潔凈型煤生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造

馬軍民，王保明，王子建，韓建設(shè)

(兗煤藍(lán)天清潔能源有限公司 潔凈煤廠，山東 鄒城 273500)

潔凈型煤經(jīng)成型機(jī)擠壓成型后經(jīng)過(guò)第一級(jí)篩分，運(yùn)輸至成品輸送膠帶，再經(jīng)過(guò)二次篩分系統(tǒng)后包裝、碼垛。在運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載、篩分、卸料、裝車等環(huán)節(jié)仍存在局部破損現(xiàn)象，造成了原料浪費(fèi)、成品不合格率增加，嚴(yán)重影響型煤質(zhì)量和產(chǎn)品外觀度。因此，筆者對(duì)10 t成型機(jī)的液壓系統(tǒng)、二次篩分系統(tǒng)、機(jī)頭破碎系統(tǒng)和成品碼垛系統(tǒng)進(jìn)行了研究，從根本上解決了制約潔凈型煤質(zhì)量提升的瓶頸。

1 10 t成型機(jī)液壓系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改造效果

1.1 問(wèn)題分析

10 t成型機(jī)從開(kāi)始進(jìn)料到壓制成型煤過(guò)程中的設(shè)備包含：緩沖料倉(cāng)、進(jìn)料螺旋、高壓成型機(jī)、液壓系統(tǒng)、出球膠帶、振動(dòng)篩、返料螺旋、返料斗提及控制系統(tǒng)等。所使用的YBZ4H液壓泵站由電機(jī)、ZB系列軸向柱塞泵(高壓泵)、電磁卸荷閥、手動(dòng)卸荷閥組合控制閥、耐震壓力表、蓄能器、傳感器、油箱等組成。

當(dāng)高壓油泵壓力達(dá)到30～35 MPa時(shí)(額定壓力41 MPa)，主油管路分管6個(gè)φ280mm×280mm×6mm油缸(共6組)的保壓收縮率，其反應(yīng)靈敏度過(guò)低，蓄能器沒(méi)起到保壓補(bǔ)壓的作用，使整套系油路不能同步做功；油缸的活塞反應(yīng)速度緩慢，往復(fù)運(yùn)動(dòng)遲鈍，從而使設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)不均勻的制作過(guò)程，對(duì)壓輥不能及時(shí)自動(dòng)調(diào)整和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓力值不達(dá)標(biāo)；料多時(shí)，整件壓力過(guò)大，不能自動(dòng)泄油和復(fù)位；料少時(shí)，對(duì)壓輥不能及時(shí)補(bǔ)償和保壓，使生產(chǎn)制作中粉料處于不飽和狀態(tài)，成型率和密實(shí)度達(dá)不到要求，給生產(chǎn)造成損失。

1.2 改造方案及實(shí)施效果

首先，解決主油路管道壓力輸送不出去的問(wèn)題。當(dāng)油的溫度低于-10 ℃時(shí)，現(xiàn)有的主管道孔徑是φ7.5 mm，不能達(dá)到和滿足油缸的飽和狀態(tài)(用HM-15液壓油)。雖有壓力，但液壓油輸送不出去，安全閥提前打開(kāi)，使整個(gè)油路系統(tǒng)，供油不均勻，如將安全閥調(diào)高，會(huì)對(duì)整體液壓系統(tǒng)有傷害。改造的方案是：將原來(lái)的主油路接口φ7.5 mm，改成φ16 mm的接口，提高壓力、加大流量、增加蓄成器的蓄備能力。使整套油路，保持恒定的保壓狀態(tài)，從而使得設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中，有良好的穩(wěn)定性和可靠性。

其次，提高液壓系統(tǒng)壓力緩存能力，增加6組1.6 L儲(chǔ)能器；每組儲(chǔ)能器前端安裝一個(gè)截止閥，截止閥前端安裝一個(gè)100 kPa的壓力表，壓力表能及時(shí)反饋每個(gè)儲(chǔ)能器內(nèi)部壓力，起到安全保護(hù)儲(chǔ)能器的作用，能及時(shí)緩解油缸壓力不足的缺陷；當(dāng)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，截止閥關(guān)閉，能保證儲(chǔ)能器的儲(chǔ)能作用。油路全部換成內(nèi)徑16 mm的管路，重新調(diào)整全套油路的輸出量，加大油量。在不影響整體油路的壓力的前提下，使整套油路處于安全飽和狀態(tài)，能及時(shí)保證油缸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)靈敏。三組儲(chǔ)能器，三套截止閥，三組壓力表，三條改造的油路，三套管道油路連接盤(pán)，外加一套支撐架。采用雙緩沖壓力平衡控制技術(shù)，在不改變?cè)幸簤合到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加蓄能器，以吸收沖擊壓力，使整套油路處于安全飽和狀態(tài)。

系統(tǒng)改造工藝見(jiàn)圖1。

2 二次篩分系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改造方案

2.1 問(wèn)題分析

二次篩分系統(tǒng)主要由正弦篩、氣力發(fā)送罐、包裝除塵系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)組成。

成型機(jī)干壓成型后的型煤經(jīng)過(guò)正弦篩進(jìn)行篩分，合格品通過(guò)成品大膠帶繼續(xù)輸送至包裝機(jī)緩沖倉(cāng)。不合格品下落至正弦篩下部的漏斗內(nèi)，經(jīng)過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至環(huán)錘式破碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎；破碎后的粉料經(jīng)過(guò)刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)輸送至二次篩分緩沖倉(cāng)內(nèi)，而包裝車間收塵器收集的粉塵經(jīng)過(guò)收塵器下發(fā)送罐發(fā)送至二次篩分緩沖倉(cāng)；緩沖倉(cāng)內(nèi)的粉料經(jīng)過(guò)倉(cāng)下的氣力發(fā)送罐，在壓風(fēng)系統(tǒng)的作用下發(fā)送至煤粉制備混料倉(cāng)內(nèi)(見(jiàn)圖2)。

圖1 10 t成型機(jī)液壓系統(tǒng)改造工藝

目前，二次篩分正弦篩各托輥采用偏心式運(yùn)轉(zhuǎn)形式。當(dāng)正弦篩的處理量增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致料層過(guò)厚，從而使二次篩分的效果不理想。在正弦篩的篩分過(guò)程中，碎塊及粉體物料會(huì)通過(guò)正弦篩13 mm間隙下落至正弦篩下部的漏斗。當(dāng)粉料量過(guò)大時(shí)，會(huì)引起破碎機(jī)錘頭做功效率下降，發(fā)生堵轉(zhuǎn)，破碎機(jī)停運(yùn)，從而造成成品輸送膠帶和成型機(jī)停運(yùn)，整個(gè)型煤生產(chǎn)系統(tǒng)停止運(yùn)行。

圖2 二次篩分系統(tǒng)工藝流程

2.2 改造方案及實(shí)施效果

在正弦篩北側(cè)增設(shè)分氣罐，用以穩(wěn)定氣源壓力。氣源由原二次篩分壓縮空氣管道中引出，分氣罐引出四路至正弦篩下部漏斗，組成高壓氣力吹掃系統(tǒng)，使正弦篩篩分后的粉料懸浮于漏斗中，利用原有收塵器收集；利用螺旋輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)輸送至緩沖倉(cāng)內(nèi)，從而提升潔凈型煤表面光潔度和降低二次破碎設(shè)備負(fù)載率，減少因后系統(tǒng)破碎機(jī)處理量增大導(dǎo)致的錘頭磨損加劇、堵料、系統(tǒng)停運(yùn)等問(wèn)題(見(jiàn)圖3)。

圖3 分氣罐與吹掃管路示意

正弦篩下方漏斗內(nèi)采用DN 15 mm鍍鋅管。鍍鋅管尾端焊死，防止粉料進(jìn)入鍍鋅管內(nèi)把噴吹管道堵死；在鍍鋅管尾端四周開(kāi)口，壓縮空氣水平噴吹，達(dá)到使粉料懸浮的目的。

3 機(jī)頭廢料收集系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改造方案

3.1 問(wèn)題分析

經(jīng)過(guò)二次篩分后的型煤經(jīng)成品膠帶輸送至各包裝機(jī)緩沖倉(cāng)上方，由犁刀式卸料器卸至各包裝機(jī)緩沖倉(cāng)內(nèi)；剩余粉料輸送至膠帶機(jī)機(jī)頭廢料倉(cāng)內(nèi)，由細(xì)碎機(jī)破碎后，經(jīng)由收塵器收集，由氣力發(fā)送罐發(fā)送至二次篩分緩沖倉(cāng)(見(jiàn)圖4)。

圖4 機(jī)頭廢料收集系統(tǒng)流程

成品膠帶機(jī)機(jī)頭處采用細(xì)碎機(jī)，破碎粒度較大，利用氣力發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送至緩沖倉(cāng)，與原有粉料混合后重新輸送至成型機(jī)。

當(dāng)入料粒度小于30 mm時(shí)，細(xì)碎機(jī)破碎后0～10 mm粒級(jí)約占60%；10～20 mm粒級(jí)約占30%；20～30 mm粒級(jí)約占10%。破碎粒度較大導(dǎo)致收塵器負(fù)荷加大，故障率增加。當(dāng)機(jī)頭廢料收集系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，致使廢料積存在廢料倉(cāng)內(nèi)，存在嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)需要利用裝載機(jī)對(duì)廢料進(jìn)行二次轉(zhuǎn)運(yùn)，增加了生產(chǎn)成本和原材料損耗。

3.2 改造方案與實(shí)施效果

把現(xiàn)有的細(xì)碎機(jī)更換為DC001型烘干破碎機(jī)，破碎粒度小于2 mm，生產(chǎn)能力可達(dá)到3～5 t/h；利用原機(jī)頭收塵系統(tǒng)將破碎完的物料收走，并發(fā)送至二次篩分緩沖倉(cāng)，從根本上杜絕了廢料自燃的安全隱患及二次轉(zhuǎn)運(yùn)成本。同時(shí)，廢料粉碎后經(jīng)由二次篩分發(fā)送罐發(fā)送至煤粉倉(cāng)，可提高成型機(jī)的穩(wěn)定性，從而提高型煤產(chǎn)品的質(zhì)量，見(jiàn)圖5。

1—破碎機(jī)；2—入料溜槽；3—進(jìn)風(fēng)管路；4—出風(fēng)(料)管路；5—旁路溜槽；6—天圓地方；7—?dú)鈩?dòng)蝶閥；8—?dú)鈩?dòng)蝶閥；9—?dú)鈩?dòng)蝶閥

廢料倉(cāng)下設(shè)置隔斷閥，廢料經(jīng)由隔斷閥、入料溜槽進(jìn)入到破碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎，空氣由進(jìn)風(fēng)管路進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)，破碎后的粉料由出料管進(jìn)入到除塵器中，再由除塵器下發(fā)送管發(fā)送至二次篩分緩沖倉(cāng)。系統(tǒng)設(shè)置旁路溜槽，當(dāng)破碎機(jī)發(fā)生故障時(shí)，廢料可通過(guò)旁路溜槽卸至裝載機(jī)內(nèi)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)運(yùn)。

4 成品碼垛系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改造方案

4.1 問(wèn)題分析

成品碼垛系統(tǒng)由碼垛機(jī)斜坡膠帶、整形壓平機(jī)、緩?fù)］斔蜋C(jī)、轉(zhuǎn)位輸送機(jī)、緩?fù)＞幗M機(jī)、編組機(jī)、推袋壓袋機(jī)、升降機(jī)及托盤(pán)輸送機(jī)組成，碼垛操作過(guò)程見(jiàn)圖6。

操作者利用叉車將成垛的托盤(pán)放置在托盤(pán)倉(cāng)中，托盤(pán)倉(cāng)將托盤(pán)放在托盤(pán)輸送機(jī)上，再由托盤(pán)輸送機(jī)輸送至升降機(jī)的垛盤(pán)輸送機(jī)上。

在推袋壓袋機(jī)、分層機(jī)和升降機(jī)的協(xié)調(diào)工作下，一層料袋被碼放到停放在垛盤(pán)輸送機(jī)的托盤(pán)上，直至碼完一垛為止。垛盤(pán)由垛盤(pán)輸送機(jī)輸出，經(jīng)垛盤(pán)輸送機(jī)輸送至垛盤(pán)輸送機(jī)上，由叉車下線入庫(kù)，碼垛機(jī)原設(shè)計(jì)能力為8層/垛，后經(jīng)調(diào)試后可達(dá)到10層/垛。

碼垛機(jī)最高碼垛層數(shù)為10層，每垛可裝型煤1.25 t，裝車時(shí)考慮到運(yùn)輸成本問(wèn)題，需要進(jìn)行人工碼垛至12層，這樣使型煤造成了二次損壞，使袋內(nèi)的整球率下降。

4.2 改造方案及實(shí)施效果

對(duì)碼垛機(jī)斜坡膠帶、整形壓平機(jī)、緩?fù)］斔蜋C(jī)、轉(zhuǎn)位輸送機(jī)、緩?fù)＞幗M機(jī)、編組機(jī)、推袋壓袋機(jī)、升降機(jī)的主體結(jié)構(gòu)在設(shè)備原基礎(chǔ)支座底部加裝300 mm高支座，使碼垛機(jī)高度增加300 mm，托盤(pán)輸送機(jī)等其他部位位置尺寸保持不變。同時(shí)增加滾子鏈和鏈軌的長(zhǎng)度并調(diào)整升降機(jī)相應(yīng)光電傳感器位置，達(dá)到能夠自動(dòng)碼垛12層的目的。

5 改造效果

(1)研究潔凈型煤生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量提升控制方案，通過(guò)對(duì)成型機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用高壓氣力吹掃等方式，提升潔凈型煤輸送質(zhì)量。

(2)改進(jìn)10 t成型機(jī)液壓系統(tǒng)，使型煤成型機(jī)在生產(chǎn)期間由原來(lái)的液壓站壓力劇烈波動(dòng)調(diào)整為壓力穩(wěn)定在13 MPa，壓力得到穩(wěn)定控制；成型機(jī)主機(jī)電流波動(dòng)范圍由原來(lái)的±12 A穩(wěn)定控制在運(yùn)行電流的±5 A；提高了成型機(jī)的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)10 t型煤成型機(jī)的產(chǎn)能由原來(lái)的5～6 t穩(wěn)定在了7～8 t。成型機(jī)成球率由70%提高到80%以上。

(3)增設(shè)尾料二次返回系統(tǒng)，提升潔凈型煤系統(tǒng)兼容性和容錯(cuò)率，杜絕因設(shè)備尾料回收問(wèn)題導(dǎo)致的環(huán)保、安全事件，提升尾料回收效率。

(4)改進(jìn)碼垛系統(tǒng)工藝，通過(guò)程序調(diào)節(jié)、整機(jī)提升、系統(tǒng)配套等步驟實(shí)現(xiàn)由原來(lái)的單盤(pán)10層碼垛改為單盤(pán)12層碼垛，提高了單機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提升了產(chǎn)品整體運(yùn)輸形象，降低了人工費(fèi)用。