洗煤廠沉降離心機(jī)的實(shí)際應(yīng)用效果分析研究

單 軍

（山西晉煤集團(tuán)煤炭加工利用分公司趙莊選煤廠， 山西 長治 046600）

引言

為了提升采煤效率，現(xiàn)代采煤過程全部采用機(jī)械化處理。與人工采煤相比較，機(jī)械化采煤的劣勢在于采集得到的原煤含有大量的泥沙，這給洗煤廠后續(xù)處理增加了一定難度[1]。很長一段時間以來，我國生產(chǎn)的精煤具有較高的水分，質(zhì)量得不到有效提升。如果精煤水分太高，質(zhì)量得不到保證，就會對下游設(shè)備造成一定程度影響，同時給環(huán)保造成了很大壓力，造成了能源的浪費(fèi)[2-3]。為了盡可能降低精煤產(chǎn)品水分，最近十幾年以來我國從國外采購了很多型號的干燥機(jī)[4]。通過干燥機(jī)處理雖然能夠在一定程度上降低精煤產(chǎn)品水分，但是成本較高，需要投入的資金較多，且整個工藝過程復(fù)雜，對環(huán)境有一定污染。煤泥沉降離心機(jī)在洗煤廠中的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢，占地面積小、單機(jī)處理能力強(qiáng)、整個工藝比較簡單、且具有較好的脫水效果[5-6]。本文對某洗煤廠的DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的工藝和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，闡述了其在實(shí)際中的應(yīng)用效果。

1 洗煤廠基本情況及其煤泥水系統(tǒng)工藝流程

1.1 洗煤廠基本情況介紹

洗煤廠的作用就是對礦井生產(chǎn)的原煤進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，提升原煤質(zhì)量。對原煤劃分不同等級，然后對不同等級煤泥，利用煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行分級脫水。某洗煤廠設(shè)計處理原煤的能力為1 000萬t/a，對于粗粒煤泥，首先利用旋流器組進(jìn)行分級濃縮，再先后利用粗煤泥離心機(jī)以及篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行處理。對于細(xì)粒煤泥，首先利用濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮處理，再通過快開壓濾機(jī)進(jìn)行回收，上述兩個設(shè)備的溢流和濾液可通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)再利用，可以達(dá)到環(huán)保的目的。洗煤廠建設(shè)時使用的是LWZ1200×1800臥式沉降離心機(jī)，該設(shè)備經(jīng)過多年的使用逐漸被淘汰。經(jīng)過技術(shù)改造全部換成DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)。技術(shù)改造后篩網(wǎng)沉降離心機(jī)工作過程穩(wěn)定，在很大程度上降低了壓濾機(jī)和濃縮機(jī)的負(fù)擔(dān)，使混煤產(chǎn)率得到很大提升，篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的使用使得整個煤泥水系統(tǒng)運(yùn)行效率更高、穩(wěn)定性更好。

1.2 煤泥水系統(tǒng)工藝流程

洗煤廠煤泥水系統(tǒng)中，經(jīng)過脫泥篩處理以后的篩下水，粒級不超過1.5 mm，將其置于煤泥水桶中，同時置于煤泥水桶的還有末煤系統(tǒng)磁選尾礦。然后通過水泵將煤泥抽到分級旋流器中，粒級不超過0.25 mm的進(jìn)入溢流煤泥水桶，粒級超過0.25 mm的底流先經(jīng)過弧形篩進(jìn)行脫水處理，再通過煤泥離心機(jī)進(jìn)行脫水處理，最后摻入洗混煤。其中粒級不超過0.25 mm的篩下水和離心液進(jìn)入溢流煤泥水桶。通過水泵將水桶中的煤泥輸送到濃縮旋流器組中進(jìn)行濃縮處理，再通過篩網(wǎng)沉降離心機(jī)對底流進(jìn)行脫水處理，最后將其摻入洗混煤。溢流和離心液通過濃縮機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，通過快開壓濾機(jī)對底流進(jìn)行脫水處理后同樣可以摻入洗混煤。本系統(tǒng)建設(shè)有水循環(huán)系統(tǒng)，可以對水進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。另外，為了盡可能提升細(xì)煤泥濃縮質(zhì)量，洗煤廠在處理過程中添加了絮凝劑，可通過自動裝置進(jìn)行添加。

2 篩網(wǎng)沉降離心脫水機(jī)的技術(shù)結(jié)構(gòu)及原理

2.1 離心機(jī)的技術(shù)參數(shù)

本文所述的DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)入料的粒級最大值為3 mm，入料濃度為35%，可以有效回收的最小值為0.045 mm，每臺設(shè)備每小時可以處理的量為85 t。經(jīng)過該型號離心機(jī)處理后的產(chǎn)品，外在水分不超過18%。所使用的篩網(wǎng)規(guī)格為3 354 mm×1 120 mm。所配備的電動機(jī)額定電壓值和功率值分別為10 kV和380 kW。該離心機(jī)不管是在結(jié)構(gòu)參數(shù)上還是在工藝參數(shù)上，都能夠顯著降低設(shè)備的功率消耗，工作時的扭矩值相對較小，能夠提升設(shè)備運(yùn)行可靠性和使用壽命，并降低能源消耗。利用沉降離心機(jī)進(jìn)行處理時，由于供料粒度存在一定差異導(dǎo)致得到的產(chǎn)品水分也存在不同，但一般能將水分控制在18%以內(nèi)。而壓濾煤泥水分為24%，產(chǎn)品的水分遠(yuǎn)低于該數(shù)值。因此，將煤泥摻入洗混煤中是完全可行的，能夠保證混煤的發(fā)熱量。通過技術(shù)改造，使用DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)有效解決了其他沉降離心機(jī)所得產(chǎn)品水分過高的問題，同時該設(shè)備每小時的處理量也有顯著的提升。

2.2 離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

圖1所示為DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖。

圖1 篩網(wǎng)沉降離心機(jī)內(nèi)部構(gòu)造

設(shè)備轉(zhuǎn)鼓部分主要由三部分構(gòu)成，分別為圓柱體、圓錐、圓柱，設(shè)備的大端和小端分別為溢流端和脫水產(chǎn)物排出端。大端面上設(shè)置了很多孔，以達(dá)到溢流的目的，且這些孔口高度可通過機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工藝調(diào)整。在電動機(jī)驅(qū)動下，轉(zhuǎn)鼓整體上可以進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使位于內(nèi)部的煤泥產(chǎn)生較大的離心力，使其在沉降脫水段就實(shí)現(xiàn)固液分離的目的，不同類型的固體顆粒在沉降過程中會呈現(xiàn)出不同的沉降速度，這樣在沉降過程中就會逐漸分層累積，固體物料會沉淀到最底部與機(jī)體內(nèi)壁緊密結(jié)合，而一些細(xì)小的顆?；蚯宄旱囊后w會與機(jī)體內(nèi)壁保持一定距離，這些細(xì)小顆粒和清澈液體就可通過溢流孔排出。通過對滾筒和螺旋轉(zhuǎn)子的速度進(jìn)行精確控制，使兩者間產(chǎn)生一定速度差值，這樣螺旋轉(zhuǎn)子就可以將黏附在滾筒內(nèi)壁上的顆粒物料刮下來并排出料漿池。從料漿池中出來的固體物料會進(jìn)入篩網(wǎng)脫水段，在這個環(huán)節(jié)中，固體物料會受到兩個方面的力，第一為篩網(wǎng)與螺旋轉(zhuǎn)子之間的擠壓力，第二為離心力。在這兩個力的作用下，固體物料內(nèi)部含有的水分進(jìn)一步分離，達(dá)到脫水干燥的目的后將固體物料排出。從固體物料中分離出的水分通過篩網(wǎng)直接排走。通過調(diào)節(jié)溢流口高度可以對脫水段料漿液位進(jìn)行有效控制。設(shè)備結(jié)構(gòu)的可調(diào)整為工藝調(diào)整創(chuàng)造了很好的空間，通過對溢流口高度的調(diào)整，能夠在最大限度上干燥固體物料，并實(shí)現(xiàn)固體物料的分級。

3 篩網(wǎng)沉降離心脫水機(jī)使用效果分析

3.1 兩種型號沉降離心機(jī)的對比

本文所述洗煤廠進(jìn)行技術(shù)改造前使用的是LWZ1200×1800臥式沉降離心機(jī)，改造后使用的是DVM-44×132篩網(wǎng)沉降離心機(jī)。針對兩種設(shè)備的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了分析和對比，表1所示為兩種設(shè)備的對比結(jié)果。

表1 加壓過濾機(jī)和沉降離心機(jī)質(zhì)量指標(biāo)對比分析 %

在對細(xì)黏煤泥進(jìn)行處理時，如果采用LWZ1200×1800臥式沉降離心機(jī)，效果不是非常好，特別是在對巖石泥化現(xiàn)象比較嚴(yán)重的煤泥進(jìn)行處理時，效果更差。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，利用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行處理時，不管是灰分還是水分都較以前低?？梢姡ㄟ^篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行處理能夠得到更好的結(jié)果。

3.2 篩網(wǎng)沉降離心機(jī)處理效果分析

在采用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行處理時，為進(jìn)一步分析不同入料濃度對處理結(jié)果的影響。本文對比研究了三種入料濃度（質(zhì)量濃度），分別為195.12 g/L、189.51 g/L、174.32 g/L，表2所示為篩網(wǎng)沉降離心機(jī)在不同入料濃度下的效果對比分析。

表2 篩網(wǎng)沉降離心機(jī)在不同入料濃度下的效果對比分析

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，不管是何種入料濃度，經(jīng)過篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行處理后，產(chǎn)品的水分都控制在了18%以內(nèi)，完全能夠滿足相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)備運(yùn)行扭矩只有500～550 N·m，扭矩降低說明設(shè)備的運(yùn)行損耗以及功率消耗都有所降低。經(jīng)過一段時間的現(xiàn)場實(shí)踐表明，DVM-44×132篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的處理能力基本上能夠達(dá)到精礦濃縮機(jī)底流供料時的處理能力。

4 結(jié)論

沉降離心機(jī)是煤泥水系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分，其脫水處理效率直接決定了洗煤廠的生產(chǎn)效率，脫水效果直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量。某洗煤廠建設(shè)初期使用的是LWZ1200×1800臥式沉降離心機(jī)，后經(jīng)過技術(shù)改造全部換成DVM-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)。該型號的沉降離心機(jī)在功率消耗、設(shè)備的可靠性、產(chǎn)品的水分以及生產(chǎn)效率方面都表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。單臺設(shè)備每小時可以處理的量為85 t，產(chǎn)品的水分可以控制在18%以下。