SKT跳汰机高压风净化方案分析

林国富, 娄德安

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012;2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

SKT跳汰机高压风净化方案分析

林国富1,2, 娄德安1,2

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012;2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

针对部分跳汰选煤厂生产过程中时常出现的跳汰机电磁阀等气动元件易损坏的问题，从提高其所用高压风洁净度的角度入手，通过分析目前常用的高压风净化方法，以一台16 m2SKT跳汰机为例，提出了三种切实可行的高压风净化方案，并对三种方案进行了详细分析，为保障跳汰生产的正常运行提供了有益参考。

跳汰机; 高压风; 集中加油过滤装置；净化方案；冷干机; 吸干机

在SKT型跳汰机选煤的过程中，控制器会按照一定的控制要求输出控制脉冲至驱动板，从而驱动风阀系统中的电磁阀通断换向。在电磁阀通断换向的过程中，作为控制风的高压风推动风阀系统中的气缸阀芯上下运动，进而带动风箱内的盖板(滑)阀的打开和关闭。在盖板(滑)阀开关的过程中，低压风进入或排出机体，促使机体内的水流产生脉动，从而达到原煤按密度分层的最终目的[1-2]。通过对SKT型跳汰机运行过程的分析可以看出，高压风是其进行原煤分选的前提条件和根本保证，高压风的洁净与否直接影响着电磁阀的寿命和整个跳汰机的稳定运行。目前SKT型跳汰机所用高压风一般来自于空压机或矿井用风系统，普遍采用的高压风净化装置是安装于高压风入口处的，由可拆装的过滤器、调压阀及油雾器组成的集中加油过滤装置(简称三联体)。该装置具有体积小，价格便宜，拆装更换方便等优点，实践应用表明该装置能够滤除高压风中的大部分污染物，并实现对高压风压力的再调整和油雾化处理，但在实际应用中，高压风的含水量对其运行效果影响较大。

1 问题分析

由于集中加油过滤装置中的过滤器安装在高压风的入口处，且高压风以切向进入进行旋风分离，这就使高压风进入过滤器后沿切线方向产生旋转，离心力的作用使夹杂在高压风中的水珠分离出来，凝结于水杯里。在高压风中含水量不大的时候，该装置能够提供洁净、油雾化的控制风给跳汰机的风阀系统，可保证跳汰机的正常运行；但当高压风中含水量较大的时候，经过该集中加油过滤装置作用后，高压风中会夹带大量的液态油-水混合物，极易导致电磁阀阀芯、气缸等气动元件锈蚀，使元件损坏的几率大大增加，影响整个跳汰机的正常运行。在实际生产中这种情况时有发生。

对于此，现场只能多准备一些电磁阀、气缸等的备件，以便出现问题时及时更换，此外也没有什么太好的解决办法。本着对用户负责的态度，需要积极探索解决这一问题的实质性方法。

2 高压风的净化原理

高压风中的污染物主要是水分、固体杂质及油分等。对于固体杂质，通常采用过滤法进行净化，就是让高压风通过多孔的滤芯，滤除其中的固体杂质。用户可以根据所需过滤的固体杂质的含量要求，选择对高压风进行粗过滤、精密过滤及超精密过滤[2,3]。目前SKT跳汰机集中加油过滤装置中的过滤器采用的是25/50 μm的喷铸铜质滤芯，可以很好地滤除高压风中的固体杂质，因此关于高压风中的固体杂质，仍然可采用过滤器滤芯过滤的方法净化。

相比于固体杂质，高压风中的水分的干燥过程较为复杂，需要技术、经济及实用性对比后确定，目前对高压风的干燥处理，可采用的方法主要有冷干法、吸干法和旋风分离法等。

(1)冷干法。冷干法的原理类似空调的原理，将高压风通过冷媒质系统后，高压风的温度被降低到饱和露点以下，其中的水分凝结成液态水分离出来，并通过自动排水装置排出，以达到干燥高压风的目的。利用冷干法干燥高压风的装置称为冷干机，一般由压缩机、蒸发器及冷凝器等部件组成[2,4]。冷干机具有压力露点高，空气压力损失小，设备投资少，运行稳定，故障率低，维护工作量小及无需控制入口高压风含油量等优点，但其对高压风的干燥效果不如下面将要提到的吸干机。冷干机可以同时除去高压风中的水分、油分等液体污染物[4-6]，是目前国内外应用较多的高压风干燥装置。

(2)吸干法。该法利用水分可以吸附在硅胶、分子筛或活性氧化铝等干燥剂上的特点，利用干燥剂吸收高压风中的水分而获得干燥的高压风。按照干燥剂吸水饱和后再生过程中是否需要供给热量，可分为无热再生吸干机和有热再生吸干机，其中：无热再生吸干机是利用变压吸附原理，用干燥后占总量15%～20%的高压风作为再生风，使已处于饱和状态的干燥剂解吸再生；有热再生吸干机采用两个干燥剂储罐，工作时一个储罐对高压风进行干燥，另一个储罐利用外部提供的热空气使干燥剂水分蒸发而受热脱水再生[4,6]。吸干机对高压风具有极佳的干燥效果，无需基础安装，但对其入口高压风含油量有一定要求，含油量过高的话，会影响干燥剂的吸水效果；并且当高压风的温度高于吸干机设计的最大入口温度时，吸干机对高压风的干燥效果会大打折扣。在高压风含水量要求比较苛刻且温度较高时，可以在吸干机的前端增加冷干机[7,8]。由于无热再生吸干机在干燥剂再生时需要消耗一定量的干燥后的高压风，因此在考虑用气量时，除满足跳汰机用风量要求外，还应再增加一定的风量作为干燥剂再生之用。

(3)旋风分离法。该法无需外加动力，仅利用高压风自身的压力，让空气旋转流动，利用旋转的离心力除去高压风中大部分的水分，从而达到净化高压风的目的。常用的油水分离器就是利用旋风分离法除水净化高压风的[7]。该产品体积小，重量轻，价格便宜，目前跳汰机采用的集中加油过滤装置中的过滤器兼具油水分离器的功能，但生产实际应用表明，当高压风中的水分含量较大时，该方法对高压风的净化效果欠佳。

3 SKT型跳汰机高压风净化方案

对SKT型跳汰机高压风的净化而言，主要就是除去高压风中的水分和固体杂质。跳汰机用高压风基本都是用螺杆空压机将大气压缩后得到的，因此其中的杂质一部分来源于空气，一部分来源于螺杆空压机内部系统，这也就决定了要解决跳汰机用高压风的净化问题，只能在空压机的高压风出口和跳汰机高压风入口之间采取措施。对于一台16 m2的SKT型跳汰机而言，其所需的高压风的压力在0.6～0.7 MPa，用气量为3.2 m3/min，可采取以下几种高压风净化方案：

(1)方案1。鉴于目前SKT型跳汰机用的集中加油过滤装置中可拆装组合的过滤器兼具油水分离器的功能，因此可以在目前的集中加油过滤装置中再加装一级过滤器，形成由两个过滤器、调压阀及油雾器组成的四联体装置，实现对高压风的两次固体杂质过滤和两次油水分离。该四联体装置需要增加的资金投入不足千元，且可自己组装，简单易行，不需要新增设备，在现有跳汰机零部件的基础上即可实现。目前该方案已应用于生产实践，较之前相比，采用该方案后，电磁阀等电气元件损坏现象大有改观，但根除的不是很彻底。

(2)方案2。在保证现有SKT型跳汰机零部件配置不变的前提下，在空压机高压风管道出口至跳汰机集中加油过滤装置高压风管道入口处增加一台冷干机，使其与集中加油过滤装置共同作用，以滤除高压风中的水分和固体杂质，为跳汰机风阀系统的气动元件提供洁净油雾化的高压风。按照16 m2SKT型跳汰机的高压风风压和用气量，可选择处理量为3.8 m3/min的LG-038N冷干机，其主要技术参数如表1所示。该冷干机高压风进出口管均为DN40(1.5寸)管，通过螺纹连接接入现有高压风管道系统。考虑到收集冷干机运行的过程中排出水的需要，将其靠近跳汰机侧安装，使其排出的水分直接进入跳汰机。该方案需要增加的资金投入在 4 000元左右，设备厂家提供的技术数据表明，该冷干机可滤除高压风中80%以上的水分，但实际干燥效果如何，还有待进一步的生产实践检验。

(3)方案3。在保证现有SKT型跳汰机的零部件配置不变的前提下，在空压机高压风管道出口与跳汰机集中加油过滤装置高压风管道入口之间增加一台吸干机，使其与集中加油过滤装置共同作用，滤除高压风中的水分和固体杂质，为跳汰机风阀系统的气动元件提供洁净油雾化的高压风。按照16 m2SKT型跳汰机的高压风风压和用气量，可选择处理量为3.8 Nm3/min的LG-30AC无热再生吸干机，其主要技术参数如表1所示。该吸干机高压风进出口管均为DN25(1寸)管，通过螺纹连接接入现有高压风管道系统。尽管吸干机在使用过程中不需要考虑水分的回收问题，但为了保证其入口高压风的温度不至于太高，同样将其靠近跳汰机侧安装；由于吸干机对其入口高压风含油量有一定要求，因此在实际应用中还需要视入口高压风含油量的多少，考虑是否需要增加前置的除油过滤器。该方案需要增加的资金投入至少为6 000元，设备厂家提供的技术数据表明，该吸干机可滤除高压风中90%以上的水分，但如同方案2一样，实际干燥效果也有待于实践的检验。

表1 冷干机与吸干机技术参数对比

综上分析可知，方案1投入最少，方案2和方案3都需要消耗一定的电能，会增加整个选煤厂的运行成本。三种方案中均可视生产现场具体情况的需要，在空压机的出口处增加一个缓冲罐，一方面起到稳压的作用，另一方面让空压机输出的高压风先经过缓冲罐，分离出高压风中夹杂的部分固体杂质和液体成分，起到一个粗净化的作用，然后再经过干燥机和过滤器进一步净化。

4 结语

通过研究分析目前高压风的净化原理，探讨了解决SKT跳汰机在选煤的过程中，由于高压风中污染物较多、不够洁净而时常损坏电磁阀等电气元件的问题，并以一台16m2SKT跳汰机为例，给出了三种切实可行的解决方案。在三种方案中，方案1投资最少，方案3净化效果最好，各生产现场可按照适度净化，确保跳汰机连续生产的原则，选择适宜的高压风净化方案。

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Notes on the scheme of SKT jig high-pressure air purification

LIN Guo-fu1,2, LOU De-an1,2

(1. Tangshan Research Institute Co., Ltd., China Coal Technology & Engineering Group, Tangshan 063012, Hebei, China; 2. Hebei Province Coal Washing & Engineering Technology Research Center, Tangshan 063012, Hebei, China)

The trouble with the solenoid valve and other pneumatic elements frequency occurs during jigging operation in part of coal preparation plants. For tackling this problem, an investigation is made proceeding from the enhancement of the purity of high-pressure air. Based on an analysis of the high-pressure air purification methods currently in common use, 3 feasible purification schemes are proposed and applied on a 16 m2SKT jig by way of example. A detailed analysis and comparison is made in the paper of the 3 schemes proposed. The schemes provided a valuable reference for ensuring the normal jigging operation.

jig; high-pressure air; centralized oil filling and filtration mechanism; purification scheme; freeze dryer; absorption dryer

1001-3571(2016)04-0033-03

TD942

A

2016-01-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.009

林国富(1984—)，男，黑龙江省绥化市人，硕士，研究实习员，从事跳汰机研究设计与选煤厂设计工作。

E-mail：linguofu119@126.com Tel：0315-7759458

林国富, 娄德安. SKT跳汰机高压风净化方案探讨[J]. 选煤技术，2016(4)：33-35.