淮北选煤厂涡北分厂水力旋流器组的替换和应用
2012-11-17王敬坤
王敬坤
（淮北矿业集团淮北选煤厂，安徽淮北 235000）
淮北选煤厂涡北分厂水力旋流器组的替换和应用
王敬坤
（淮北矿业集团淮北选煤厂，安徽淮北 235000）
针对水力旋流器组磨损大、偏压现象明显的问题，介绍了淮选厂涡北分厂水力旋流器组的改造及其取得的成果应用。
粗煤泥回收；水力旋流器；分级粒度；波瓦罗夫生产能力公式
淮北选煤厂涡北分厂是一座设计入洗原煤120万t／a的矿井型炼焦煤选煤厂，采用的是预先脱泥－重介分选－粗煤泥回收－煤泥浮选－尾煤压滤的选煤工艺；粗煤泥回收采用典型的水力旋流器＋弧型筛＋离心机的回收工艺，如图1。其中水力旋流器的选择很重要，能起到实现重介旋流器分选下限降低，解决煤泥水系统跑粗，提高中煤产率，减少后续作业负荷，降低生产成本的作用。
图1 粗煤泥回收系统
1 水力旋流器结构参数介绍［1］
水力旋流器结构参数有旋流器直径、进料管直径、溢流管直径、底流口直径、旋流器柱体长度等。
（1）水力旋流器直径。水力旋流器的直径主要影响其处理能力和分离粒度大小。在要求溢流粗而处理能力高的场合，一般选用大直径水力旋流器；当要求分离粒度很细时，应选用小直径的水力旋流器。
（2）水力旋流器的进料管直径。进料管直径的增大会导致水力旋流器的生产能力和分离粒度增大，并可减小磨损。一般分级和浓缩的标准水力旋流器进粒管直径di＝（0.15～0.25）D。
（3）水力旋流器的溢流管直径。溢流管直径是影响水力旋流器分离性能的一个重要尺寸，它不仅影响流量比（底流与溢流流量之比），而且还影响入口进料量和溢流出口能量损失的大小。在进口压力不变的情况下，在一定范围内增加溢流口直径，生产能力和分离粒度也会随之增大。水力旋流器溢流管直径d0＝（0.2～0.3）D。
（4）水力旋流器的底流口直径。底流口直径对流量比分级效率都有影响。推荐底流口直径du＝（0.07～0.25）D，底流口与溢流口直径之比（亦称锥比），若仅考虑分级效率，其值一般在0.35～0.65间最佳。
（5）水力旋流器柱体长度。旋流器的柱体长度对处理能力影响不大，对分选效果有影响，柱体长则分级时间长，分级较为完善，分级效果较好。一般柱体长度H＝（0.7～2.0）D。
（6）水力旋流器锥角。增大锥角，分离粒度变粗；减小锥角，分离粒度变细。细粒级物料，通常取10～15°；粗粒级物料浓缩一般用较大锥角，通常取20～45°。选煤厂的水力旋流器一般用20°。
2 生产中存在的问题
根据淮北选煤厂涡北分厂工艺设计的要求，旋流器能有效分级物料至0.25mm，能处理：精煤磁选尾矿量360.92 m3·h－1，中矸磁选尾矿量240.64m3·h－1。
根据这些要求，当初选精煤磁选尾矿水力旋流器为FX350—GJ×6，选中矸磁选尾矿水力旋流器为FX350—GJ ×4。在使用过程中，发现各旋流器流量分配不均衡，偏压现象较明显、磨损程度及分级效果差异大，维修成本高。
3 原因分析及水力旋流器组的替换
究其原因：
（1）设备多不好控制，操作难度大。
（2）磨损较快，各旋流器耗损程度差别大，检修困难。
针对上述因素，我们决定用单个旋流器代替旋流器组。参考《水力旋流器》（JB／T9035—1999），用FX710—GT代替FX350—GJ×6，用FX610—GT代替FX350—GJ ×4，水力旋流器技术规格见表1。
表1 水力旋流器技术规格
3.1 水力旋流器的生产能力计算
根据波瓦罗夫生产能力计算公式：
波瓦罗夫公式适用于直径大于300mm的水力旋流器［2］。
式中：qm为水力旋流器生产能力，m3·h－1；kD＝0.8为锥角，D为旋流器直径，cm；di为入料管直径，cm；d0为溢流管直径，cm。
直径为710mm水力旋流器，根据公式可算出qm＝401.02m3·h－1，直径为610mm水力旋流器，根据公式可算出qm＝281.80m3·h－1，满足生产能力要求。
3.2 分级粒度的确定
分级粒度S95以溢流中95%的物料通过标准筛筛孔的大小来表示。从溢流筛分资料（见表2），可以看出710mm和610mm分级粒度为0.24mm，满足分级要求。
表2 旋流器溢流筛分资料
4 结论
（1）在淮北选厂涡北分厂用直径为710mm、610mm的水力旋流器代替直径为350mm的水力旋流器组是可行的，并取得了成功应用。
（2）大型水力旋流器其分级粒度实际值基本贴近设备说明的上限，甚至高于上限。
［1］赵良兴.选煤厂水力旋流器选型及应用探讨［J］.选煤技术，2011（2）.
［2］罗科华，等.水力旋流器生产能力计算模型及其适用分析［J］.选煤技术，2004（3）.
TD94
A
1671-8275（2012）04-0139-02
2012-07-15
王敬坤（1979-），男，安徽宿州人，淮北矿业集团淮北选煤厂助理工程师。
訾兴建
