弛张筛在哈尔乌素选煤厂的应用

吉日格勒

（神华准格尔能源有限责任公司选煤厂，内蒙古鄂尔多斯010300）

选矿工程

弛张筛在哈尔乌素选煤厂的应用

吉日格勒

（神华准格尔能源有限责任公司选煤厂，内蒙古鄂尔多斯010300）

通过工业化筛分试验分析，对比筛分效率，测算限上率、限下率等有关数据，结果表明：弛张筛应用后能提高了精煤、块煤的产率，并取得明显的经济效益。

弛张筛；块煤产率；筛分效率；经济效益

0 引言

中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿选煤厂位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇，于2008年建成投产，属动力煤选煤厂。入选原煤属低灰-中灰、低硫-中硫、特低磷、中高发热量的长焰煤。原选煤工艺为原煤13 mm分级，200-13 mm块煤重介浅槽分选，-13 mm末煤不入选。自哈尔乌素露天煤矿选煤厂生产调试以来，一直以满负荷生产。投产以来，由于受原煤含矸量大，泥化严重，水分高等问题困扰，产品质量无法得到保障。由于入洗比例低，精煤回收率低，选煤厂经济效益无法满足日益严峻的煤炭市场。为提高选煤厂经济效益，从2015年开始，研究对选煤厂原煤筛分系统进行技术改造，原煤细颗粒遇水极易粘附，经香蕉筛筛分后容易造成筛孔堵塞，使筛分效率降低，影响筛分分级的连续性。而具有弛张运动的弛张筛能有效克服筛孔堵塞，显著提高筛板处理能力，从而实现了入选比例大幅提高和精煤产率及产品发热量的提升，增加了企业经济效益[1]。

1 国内外筛分设备

早在20世纪60年代就已经研制成功了电动振动筛，但是由于其寿命、安全、成本等诸多因素的存在，阻碍了其应用于推广。近几十年，对于-13 mm的筛分设备的研制有了很大的发展，主要有旋转概率筛、螺旋辊轴筛、立式圆筒筛、概率筛、等厚筛、节肢振动筛、弛张筛、琴弦细粒分级筛等等。

尽管国内外筛机种类繁多，但是由于筛分效率低、使用寿命短、安全技术不达标等原因使得大部分筛机不能令人十分满意。进一步开发和研制新型筛机及筛分理论日趋迫切。目前，作为能够满生产工艺的高要求，出色完成潮湿细粒煤炭筛分的有效设备，弛张筛在发展洁净煤炭技术中起着举足轻重的作用[2]。

2 弛张筛工作原理及特点

弛张筛采用聚氨酯橡胶筛面，在双质量振动系统控制下，支承筛面的任意两根相邻横梁分别属于两个振动质体，其中一个质体是筛箱，另一个质体是配重。当两质体相差w相位振动时，任意两根相邻横梁时而相互靠近，时而相互远离，弹性筛面也相应时而松弛，时而张紧，即筛面随筛箱作牵连运动的同时，还相对筛箱作相对运动。这种弛张运动不仅使筛孔不断变形，也增加了筛面的振动强度，从而有效克服了筛孔堵塞现象，显著提高筛机处理能力[3]。筛机结构如图1，相邻横梁驰张情况如图2。

图2 相邻横梁驰张情况

2.1 弛张筛特点

1）弛张筛采用亚共振的原理来实现振动，所以设备需要的动力需求较小。弛张筛没有复杂的机械传动装置切结构紧凑，虽然筛面的表面加速度可以达50 g，但筛体振动对基础的冲击载荷远远小于传统筛机的冲击，其他的一层或多层的浮床曲张利用椭圆振动带动，并且弛张筛的浮床曲张振动的振幅远远大于传统振动设备的振幅，有效地解决了筛板筛孔堵塞、筛分效率低的问题，可高效处理6 mm以下的黏性难筛分的物料。

2）弛张筛入料端物料速度快、料层薄，使得物料透筛率高，处理量高。由于排料端筛面倾角低，物料运动速度较慢，剩余筛下物可以在此过程彻底透筛，从而达到非常高的筛分效率。根据料群运动自身的规律性，弛张筛可有效地使湿黏物料层松散、分层和透筛。弛张筛结构简单，只需要一台电机即可驱动，筛机整体质量轻，耗能低、能够平稳可靠运行，故障率低，日常维护少，运行过程中噪音低，使用寿命长。

3）箱式激振器运动方式为线性运动，可靠性高，日常维护简单，耗费低。

4）筛分机侧部利用U形设计形成密封环境，侧板磨损率降低，可有效防止筛上物进入筛下。

5）筛板利用楔形橡胶条固定，不需要任何螺栓，检修时拆装方便、快捷[4]。

2.2 弛张筛与其他筛机的区别和优势

普通振动筛采用的驱动方式为激振器带动筛机运动，弛张筛则采用机械式驱动方式，从而保证在不同工况下振幅的稳定性。现场实际运行情况表明，虽然在临时增加处理量的情况下弛张筛仍然可以平稳运行，处理量增加造成弛张筛无振幅的情况得到有效避免。由于运动方式未曲轴传动，使弛张筛变为在筛面方向上的“摆动”，相对于由激振器驱动的筛机侧板容易产生应力集中的情况，弛张筛的侧板和横梁受力更为均匀，因此可从根本上降低筛机出现侧板或横梁开裂的现象，提高弛张筛运行的可靠性。

3 弛张筛筛分效果的影响因素

3.1 弛张筛的振幅

较难筛的物料运动规律表明，只有具备足够大的振幅和震动强度，才能保证获得良好的筛分效果，但是并不是振幅越大越好[5]，为了获得良好的筛分效果，当需要筛分难筛物料或者粗筛时，应选用较大振幅，小粒度或者粉状物料应该选用较小的振幅。虽然弛张筛具有较大的振幅，但其传动部件以及筛箱依然工作在较低的振动下，由于特殊的设计，使得弛张筛的零部件比常规零部件寿命长。

3.2 弛张筛的筛面宽度

由筛机筛面动力学分析表明，筛面的宽度会直接影响弛张筛的筛分过程。筛面宽度的增加几乎不影响筛面的运动速度，但是却能使筛面振幅提高，有利于充分筛透物料，但当筛面宽度达到一定程度时，筛面的加速度反而会有所降低，不利于物料彻底筛分，可能造成“兜矿”现象发生。同时，增加筛面宽度，可以减少筛分过程中筛面的应力，降低由于应力的集中对筛面产生的损耗。

3.3 筛面张紧量

弛张筛筛面张紧量。筛面张紧量是指筛面两端横梁间的最大距离与筛板长度的差值[6-7]。随着张紧量的减小，筛面速度的平均值降低，筛面运动逐渐缓慢，阻碍筛面和物料之间的运动的传递，对物料层的松散与分离产生影响，降低了筛分效率，但是过大的张紧量会使筛面的负担加重，降低筛面的使用寿命。

3.4 弛张筛的转速

研究表明，被筛物的抛射情况受弛张筛角速度的大小直接影响。角速度增大，筛面弹动加快，使得潮湿粘性物料更容易被抛起，能够促进物料分散和透筛。通过分析运动过程中弛张筛筛面物料运动轨迹方程可知，当弛张筛转速一定时，物料抛射1次所用的时间等于筛面转动1次所用的时间，这样物料在抛射1次后仍可回到之前的抛射状态，此时筛分效果较好，该转速即为第一临界速度。根据经验可知，当其他条件一定、弛张筛转速越接近第一临界速度时，筛分效果越好[5－6]。

4 弛张筛的应用

根据GB/T15716—2005煤用筛分设备工艺性能评定方法，弛张筛的筛分效率为：

式中：E为筛分效率，%；α为入料中小于6 mm的物料含量，%；β为筛下物中小于6mm的物料含量，%；θ为筛上物中小于6 mm的物料含量，%。

由此可计算物料筛分效率，见表1。

表1 哈尔乌素选煤厂分级筛改造试验数据对比

5 结果分析

通过以上实验可以证明，弛张筛结构可靠性高，运行平稳，设备坐落在弹簧上，设备噪音小且故障低，因为筛面工作时做弛张运动，在筛分过程中可以彻底避免潮湿细煤堵孔现象，同时在进行6、13 mm筛分时，筛分效率保持在93%以上。与之前的普通振动筛筛分效率75%相比，提高了18%。由于特殊的工作原理，可以减少进入洗选系统煤泥，同时粒级大于6、13 mm的煤炭入洗量得到很大程度的提高[7－8]。

6 经济效益

哈尔乌素选煤厂上半年完成一套系统原煤分级筛改造弛张筛工作，使入洗下限降到6 mm。截止2016年6月30日，入选毛煤量41万t，入洗比例较改造前增加12.39%，精煤产率增加6.72%，混煤产率降低了10%，准2煤增加4.94万t，入选毛煤量多增加0.73万t，增加综合经济效益110.13万元。弛张筛改造费用为131.04万元，预计入选49万t（40 d）毛煤就可收回改造费用；下半年改造系统计划入选毛煤量246万t，扣除改造费用预计增加经济效益640万元。

根据以上经济效益推算，按照哈尔乌素选煤厂全年外运2 340万t计算，全年可增加效益6 000万元，同时为今后出售块煤打下良好基础。

7 结论

1）物料通过弛张筛，物料在柔性筛面上进行筛分，使得容易粘附在筛板的颗粒可被迅速揉碎并立即弹离筛面，大大降低了由于物料过湿导致筛孔堵塞现象发生，同时由于应用大振幅的设计和弛张筛的特殊结构，因此弛张筛可在解决潮湿细煤深度筛分的同时保持较长的使用寿命。弛张筛的传动部件较少，日常运行可靠性高，使得维护工作量小，利用率高。

2）由于采用特殊筛板，使得物料不粘筛面，并有自动清洁的功能，岗位职工劳动强度得到有效的降低，由于弛张筛分选效率高，筛分效果好，使的进入洗煤系统的末煤量减少，从而大大减轻了煤泥水处理的负担，相应节约了煤泥水处理过程中的材料成本消耗，具有很好的经济效益。

3）弛张筛在哈尔乌素选煤厂的应用使用结果表明，在对物料进行6 mm分级时，筛分效率在90%以上，使得选煤厂精煤产率提高6.72%，有效提高了选煤厂经济效益。在洁净煤技术中弛张筛起着重要的作用。

［1］班海俊，孙景阳，孙海洋．利威尔弛张筛在神华李家壕选煤厂的应用［J］．煤炭加工与综合利用，2016（3）：6－8．

［2］刘初生，赵跃民，杨传良．一种新型弛张筛［J］．煤矿机械，1999（7）：46－47．

［2］葛咸浩．弛张筛在红柳选煤厂的应用［J］．洁净煤技术，2013，19（6）：9－12．

［3］黄绍服，李君，戴雪晴.弛张筛振幅的研究［J］.煤矿机械，2006（12）：38－39.

［4］范超群，赵洪宇，纪龙，等.弛张筛筛分效果影响因素及发展趋势分析［J］.选煤技术，2013（1）.

［5］宁小波，翟宏新，杨汉生.弛张筛筛面张紧量对筛面运动的影响［J］.煤矿机电，2009（5）：48－51.

［6］杨丽.弛张筛转速的选择［J］.煤矿机械，2004（6）：34－36.

［7］王兴禹，刘刚．弛张筛在选煤厂原煤分级筛分中的应用［J］．煤矿机械，2016（5）：159－160．

［8］杨丽．弛张筛在寺河矿选煤厂的应用［J］．煤炭加工与综合利用，2013（1）：30－31．

【责任编辑：解连江】

表5 经济指标对比

综上所述，研究推荐1#原煤破碎站移设位置方案1。

4 结论

通过3方案对比分析，以经济指标作为衡量标准，计算出移设步距随各敏感指标的函数关系，通过进一步分析，给出1#原煤破碎站最优布设的方案位置，实地坐标坐标为（X=482 795，Y=5 471 205，Z =+665）。综合对照现有勘探资料，该位置未发现采空区，破碎站地基基础稳定，位于理论最优经济位置西南方向约300 m处，符合矿山生产要求，生产安全可以得到更好的保证。

参考文献：

［1］武国平.大型破碎站的移设步距确定方法应用研究［J］.煤质技术，2007（5）：42-47.

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［4］郁飞，马辉.矿山移动式破碎站给料机［J］.矿山机械，2005（3）：51-55.

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【责任编辑：张东旭】

Application of relaxation sieve in Har'erwusu coal preparation plant

Jirigele
(Coal Preparation Plant,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

Through the screening test analysis of industrialization,the article compares the screening efficiency,measures the limit on the rate and limit the rate and other relevant data.The results show that the application of relaxation sieve can improve the yield of the clean coal and lump coal,and achieve the obvious economic benefits.

relaxation sieve;lump coal yield;screening efficiency;economic benefit

TD94

B

1671－9816（2017）02－0053－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.02.015

吉日格勒.弛张筛在哈尔乌素选煤厂的应用［J］.露天采矿技术，2017，32（2）：53-56.

2016-08-07

吉日格勒（1986—），男，内蒙古呼和浩特人，蒙古族，工程师，主要从事煤质检测工作。