任家庄选煤厂二期重介系统优化改造实践

葛咸浩，袁永胜，徐虎彪,艾杰廉

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467000)

任家庄选煤厂二期重介系统优化改造实践

葛咸浩，袁永胜，徐虎彪,艾杰廉

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467000)

为了解决任家庄选煤厂二期重介主洗系统分选效果差、中煤带煤量大的问题，从介质入料压力稳定性、介质入料压力大小和旋流器结构三个方面入手进行了优化改造，从而使中煤带煤量得到明显下降，解决了精煤损失严重的问题。

重介质旋流器；入料压力；分选时间；中煤带煤量；精煤损失

任家庄选煤厂是隶属于神华宁煤集团的矿井型选煤厂，原设计处理能力为2.40 Mt/a，由北京华宇公司EPC形式承建，于2008年5月顺利投产，后因矿井扩能需要，又入选部分外来煤，选煤厂于2012年进行了改扩建，新增设计规模为2.40 Mt/a，扩建后总能力达到了4.80 Mt/a。任家庄选煤厂主洗煤层为任家庄3号煤层、5号煤层和6号煤层等，属中高灰、低硫、中高热值的1/3焦煤[1]，生产工艺流程为：原煤经1 mm预先脱泥后，50～1 mm粒级采用无压三产品重介质旋流器分选，1～0.25 mm粒级采用TBS分选，细煤泥进入浮选，浮选精煤由加压过滤机回收，浮选尾煤进入浓缩机，采用两段处理，一段由沉降过滤机回收，二段由压滤机回收。原煤入选方式主要有：3号煤+5号煤按1∶1比例配选、3号煤单独入选和5号煤单独入选。由于入选原煤煤质波动较大，因此给重介主洗系统分选带来了很大的压力，导致分选效果较差。自2013年投产以来，该厂主要入选原煤为5号煤，由于5号煤属于极难选煤，因此精煤损失严重，亟待对二期重介主洗系统进行优化改造。

1 存在的问题

1.1 介质入料压力不稳

任家庄选煤厂二期采用了2台WTMC1300/920型三产品重介旋流器作为主洗设备，在生产中二者共用一个合格介质桶，因此生产中存在两台合格介质泵“抢料”的问题，最终导致介质入料压力不稳[2]。表1所示为不同时间段测得的2309重介系统和2310重介系统的介质入料压力。由表1可知，2309介质入料压力整体低于2310介质入料压力，且两套系统皆存在压力不稳的情况，因此严重影响了分选效果，导致产品质量不稳定，精煤损失严重。

表1 原主洗系统介质入料压力监测结果Table 1 Monitoring results of medium feed pressure in original main separation system

1.2 介质入料压力小

根据技术要求，WTMC1300/920型三产品重介旋流器入料压力为0.22～0.30 MPa，2309系统和2310系统入料压力基本符合技术要求，但是由于两套系统压力的差异性，导致产品质量差异较大，如表2所示。由表2可知，压力大小对于精煤损失量影响显著，为了达到较好的分选效果应该提高介质入料压力。

1.3 对入选原煤适应性较差

由于主要入选的5号煤σ±0.1含量超过了40%，属于极难选煤，因此在实际生产过程中，精煤一段分选存在着分选不完全的现象，精煤在没有完全分离的情况下进入了二段旋流器，最终导致中煤中<1.45 g/cm3密度级含量增高，精煤损失量大。单从旋流器自身的角度考虑，可能是因三产品旋流器二段入料口尺寸不合适，过大的开口导致入选原煤在一段分选时间变短[3]，没有进行有效分选的情况下，从而使大量的精煤进入了二段，最综导致精煤损失量大，中煤带精煤严重。

2 优化改造

2.1 泵吸入口管道的优化

在两台合格介质泵共用一台合格介质桶的情况下，易使合格介质供给不及时，形成不均匀紊流，导致两台泵吸入的流体不能充满入口管道，进而造成泵出口压力不稳。要想解决介质入料压力的不稳定，重点在于解决泵吸入口管道抢料的问题[4]。鉴于现场实际条件的限制，为减少了相互之间的干扰，有助于吸入口管道流体的充满，采用了将两台泵的吸入口管道错开布置的方案(图1)，从而避免了两管道在同一基准线上的抢料问题；同时，将两个吸入口的紊流中心距离加大，并在吸入口安装喇叭口，以加大管道与流体的接触面积，从而使流体更易于充满管道。表3所示为优化改造后不同时间段测得的2309重介系统和2310重介系统的介质入料压力。

表3 优化改造后主洗系统介质泵入料压力监测结果Table 3 Monitoring results of medium pump feed pressure in modified main separation system

由表3可见，优化改造后两系统入料压力有了很大改善，压力的稳定性大幅度提升，并且压力值也有所提高，达到了预期的效果。

2.2 润湿管路接出口位置优化改造

优化改造前润湿管接出位置如图2所示，接出位置在流体改向三通的盲板上直接开洞接出，这种接出方式使得接出口方向与流体改向前流体流动方向一致，从而易形成低压区，直接导致流体从润湿管路高速流出，泄压严重[5]。

为提高介质入料压力，优化改造后润湿管接出位置如图3所示，接出位置在流体改向之后的水平管路上，这种接出方式使得接出口方向与流体流动方向垂直，压力差较小，使得流体分出一部分改向去润湿管路的同时，绝大部分流体能够沿着原来的方向进入旋流器，润湿管路泄压较小。

图2 改造前润湿管接出位置Fig.2 Joint position of wetting tube before modification

图3 改造后润湿管接出位置Fig.3 Joint position of wetting tube after modification

由表4可以看出，优化改造后介质入料压力提升明显，2309系统入料压力由0.24 MPa提高到0.31 MPa，2310系统入料压力由0.28 MPa提高到0.33 MPa。

表4 优化改造前后系统介质入料压力对比 MPaTable 4 Comparative results of medium feed pressure before and after modification

2.3 重介旋流器的优化改造

设计采用了两台WTMC1300/920型三产品重介旋流器作为主选设备，但根据任家庄现场实际生产情况，分析认为导致重介旋流器中煤带精煤量大的原因在于物料在一段分选时间过短，以致精煤没有完全分离就进入二段，从而使精煤损失严重。为了延长一段分选时间，使精煤有足够的分离时间，将旋流器二段入料口进行了重新设计，将二段入料口直径由原来的920 mm减小到850 mm，使两台WTMC1300/920型三产品重介旋流器变为两台WTMC1300/850型三产品重介旋流器。

由表5可见，优化改造后综合中煤中<1.45g/cm3密度级含量大幅下降，由优化改造前的23.5%下降到6.5%，效果相当明显，达到了预期的目标。

表5 优化改造前后系统综合中煤<1.45g/cm3密度级含量对比Table 5 Comparative results of content of minus 1.45g/cm3clean coal carried in middlings before and after modification

3 结语

在对原煤煤质进行分析的基础上，任家庄选煤厂从介质入料的稳定性、入料压力和旋流器的结构三个方面入手，通过优化布置泵吸入口管道，改变润湿管路接出口位置，降低二段入料口直径等措施，达到了稳定分选系统的压力、提高入料压力和延长三产品旋流器一段的分选时间的目的，最终解决了任家庄选煤厂二期主洗系统中煤带精煤量大，精煤损失严重的问题。

[1] GB/T15715—2005 煤用重选设备工艺性能评定方法[S].

[2] 褚良银，陈文梅.旋转流分离理论[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[3] 刘立文.影响重介质旋流器分选效果的因素[J].选煤技术，2007(5).

[4] 叶志刚，牛宏宇.无压三产品重介质旋流器结构参数探讨与实际应用[J].煤炭工程，2007(12).

[5] 黄海峰，陈 干，宋晓艳.无压给料三产品重介质旋流器内物料切向速度对分选效果的影响[J].煤炭加工与综合利用，2007(3).

Optimization and modification on second phase heavy medium separation system in Renjiazhuang coal preparation plant

GE Xian-hao,YUAN Yong-sheng,XU hu-biao,AI Jie-lian

(China Coal Technology & Engineering Group Beijing Huayu Engineering Co.,Ltd.,Pingdingshan,Henan 467000,China)

In order to solve problem caused by bad separation effect and much clean coal carried in middlings in second phase heavy medium separation system of Renjiazhuang coal preparation plant,the optimization and modification on this system is made in forms of medium feed pressure and its stability,cyclone structure. The application shows that content of clean coal carried in middlings is significantly reduced,and then loss of clean coal reaches minimum.

heavy medium cyclone; feed pressure; separation time; content of clean coal carried in middlings; loss of clean coal

1001-3571(2015)02-0053-03

TD942

B

2014-09-21

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.015

葛咸浩(1983—)，男，安徽省六安市人，工程师，从事选煤设计与技术管理工作。

E-mail：zhugexianhao@163.com Tel：15836912935