在不拆卸篩籃、螺旋卸料刮刀和出口保護(hù)環(huán)的前提下，對螺旋卸料刮刀和篩籃之間的間隙進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，使離心機(jī)達(dá)到理想脫水狀態(tài)，確保產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)標(biāo)。此次改造不僅改善了離心機(jī)的脫水效果，還為企業(yè)在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，減員提效，提高機(jī)電設(shè)備管理水平和節(jié)約材料備件費(fèi)用等方面發(fā)揮了積極作用，具有較高的管理價(jià)值和推廣價(jià)值。

表1 應(yīng)用前后離心機(jī)產(chǎn)品水分月平均值對比表

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