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(guó)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(guó)對(duì)能源格局進(jìn)行了不斷調(diào)整，但煤炭在我國(guó)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(guó)家的發(fā)展重點(diǎn)。2016年12月，國(guó)家煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃出臺(tái)，提出了“積極推進(jìn)千萬(wàn)噸級(jí)先進(jìn)洗選技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用，降低洗選過(guò)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(jí)。”因此，干法選煤技術(shù)已成為未來(lái)選煤領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)。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(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的選煤領(lǐng)域中具有很大的發(fā)展空間。然而，通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)場(chǎng)用戶對(duì)風(fēng)選機(jī)相關(guān)知識(shí)缺乏深入了解，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)，也大大降低了主機(jī)對(duì)基礎(chǔ)的沖擊。

(3)采用托架、轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)調(diào)節(jié)分選床入料端和出料端鉸支撐的角度來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)方向角。在保證了風(fēng)選機(jī)處理能力的同時(shí)，提高了對(duì)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(dòng)，物料在床面的長(zhǎng)度方向上進(jìn)行分選，物料在床面上的停留時(shí)間長(zhǎng)、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(jí)物料的灰分差異，使其分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)產(chǎn)品溜槽，并可根據(jù)用戶需求分選多個(gè)等級(jí)產(chǎn)品。

(7)整個(gè)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(hào)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)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(jí)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(dòng)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(gè)分選過(guò)程是在床體的床面上進(jìn)行。床體借助于支撐裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架上，并從傳動(dòng)機(jī)械裝置(也裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架上)的偏心軸連桿獲得往復(fù)運(yùn)動(dòng)。床體的振動(dòng)頻率通過(guò)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(guò)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(dòng)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(dòng)由床體振動(dòng)特性和其傾角來(lái)確定。處于上層的精煤比下層的物料運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(lái)調(diào)節(jié)。透篩物通過(guò)卸灰法蘭從風(fēng)管中排卸。鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)流通過(guò)風(fēng)選機(jī)床面下方的風(fēng)管進(jìn)入風(fēng)選機(jī)，并通過(guò)煤層后進(jìn)入吸塵罩。吸塵罩上方有兩個(gè)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(guò)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?jī)?nèi)，同時(shí)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(lái)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(gè)漸擴(kuò)器中裝有4個(gè)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(gè)焊在床面框架與床體框架之間撐桿上的絲扣裝置，用來(lái)改變橫向傾角變化范圍(4°～11°)，改變傾角前必須松開(kāi)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(lái)給風(fēng)選機(jī)料層供風(fēng)。通過(guò)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(dòng)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(dòng)裝置的拆卸和安裝，托架和框架用角鋼相聯(lián)，驅(qū)動(dòng)裝置可沿著角鋼移動(dòng)(如同沿著導(dǎo)軌)。為減少樓板的動(dòng)負(fù)荷，框架一端置于橡膠隔震塊上。

風(fēng)選機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)平衡。驅(qū)動(dòng)裝置裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架上，并通過(guò)連桿與床體的框架相聯(lián)。驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)三角帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞給連桿，同時(shí)通過(guò)齒輪傳給平衡軸，連桿則使床體作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)和調(diào)節(jié)床層沿床面的運(yùn)動(dòng)速度。如需風(fēng)選機(jī)全長(zhǎng)度床層運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(shí)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(dòng)連接軸實(shí)現(xiàn)，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪組，傳給螺桿，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使十字頭產(chǎn)生移動(dòng)。支撐水平方向的傾角在入料端較小、排料端較大時(shí)能獲得最佳的分選指標(biāo)。床體、支撐運(yùn)行時(shí)，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(jiàn)故障及處理方法

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

4 結(jié) 語(yǔ)

FX型風(fēng)選機(jī)具有投資小、見(jiàn)效快、不用水、不產(chǎn)生煤泥等特點(diǎn)，沒(méi)有煤泥水處理系統(tǒng)，節(jié)省了生產(chǎn)管理成本，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)該設(shè)備的合理使用與維護(hù)對(duì)于保證選煤廠的正常生產(chǎn)具有重要意義。通過(guò)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(shí)能及時(shí)處理出現(xiàn)的故障，從而極大提高其使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命。