中天合創(chuàng)公司下屬選煤廠主要工藝設(shè)備選型經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

李賀生

(中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司 煤炭洗選中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 概 述

重介選煤工藝在我國(guó)煤炭洗選加工領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用，尤其在晉蒙陜等煤炭主產(chǎn)區(qū)。經(jīng)過(guò)幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究，我國(guó)煤炭工業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，重介選煤技術(shù)日趨成熟，重介選煤裝備也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。根據(jù)入洗原煤煤質(zhì)、工藝特性，如何科學(xué)、合理地選用選煤設(shè)備已成為各科研院所、選煤廠共同探討的問(wèn)題。

中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司下設(shè)葫蘆素、門(mén)克慶2座千萬(wàn)噸礦井，井田均位于東勝煤田呼吉爾特礦區(qū)，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬烏審旗圖克鎮(zhèn)管轄。葫蘆素、門(mén)克慶2座選煤廠是中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項(xiàng)目重要配套建設(shè)工程，負(fù)責(zé)供給煤化工項(xiàng)目生產(chǎn)用煤。2座礦井配套的選煤廠均為礦井型大型動(dòng)力煤選煤廠，分別由中煤集團(tuán)下屬的西安、天津2家設(shè)計(jì)院同時(shí)開(kāi)展設(shè)計(jì)，并同步建設(shè)、調(diào)試和投產(chǎn)。

葫蘆素選煤廠設(shè)計(jì)能力13.00 Mt/a，服務(wù)年限為90.0 a。選煤廠于2016年1月建成投用，入選煤種為不粘煤，選煤工藝采取150～13 mm塊煤重介淺槽分選、小于13 mm末原煤不入洗、煤泥加壓過(guò)濾機(jī)和快開(kāi)壓濾機(jī)聯(lián)合回收。主要工藝系統(tǒng)包括：原煤儲(chǔ)存和準(zhǔn)備、原煤洗選加工、煤泥水處理及煤泥回收、產(chǎn)品儲(chǔ)存及裝運(yùn)等。門(mén)克慶選煤廠建設(shè)規(guī)模12.0 Mt/a，設(shè)計(jì)服務(wù)年限92.0 a。選煤廠于2016年10月建成投用，入洗煤種為不粘煤、弱粘煤。選煤工藝與葫蘆素選煤廠相同。

2 選煤廠設(shè)備選型總體思路及原則

2.1 設(shè)備選型原則

本著先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)的原則，在同等技術(shù)條件下，優(yōu)先選擇信譽(yù)好、質(zhì)量可靠、業(yè)績(jī)較多的設(shè)備生產(chǎn)廠商。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備選用進(jìn)口組裝設(shè)備，其余設(shè)備選用國(guó)內(nèi)經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明可靠、先進(jìn)的設(shè)備。

在保證設(shè)備性能的前提下，2座選煤廠盡可能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互用互備，同類(lèi)設(shè)備盡量選擇同系列、同規(guī)格，減少不同規(guī)格的品種和數(shù)量，便于設(shè)備維護(hù)和備品備件的互換使用，減少后期生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，降低設(shè)備故障帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

選煤廠規(guī)模的大型化必須依賴(lài)于選煤裝備的大型化。大型設(shè)備的采用給選煤廠帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資降低、操作人員少，這與企業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)、降低成本的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念相契合。關(guān)鍵工藝設(shè)備選型時(shí)，堅(jiān)持選用大型、自動(dòng)化程度高的設(shè)備，同時(shí)盡量減少設(shè)備臺(tái)數(shù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備臺(tái)數(shù)越多，生產(chǎn)過(guò)程中故障點(diǎn)就越多，故障停車(chē)的可能性就越大，不利于生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

2.2 不均衡系數(shù)的選取

(1)原煤儲(chǔ)存之前，設(shè)備處理能力與礦井提升能力相適應(yīng)。

(2)原煤儲(chǔ)存之后，在與礦井能力配套的前提下，根據(jù)《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50359—2016)，當(dāng)采用塊、末煤分級(jí)入選工藝時(shí)，煤流系統(tǒng)和重介懸浮液系統(tǒng)不均衡系數(shù)取1.25，煤泥水系統(tǒng)不均衡系數(shù)取1.35，矸石系統(tǒng)不均衡系數(shù)取1.50。

3 主要設(shè)備選型

3.1 主要設(shè)備簡(jiǎn)述

(1)大塊原煤分級(jí)篩。選用進(jìn)口組裝的3.0×6.1單層圓振動(dòng)篩，傾角20°，篩孔為150 mm。該篩分機(jī)處理量大，篩分效率高，適合原煤分級(jí)，單臺(tái)通過(guò)量可達(dá)2 900 t/h，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，噪聲低，維修方便。

(2)大塊原煤破碎機(jī)。選用進(jìn)口液壓可調(diào)雙齒輥破碎機(jī)，入料上限350 mm，可有效應(yīng)對(duì)礦井原煤波動(dòng)時(shí)引起的原煤粒度超標(biāo)。采用平行齒設(shè)計(jì)，非螺旋齒，避免了過(guò)硬的物料對(duì)螺旋齒產(chǎn)生軸向力。防止產(chǎn)生破碎軸軸向竄動(dòng)，避免了由于軸向竄動(dòng)而引起的軸承損壞。破碎輥直徑850 mm，抗彎及抗剪強(qiáng)度高。破碎板采用獨(dú)特的固定方式，可以快速更換，有效地降低停機(jī)檢修時(shí)間，單臺(tái)處理量為400 t/h，運(yùn)行3 a來(lái)未發(fā)生重大機(jī)械故障。

(3)原煤分級(jí)脫泥篩選用進(jìn)口組裝的4.2×8.5單層多角度香蕉篩，入料段篩孔為13 mm，出料端1 800 mm長(zhǎng)篩板篩孔為3 mm。該篩分機(jī)單臺(tái)通過(guò)量可達(dá)735 t/h，處理量大，篩分效率高，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)。該設(shè)備分級(jí)脫泥效果好，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，噪聲低，維修方便。

(4)塊原煤破碎機(jī)。選用國(guó)產(chǎn)新型分級(jí)式破碎機(jī)。該機(jī)利用剪切力和拉力破碎物料，并具有篩分、破碎雙重作用，該設(shè)備單臺(tái)處理量為1 572 t/h，具有強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)、高度低、體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、粉塵污染小、精確控制排料粒度、磨損量小、能耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

(5)脫介篩。塊精煤脫介篩選用進(jìn)口組裝的3.6×7.3單層直線(xiàn)振動(dòng)篩，其出料端設(shè)有長(zhǎng)1 200 mm，篩縫為30(50)mm的分級(jí)篩板，具有分級(jí)作用。其余均為脫介段，脫介篩孔為1 mm，單臺(tái)處理量為331 t/h，脫泥、脫介效果好，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，噪聲低，維修方便。

矸石脫介篩選用進(jìn)口組裝的2.4×6.1單層直線(xiàn)篩，篩孔為1 mm，單臺(tái)處理量為143 t/h。

(6)重介淺槽分選機(jī)。20世紀(jì)90年代末，安太堡選煤廠首次從美國(guó)引進(jìn)重介質(zhì)淺槽分選機(jī)，用于分選150～13 mm 粒級(jí)塊煤。由于淺槽在工藝上具有分選精度高、塊煤破碎率低、次生煤泥少、矸石帶煤量少的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有易操作、易維護(hù)、低投資和高效率的特點(diǎn)，因此，在我國(guó)很快得到認(rèn)可。

2座選煤廠均選用進(jìn)口組裝的B=7.9 m淺槽分選機(jī)，單臺(tái)處理量為760 t/h，布置簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。并使用了特殊耐磨性的墊板，特殊設(shè)計(jì)的高鉻鋼加長(zhǎng)耐磨傳動(dòng)鏈以及安裝在軸上的減速器，從而使設(shè)備使用壽命與操作簡(jiǎn)易程度大大提高。

(7)末精煤離心機(jī)。選用進(jìn)口組裝的臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)。該機(jī)采用亞振動(dòng)原理，實(shí)現(xiàn)篩籃軸向振動(dòng)，保證產(chǎn)品水分不受入料量波動(dòng)的影響。整機(jī)設(shè)備性能好，產(chǎn)品水分低，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。具有占地面積小，檢修方便，性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

(8)磁選機(jī)。選用進(jìn)口組裝的φ1219×2972濕式滾筒磁選機(jī)，逆流式。該設(shè)備磁選效率高，處理量大，磁體采用優(yōu)質(zhì)的磁性材料制成，退磁率低，滾筒采用135°超大磁角，增加磁選機(jī)捕捉磁性物的能力，磁選機(jī)磁精礦回收率高。

(9)濃縮機(jī)。濃縮機(jī)選用中心傳動(dòng)的φ40 m、帶扭矩監(jiān)測(cè)分段自動(dòng)提耙裝置的高效濃縮機(jī)。該機(jī)型采用中心深層入料、平流沉降原理，處理能力大，方便檢修。整機(jī)采用PLC程序控制，實(shí)現(xiàn)超載報(bào)警指示，可自動(dòng)、手動(dòng)并遠(yuǎn)程集控。

煤泥高效濃縮機(jī)的入料方式、加藥點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)均與傳統(tǒng)濃縮機(jī)不同，因而對(duì)固液的分離效率高。這種高效濃縮機(jī)配有入料緩沖、排氣裝置，煤泥水從入料井的中心下部低于液面約1 m切線(xiàn)穩(wěn)定給入，從中心到周邊溢流槽固液分離的運(yùn)動(dòng)軌跡呈曲線(xiàn)型，物料從進(jìn)入中心入料點(diǎn)到溢流槽所用的時(shí)間是同直徑傳統(tǒng)濃縮機(jī)的3.75倍，即當(dāng)量直徑是傳統(tǒng)濃縮機(jī)的3.75倍。濃縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)和提耙分別由旋轉(zhuǎn)和提耙裝置完成，當(dāng)扭力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，濃縮機(jī)耙架將被自動(dòng)提起直到高扭力報(bào)警消除。

(10)煤泥脫水設(shè)備。在選煤廠煤泥脫水設(shè)備中，目前使用較多的有壓濾機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)等。2座選煤廠設(shè)計(jì)從簡(jiǎn)化流程、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，細(xì)煤泥采用一段回收工藝，煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)和快開(kāi)壓濾機(jī)聯(lián)合回收。既能充分發(fā)揮加壓過(guò)濾機(jī)處理能力大、脫水效果好、產(chǎn)品形狀好的特點(diǎn)，也能發(fā)揮快開(kāi)壓濾機(jī)對(duì)細(xì)顆粒捕收能力強(qiáng)、濾液濃度低的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

2座選煤廠快開(kāi)壓濾機(jī)選用國(guó)產(chǎn)600 m2型高效隔膜壓濾機(jī)。該機(jī)具有工作循環(huán)短、單臺(tái)處理量大、濾餅水分低、單機(jī)自動(dòng)化水平高、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。

加壓過(guò)濾機(jī)選用國(guó)產(chǎn)的GPJ-120型加壓過(guò)濾機(jī)。該機(jī)產(chǎn)品水分低、處理量大，具有高可靠性、智能化自動(dòng)控制、適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)煤炭、冶金工業(yè)都有應(yīng)用，有效地解決了產(chǎn)品水分和均勻摻混的難題。

(11)輸送設(shè)備。帶式輸送機(jī)作為選煤廠的主要輸送設(shè)備，必須具有性能可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低等特點(diǎn)。帶式輸送機(jī)除滿(mǎn)足目前輸送能力的要求外，還應(yīng)兼顧選煤廠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要；考慮到帶式輸送機(jī)設(shè)置在廠房、棧橋內(nèi)，為降低震動(dòng)、噪聲和保證安全生產(chǎn)，帶式輸送機(jī)帶速按不大于4.0 m/s的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)輸送機(jī)傾角較大時(shí)可能出現(xiàn)的撒料、滾料等現(xiàn)象，采取適當(dāng)降低帶速、提高帶寬、增加裝滿(mǎn)系數(shù)予以解決。刮板輸送機(jī)與帶式輸送機(jī)相比，具有能耗高、故障率高、維護(hù)量大等缺點(diǎn)，但對(duì)于廠房?jī)?nèi)的短距離運(yùn)輸來(lái)說(shuō)具有不跑偏、不撒料及可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)卸料等優(yōu)點(diǎn)。

鑒于此，盡量避免采用刮板輸送機(jī)。在無(wú)法布置帶式輸送機(jī)的地方以及小運(yùn)量的情況下采用了刮板輸送機(jī)。

刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具有傳動(dòng)效率高、體積小、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)；所有刮板輸送機(jī)的運(yùn)行速度均小于1.0 m/s；所有型號(hào)相同的減速器出軸布置方式應(yīng)盡量相同，以減少備品備件種類(lèi)。功率大于37 kW的刮板輸送機(jī)設(shè)置快裝型液力偶合器；所有刮板輸送機(jī)上槽箱全部密封，密封蓋板厚度6 mm、并設(shè)有加強(qiáng)筋板；同時(shí)配有蝸輪渦桿和絲杠2種緊鏈裝置。

3.2 2座選煤廠主要工藝設(shè)備選型

2座選煤廠主要工藝設(shè)備選型見(jiàn)表1。

表1 2座選煤廠主要工藝設(shè)備選型

4 投產(chǎn)實(shí)踐效果

(1)2座選煤廠自2016年投產(chǎn)以來(lái)，由于在設(shè)備選型時(shí)合理考慮了富裕系數(shù)，增大了生產(chǎn)組織的靈活性，極大程度上減少了設(shè)備的故障率，停車(chē)延誤時(shí)間較少，累計(jì)日停車(chē)延誤時(shí)間僅為0.5 h，提高了設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，實(shí)現(xiàn)選煤廠高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

(2)由于2座選煤廠同時(shí)設(shè)計(jì)、施工，設(shè)備選型及采購(gòu)基本相同，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中2座選煤廠可充分實(shí)現(xiàn)設(shè)備、大部件、材料的聯(lián)儲(chǔ)互備，極大地降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，合理地降低了企業(yè)資金占用水平，同時(shí)落實(shí)了中天合創(chuàng)公司輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理策略，在保障2座選煤廠生產(chǎn)正常運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，減少資金占用，進(jìn)一步向物資管理要效益，經(jīng)濟(jì)效益顯著。