葫蘆素選煤廠介質(zhì)系統(tǒng)的技術(shù)改造

盧生碧

(北京中煤煤炭洗選技術(shù)有限公司 葫蘆素選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 選煤廠概述

中天合創(chuàng)煤炭分公司煤炭洗選中心葫蘆素選煤廠是公司煤制烯烴項(xiàng)目配套的礦井型動(dòng)力煤選煤廠，設(shè)計(jì)能力13.00 Mt/a，日處理能力39 393 t，小時(shí)處理能力2 462 t，服務(wù)年限為90.0 a。入洗煤種為不粘煤，于2016年1月建成投用?，F(xiàn)有洗選工藝為150～13 mm粒級(jí)塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，13.0～0.5 mm粒級(jí)末煤不分選(末煤重介旋流器系統(tǒng)在建)直接作混煤，3～0.5 mm粒級(jí)粗煤泥經(jīng)離心機(jī)脫水成為混煤，小于0.5 mm粒級(jí)煤泥采用加壓過濾機(jī)和快開壓濾機(jī)聯(lián)合回收(煤泥浮選系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)已完成，正在建設(shè))。生產(chǎn)工藝流程為：井下原煤提升至地面后由2臺(tái)膠帶機(jī)輸送至原煤倉(儲(chǔ)量60 000 t)，經(jīng)原煤倉下振動(dòng)給料機(jī)至3臺(tái)膠帶機(jī)，經(jīng)轉(zhuǎn)載膠帶至篩分破碎車間。進(jìn)入篩分車間的原煤先進(jìn)行150 mm篩分，篩分后150 mm以上的塊煤經(jīng)手揀雜物及大塊矸石后破碎至150 mm以下，與篩下物一同運(yùn)至主廠房。

進(jìn)入主廠房的原煤先后進(jìn)行13 mm干篩和3 mm濕篩，150～13 mm塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，矸石經(jīng)脫介篩脫介后，送至矸石倉(4 000 t)；精煤經(jīng)脫水脫介、分級(jí)后破碎至50 mm以下，進(jìn)入精煤球倉，產(chǎn)品為塊精煤；13.0～0.5 mm末煤經(jīng)旁路膠帶機(jī)送入混煤倉，3～0.5 mm的粗煤泥經(jīng)離心機(jī)脫水后經(jīng)旁路膠帶機(jī)送入混煤倉，產(chǎn)品為混煤；小于0.5 mm煤泥通過加壓過濾機(jī)和快開壓濾機(jī)聯(lián)合回收后摻配進(jìn)入產(chǎn)品煤中。主要工藝環(huán)節(jié)包括：原煤儲(chǔ)存、篩分除雜與破碎、原煤洗選加工、煤泥水處理、產(chǎn)品儲(chǔ)存及裝車系統(tǒng)。主要產(chǎn)品為：精煤、混煤，排棄物為矸石。產(chǎn)品煤可實(shí)現(xiàn)汽車地銷，也可通過棧橋運(yùn)送到大化肥項(xiàng)目園區(qū)及煤制烯烴項(xiàng)目園區(qū)，矸石采用汽車外運(yùn)至排矸場(chǎng)；外購煤經(jīng)受煤坑下給煤機(jī)給入帶式輸送機(jī)，精煤、混煤按客戶要求進(jìn)行摻配輸送至化工園區(qū)或中煤鄂能化。

2 選煤廠介質(zhì)系統(tǒng)現(xiàn)狀

自2016年投產(chǎn)以來，選煤廠噸原煤介耗在0.9 kg左右，與行業(yè)內(nèi)同類型選煤廠相比較高，且高于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的0.8 kg/t[1]。介耗高的主要原因?yàn)椋旱V井原煤水分大、矸石中含泥量大，并存在泥化現(xiàn)象，導(dǎo)致原煤分級(jí)脫泥篩分效果不理想，造成小于13 mm的部分末煤進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)，導(dǎo)致重介懸浮液密度忽高忽低，介質(zhì)密度常出現(xiàn)紊亂。為保證生產(chǎn)，通過增加分流量進(jìn)入磁選機(jī)，來調(diào)整介質(zhì)密度，造成磁選機(jī)來料中含砂量、含介量增加，磁選機(jī)底流極易發(fā)生堵塞，磁選機(jī)長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)造成跑介現(xiàn)象發(fā)生。 同時(shí)末煤進(jìn)入重介淺槽，造成產(chǎn)品煤帶介量增加。

選煤廠介質(zhì)循環(huán)及凈化回收流程為：精煤固定篩的合格介質(zhì)一部分進(jìn)入合格介質(zhì)桶，一部分分流進(jìn)入稀介系統(tǒng)，脫介篩的合格介質(zhì)直接進(jìn)入合格介質(zhì)桶；矸石脫介篩的合格介質(zhì)全部進(jìn)入合格介質(zhì)桶；分流的合格介質(zhì)及稀介經(jīng)過磁選機(jī)處理后，磁選精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶，磁選尾礦一部分作為脫泥篩的沖水，另一部分進(jìn)入煤泥回收系統(tǒng)。介質(zhì)回收流程如圖1所示。

圖1 介質(zhì)回收系統(tǒng)原則工藝流程

3 選煤廠介質(zhì)系統(tǒng)存在的不足

3.1 磁選機(jī)來料調(diào)節(jié)不靈活

葫蘆素礦井原煤水分大，并存在泥化現(xiàn)象，導(dǎo)致原煤分級(jí)脫泥篩分級(jí)效果不理想，造成原煤中小于13 mm粒級(jí)的部分末煤進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致重介懸浮液密度忽高忽低。為保證生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，系統(tǒng)分流量調(diào)整頻次增加，磁選機(jī)來料濃度、流量不穩(wěn)定，磁選機(jī)來料調(diào)節(jié)僅能通過調(diào)整精煤脫介篩、矸石脫介篩噴水大小來調(diào)節(jié)磁選機(jī)來料流量，且磁選機(jī)來料濃度較大，原設(shè)計(jì)系統(tǒng)無法調(diào)整來料濃度，造成磁選機(jī)底流閥容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致尾礦介質(zhì)損失增加。2020年2月連續(xù)12 d磁選尾礦磁性物含量統(tǒng)計(jì)見表1。

3.2 固定篩板角度偏大

選煤廠原設(shè)計(jì)預(yù)脫介固定篩角度為15°，重介淺槽分選機(jī)溢流快速通過精煤固定篩到達(dá)精煤脫介篩合格介質(zhì)段，介質(zhì)脫除不徹底，使得精煤脫介篩負(fù)荷增加，造成合格介質(zhì)竄流至稀介段，給磁選機(jī)增加了負(fù)荷，導(dǎo)致介質(zhì)丟失，進(jìn)入磁選機(jī)中的煤泥、介質(zhì)含量高時(shí)，對(duì)磁選機(jī)桶皮造成了極大的磨損，使用壽命受到影響。2020年2月5—16日介耗統(tǒng)計(jì)見表2。

3.3 合格介質(zhì)桶維修時(shí)，增加系統(tǒng)介質(zhì)消耗

選煤廠在生產(chǎn)運(yùn)行5 a后，合格介質(zhì)桶出現(xiàn)部分磨漏現(xiàn)象，機(jī)電人員對(duì)合格介質(zhì)桶進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，必須先將桶中合格介質(zhì)放至地溝內(nèi)，合格介質(zhì)在地溝中長(zhǎng)時(shí)間停留會(huì)出現(xiàn)凝聚結(jié)塊、與煤泥混合等現(xiàn)象。在檢修完畢后，利用掃地泵將合格介質(zhì)回收至桶內(nèi)之前，要先對(duì)其稀釋后再通過掃地泵打入合格介質(zhì)桶，在此過程中會(huì)造成介質(zhì)密度降低，要想保證介質(zhì)系統(tǒng)正常運(yùn)行，需對(duì)介質(zhì)經(jīng)磁選機(jī)精選后，再進(jìn)入合格介質(zhì)桶來保證介質(zhì)系統(tǒng)正常運(yùn)行。在整個(gè)回收介質(zhì)過程中會(huì)造成部分介質(zhì)損失。

3.4 磁選尾礦進(jìn)入原煤脫泥篩增加入洗煤含泥量

設(shè)計(jì)將磁選尾礦作為脫泥篩噴水，由于含有煤泥，易糊堵噴水，致使脫泥效果差，繼而導(dǎo)致細(xì)顆粒進(jìn)入塊煤分選系統(tǒng)，這部分混入的細(xì)顆粒在影響分選效果的同時(shí)，自身在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行路徑長(zhǎng)，加劇其泥化現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)磁選尾礦中的細(xì)泥自身也在系統(tǒng)中運(yùn)行過長(zhǎng)，加劇細(xì)粒級(jí)的泥化，污染介質(zhì)、影響產(chǎn)品質(zhì)量、糊堵后續(xù)脫介(脫水)篩孔。2020年2月5—16日入洗煤含泥量統(tǒng)計(jì)見表3所示。

表1 2020年2月5—16日磁尾礦磁性物含量統(tǒng)計(jì)

表2 2020年2月5—16日介耗統(tǒng)計(jì)

表3 2020年2月5—16日入洗煤含泥量統(tǒng)計(jì)

4 改造措施

4.1 磁選機(jī)來料處增加補(bǔ)水管

磁選機(jī)來料箱增加補(bǔ)水管路，可調(diào)節(jié)磁選機(jī)來料濃度在合理的范圍內(nèi)，使尾礦濃度降低，使得排料不易發(fā)生堵塞；并且通過調(diào)整補(bǔ)水量可以調(diào)整磁選機(jī)液面，保證正常工作液面，提高磁選效率。通過改造使磁選效率提高。2020年8月5—16日改造后磁尾礦磁性物含量統(tǒng)計(jì)見表4。

4.2 調(diào)整固定篩角度

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，將固定篩角度由原設(shè)計(jì)15°調(diào)整為10°，使得精煤通過固定篩的速度降低，增加固定篩的泄介量，減少了合格介質(zhì)進(jìn)入稀介段的量，有效降低了介耗。2020年8月5—16日介耗統(tǒng)計(jì)見表5。

4.3 調(diào)整磁選尾礦去向

將磁選尾礦直接引入煤泥水桶(閑置的磁選尾礦桶及泵作為備用)，用循環(huán)水作為脫泥篩上噴水，這項(xiàng)改造一可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)系統(tǒng)的煤泥聚集，減少分流量，提高磁選效果，減輕細(xì)泥在系統(tǒng)中的“惡性循環(huán)”；二可以提高脫泥篩的脫泥效果，有利于重介系統(tǒng)分選生產(chǎn)，2020年8月5—16日入洗煤含泥量檢測(cè)結(jié)果見表6。

4.4 增加備用合格介質(zhì)桶

在合格介質(zhì)桶附近合適位置設(shè)置備用合格介質(zhì)桶，當(dāng)合格介質(zhì)桶發(fā)生磨漏現(xiàn)象后，將合格介質(zhì)通過連接管路輸送至備用桶，同時(shí)通過轉(zhuǎn)排泵將合格介質(zhì)桶剩余介質(zhì)轉(zhuǎn)排至備用桶中，避免因合格介質(zhì)桶維修將桶內(nèi)合格介質(zhì)放入地溝的現(xiàn)象發(fā)生，降低合格介質(zhì)損失。

5 效果分析和取得的經(jīng)濟(jì)效果

5.1 生產(chǎn)系統(tǒng)介耗降低

通過采取以上措施，葫蘆素選煤廠介耗顯著降低，噸原煤介質(zhì)消耗由投產(chǎn)初期的0.9 kg降至目前的0.5 kg。按全年入選1 000萬t原煤計(jì)，每噸介質(zhì)按照長(zhǎng)期協(xié)議單價(jià)900元計(jì)算，每年可節(jié)約介質(zhì)采購費(fèi)用達(dá)360萬元，可見降低介耗后經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

表4 改造后2020年8月5—16日磁尾礦磁性物含量統(tǒng)計(jì)

表5 改造后2020年8月5—16日介耗統(tǒng)計(jì)

表6 改造后2020年8月5—16日入洗煤含泥量檢測(cè)結(jié)果

5.2 降低人工費(fèi)

通過采取上述措施，噸原煤介質(zhì)消耗由投產(chǎn)初期的0.9 kg降至現(xiàn)在的0.5 kg，每日按照入洗3 萬t原煤計(jì)算，每日需消耗介質(zhì)由27 t將至15 t，每日由班班為系統(tǒng)加介，轉(zhuǎn)變?yōu)榘装酁橄到y(tǒng)加介，即可滿足生產(chǎn)系統(tǒng)消耗，每日減少1名崗位人員。

介質(zhì)桶維修時(shí)，原設(shè)計(jì)為所有介質(zhì)由掃地泵回收，掃地泵維修量大，每年更換4次易損件，平均每次需5工日；現(xiàn)改造后，每年只需維修1次。年節(jié)約人工費(fèi)約0.9萬元。

5.3 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

掃地泵原每年需更換4次易損件，經(jīng)改造后，現(xiàn)只需更換1次，1套易損件按照1萬元計(jì)算，每年可節(jié)約3萬元。

磁選機(jī)底流閥(DN250)每年需更換2次，經(jīng)改造后，每2 a更換1次，生產(chǎn)系統(tǒng)中有8臺(tái)磁選機(jī)，16個(gè)底流閥，每個(gè)底流閥按照4 000元計(jì)算，每年可節(jié)約6.4萬元。

磁選機(jī)桶皮每3 a更換1次，經(jīng)改造后，每6 a更換1次，生產(chǎn)系統(tǒng)有8臺(tái)磁選機(jī)，每套磁選機(jī)桶皮更換費(fèi)用約需6萬元，每年可節(jié)約8萬元。

6 結(jié) 語

葫蘆素選煤廠通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)改造，采取介質(zhì)桶串聯(lián)備用桶、磁選機(jī)增加補(bǔ)水管路、固定篩調(diào)整角度等措施，更加捋順介質(zhì)系統(tǒng)，將介質(zhì)系統(tǒng)回收效率逐步提高，極大地降低噸煤介耗，提高介質(zhì)系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效，進(jìn)一步推進(jìn)公司高質(zhì)量發(fā)展，為下一步葫蘆素選煤廠末煤系統(tǒng)啟動(dòng)，介質(zhì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。