FX型風(fēng)選機(jī)的運(yùn)行特征及故障處理方法

胡丙升，趙環(huán)帥，岳世松，賈金鑫，宋俊超，張洪超

(1.中煤科工集團(tuán) 唐山研究院有限公司；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心；3.中國冶金礦山細(xì)粒篩分機(jī)械工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063020)

近幾年，雖然我國對能源格局進(jìn)行了不斷調(diào)整，但煤炭在我國一次能源中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其煤炭資源的清潔高效利用已成為國家的發(fā)展重點(diǎn)。2016年12月，國家煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃出臺，提出了“積極推進(jìn)千萬噸級先進(jìn)洗選技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用，降低洗選過程中的能耗、介耗和污染物排放，大力發(fā)展高精度煤炭洗選加工，尤其應(yīng)用推廣干法選煤工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤炭深度提質(zhì)和分質(zhì)分級?！币虼?，干法選煤技術(shù)已成為未來選煤領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。風(fēng)選機(jī)作為干法選煤的主要設(shè)備，具有處理量大、分選效果好、耗風(fēng)量小、操作容易、維護(hù)檢修方便及使用壽命長等多種優(yōu)點(diǎn)，在未來的選煤領(lǐng)域中具有很大的發(fā)展空間。然而，通過多次現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)場用戶對風(fēng)選機(jī)相關(guān)知識缺乏深入了解，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，以致影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。筆者結(jié)合FX型風(fēng)選機(jī)，介紹其主體結(jié)構(gòu)及零部件的運(yùn)行特征與各種故障處理方法，為選煤用戶的合理采用提供借鑒與參考。

1 FX型風(fēng)選機(jī)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特征及應(yīng)用范圍

1.1 FX型風(fēng)選機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

FX型風(fēng)選機(jī)主要由支座、鉸支撐、驅(qū)動裝置等部件組成[1-2](圖1)。該設(shè)備具有如下特點(diǎn)：

1—支座；2—鉸支撐；3—驅(qū)動裝置；4—吸塵罩；5—帆布簾；6—分選床；7—矸石溜槽；8—鉸支撐；9—轉(zhuǎn)動架；10—提升機(jī)構(gòu)；11—橡膠軟管；12—支座；13—進(jìn)風(fēng)分配管圖1 FX系列風(fēng)選機(jī)結(jié)構(gòu)示意

(1)采用變頻調(diào)速器，使分選床振動頻率在300～400次/min連續(xù)可調(diào)。

(2)采用彈性連桿激振器及偏心塊激振力抵消裝置，確保分選床在高達(dá)20 mm的恒定振幅下穩(wěn)定工作的同時，也大大降低了主機(jī)對基礎(chǔ)的沖擊。

(3)采用托架、轉(zhuǎn)動架、彈性鉸接支撐等可調(diào)機(jī)構(gòu)，不僅使分選床的橫向、縱向傾角可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且還可通過調(diào)節(jié)分選床入料端和出料端鉸支撐的角度來調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的振動方向角。在保證了風(fēng)選機(jī)處理能力的同時，提高了對各種煤質(zhì)的適應(yīng)能力和分選精度。

(4)采用矩形床面做縱向運(yùn)動，物料在床面的長度方向上進(jìn)行分選，物料在床面上的停留時間長、分層效果好、分選精度高。

(5)采用高耐磨、變孔徑、帶階梯的橡膠篩板，大大提高了物料與床面的摩擦系數(shù)，不僅能使物料更好的進(jìn)行分層，而且大大提高了風(fēng)選機(jī)的處理能力。

(6)采用特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品溜槽，充分考慮不同粒級物料的灰分差異，使其分別進(jìn)入對應(yīng)產(chǎn)品溜槽，并可根據(jù)用戶需求分選多個等級產(chǎn)品。

(7)整個系統(tǒng)采用負(fù)壓操作，極大地減少了煤塵污染空氣現(xiàn)象。

1.2 技術(shù)特征

目前，F(xiàn)X型風(fēng)選機(jī)主要有5種型號，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。

1.3 應(yīng)用范圍

目前，F(xiàn)X型風(fēng)選機(jī)主要用于分選120～0 mm粒級的易選和中等可選性的褐煤和煙煤，可分選出二種、三種或多種產(chǎn)品。該設(shè)備既可用于新建廠的工藝流程，也可用于老廠的改造。主要應(yīng)用范圍為：① 從動力煤中去除煤矸石，提高潔凈煤的發(fā)熱量；② 不粘煤、褐煤等易泥化煤的分選；③ 從高硫煤中除去大量黃鐵礦；④ 保證電廠或煤炭配送中心的煤質(zhì)和穩(wěn)定性；⑤ 干旱和寒冷地區(qū)煤炭的排矸、提質(zhì)。

2 運(yùn)行特征

2.1 主體運(yùn)行特征

FX型風(fēng)選機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)是床體，整個分選過程是在床體的床面上進(jìn)行。床體借助于支撐裝在轉(zhuǎn)動架上，并從傳動機(jī)械裝置(也裝在轉(zhuǎn)動架上)的偏心軸連桿獲得往復(fù)運(yùn)動。床體的振動頻率通過變頻調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整。風(fēng)選機(jī)機(jī)架下裝有風(fēng)管，用以輸送和分配上升風(fēng)流。床面縱向傾角由提升裝置調(diào)節(jié)[3-4]。

主要分選過程：原料煤經(jīng)給料口進(jìn)入床體的床面上，在床體的強(qiáng)力振動和上升氣流的作用下，煤層松散并按密度分層，獲得精煤、矸石和中煤產(chǎn)品(中煤也可循環(huán)再選)。最輕的精煤集中在上層，中煤在中層，矸石則在床層最底層。

床層在床面上的運(yùn)動由床體振動特性和其傾角來確定。處于上層的精煤比下層的物料運(yùn)動較快，且不受床面格板阻滯，在床面的橫向傾角和氣流的作用下，橫向流入精煤溜槽中；中煤處于床層的中層，并因其顆粒受上下層的阻力及受床面格板的阻滯作用，運(yùn)動速度比精煤慢，在中煤卸料段卸入中煤溜槽；矸石處于床面的最底層，位于中煤產(chǎn)品和篩板之間，因受床面格板和篩板的阻滯作用，其運(yùn)動速度比中煤還要慢，在床面的端部排入矸石溜槽中。

床面的床層厚度由其端部擋板來調(diào)節(jié)。透篩物通過卸灰法蘭從風(fēng)管中排卸。鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)流通過風(fēng)選機(jī)床面下方的風(fēng)管進(jìn)入風(fēng)選機(jī)，并通過煤層后進(jìn)入吸塵罩。吸塵罩上方有兩個通風(fēng)管道，大的通風(fēng)管道連接旋風(fēng)除塵器，小的連接布袋除塵器。大部分風(fēng)(75%～80%)在旋風(fēng)除塵器進(jìn)行除塵后作為循環(huán)風(fēng)，通過鼓風(fēng)機(jī)重新進(jìn)入風(fēng)選機(jī)床面下，剩余部分(20%～25%)至布袋除塵器集塵，并用引風(fēng)機(jī)經(jīng)布袋除塵器后將潔凈空氣排入大氣。

為防止煤塵擴(kuò)散到廠房內(nèi)，同時提高負(fù)壓效果，設(shè)置了側(cè)板和擋簾，以封閉風(fēng)選機(jī)。在側(cè)板上設(shè)有觀察孔用來觀察風(fēng)選機(jī)的工作情況。在風(fēng)選機(jī)矸石端部設(shè)有觀察門以便維護(hù)檢修。

2.2 零部件運(yùn)行特性

床體是由框架、床面(由框架和漸擴(kuò)器制成的焊接件)、床面提升裝置、月牙板、卸料溜槽等主要零部件組成。床體側(cè)幫由側(cè)板和卸料溜槽組成。在每個漸擴(kuò)器中裝有4個風(fēng)門以分別調(diào)節(jié)床層各部分的進(jìn)風(fēng)量。在床面各段裝有橡膠篩板和格板，格板用螺栓固定在床面的框架上。床面的提升裝置是一個焊在床面框架與床體框架之間撐桿上的絲扣裝置，用來改變橫向傾角變化范圍(4°～11°)，改變傾角前必須松開雙頭螺桿的M20螺母(雙頭螺桿靠螺母固定在框架上)。月牙板是一條弧形齒板，用螺栓固定在框架上，并用齒板定位。月牙板用于調(diào)節(jié)床面橫向傾角，選定床面橫向傾角后定位。

風(fēng)選機(jī)的風(fēng)管由殼體、卸灰法蘭等部件組成。風(fēng)管裝在風(fēng)選機(jī)下面的基礎(chǔ)上或框架上，用橡膠軟管與床體相連。風(fēng)管用來給風(fēng)選機(jī)料層供風(fēng)。通過橡膠篩板漏入風(fēng)管中的物料，用卸灰法蘭外排。為檢修方便，在風(fēng)管體側(cè)面設(shè)有檢查孔。

風(fēng)選機(jī)轉(zhuǎn)動架由框架，前后支撐，提升器，立柱，門閂及隔震塊組成。為改變風(fēng)選機(jī)縱向傾角，必須借助于提升器提升框架，從立柱中取出門閂，將框架置于要求的位置，然后再置入門閂和放下框架。為能緩慢地改變框架傾角，立柱中置放門閂的插空布置呈交替狀，使插空有各種高度。提升器可以采用液壓千斤頂，也可以采用其他提升裝置。為便于驅(qū)動裝置的拆卸和安裝，托架和框架用角鋼相聯(lián)，驅(qū)動裝置可沿著角鋼移動(如同沿著導(dǎo)軌)。為減少樓板的動負(fù)荷，框架一端置于橡膠隔震塊上。

風(fēng)選機(jī)驅(qū)動裝置是雙軸齒輪箱，兩根軸裝在齒輪箱的機(jī)體中，軸上設(shè)有偏心塊，使風(fēng)選機(jī)達(dá)到動平衡。驅(qū)動裝置裝在轉(zhuǎn)動架上，并通過連桿與床體的框架相聯(lián)。驅(qū)動裝置通過三角帶由電動機(jī)帶動，通過傳動軸傳遞給連桿，同時通過齒輪傳給平衡軸，連桿則使床體作往復(fù)運(yùn)動。齒輪則置于注有機(jī)油的油箱中，機(jī)油的油位可由油標(biāo)檢查。

風(fēng)選機(jī)床體的支撐裝置由支撐、十字頭、托架、鉸接件、終端傘齒輪、傘齒輪及連接軸組成。床體的支撐作用是使床體振動和調(diào)節(jié)床層沿床面的運(yùn)動速度。如需風(fēng)選機(jī)全長度床層運(yùn)動速度一致，則前、后支撐的角度應(yīng)一致。但在不同的支撐傾角時，能獲得較好的分選結(jié)果。風(fēng)選機(jī)卸料端的傾角應(yīng)比入料端大些，這時大部分矸石在床面端部排出，并在尾部加以阻滯，以利于分離出混入的煤炭。支撐傾角的改變靠人工轉(zhuǎn)動連接軸實(shí)現(xiàn)，軸的轉(zhuǎn)動通過齒輪組，傳給螺桿，螺桿的轉(zhuǎn)動使十字頭產(chǎn)生移動。支撐水平方向的傾角在入料端較小、排料端較大時能獲得最佳的分選指標(biāo)。床體、支撐運(yùn)行時，靠特殊的鉸接件達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)并減少噪聲的目的。

風(fēng)選機(jī)溜槽由角鋼和鋼板制成；受料溜槽把精煤和中煤排入相應(yīng)的溜槽中。為了把中煤按溜槽分配，在中煤溜槽中設(shè)有分割板。其他溜槽用以排卸矸石產(chǎn)品，與中煤溜槽相似，在這些溜槽中也設(shè)有分割板，使產(chǎn)品按溜槽分配。

3 常見故障及處理方法

FX型風(fēng)選機(jī)運(yùn)行中常見的故障及處理方法列于表2。

4 結(jié) 語

FX型風(fēng)選機(jī)具有投資小、見效快、不用水、不產(chǎn)生煤泥等特點(diǎn)，沒有煤泥水處理系統(tǒng)，節(jié)省了生產(chǎn)管理成本，近年來在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。對該設(shè)備的合理使用與維護(hù)對于保證選煤廠的正常生產(chǎn)具有重要意義。通過深入了解其主體結(jié)構(gòu)及零部件的運(yùn)行特征，可以更加有效的使用該設(shè)備，同時能及時處理出現(xiàn)的故障，從而極大提高其使用性能，延長其使用壽命。