红庆河选煤厂筛分设备选型浅谈

张时光

（江苏省设备成套有限公司，江苏南京210009）

0 引言

筛分设备是选煤厂最重要的自动化设备之一，选煤厂的正常生产离不开筛分设备的良好运转，因此，筛分设备的合理选型对选煤厂的建设至关重要。本文以特大型选煤厂红庆河选煤厂为例，对筛分设备如何选型进行简要介绍，希望能为同类型选煤厂筛分设备的选型提供参考。

1 红庆河选煤厂简介

红庆河井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划隶属红庆河镇与札萨克镇管辖。井田含煤地层为侏罗系中下统延安组，含2、3、4、5、6五个煤组共16个煤层，其中3-1、4-1、6-1煤层为全区可采煤层，4-2、5-1、5-2、6-3煤层为大部可采煤层。全区煤种以不粘煤为主，含少量的长焰煤。

依托红庆河井田建有红庆河矿井，矿井于2018年初投产，初期主要开采3-1煤层。红庆河选煤厂入选红庆河矿井生产的原煤，选煤厂设计生产能力与矿井一致，为1 500万t/a。选煤厂初期建设原煤筛分储存系统和块煤分选系统，末煤分选系统预留位置。选煤厂原煤筛分分两套系统建设，块煤分选分三套系统建设。

2 洗选工艺选择

根据煤质资料、产品定位和建设单位意见，选煤厂的选煤工艺为：200～13 mm块煤重介浅槽选、2～0.15 mm粗煤泥直接回收、煤泥压滤。

3 筛分设备选型

选煤厂原煤年生产能力1 500万t，年工作天数330 d，日工作时长16 h。

选煤厂小时生产能力=15 000 000/（330×16）=2 840.91 t/h

所需筛分面积计算公式：

式中，A为所需筛子表面面积；T为筛子每小时入料量；K为不均衡系数，筛分系统及洗选系统一般取1.15；D为每小时每平方米筛宽（或每米筛宽）筛面处理能力。

根据工艺设置，选煤厂筛分设备主要分四种：原煤分级筛、脱泥筛、脱介筛和粗煤泥脱水筛。

3.1 原煤分级筛选型

红庆河选煤厂原煤筛分有200 mm一段分级和13（25）mm二段分级。由于本厂筛分处理量大，为了生产稳定连续，筛分设备优先选用目前国内使用较多、处理能力大且运行稳定的香蕉筛。

参考GB 50359—2005《煤炭洗选工程设计规范》（以下简称“规范”）表4.1.2，一段筛分筛面处理能力取80 t/（h·m2），则所需筛分面积A=（2 840.91×1.15）/80≈40.84 m2；根据空间布置，选3673型香蕉筛，n=40.83/（3.6×7.3）≈1.55，选两台3673型香蕉筛，每套系统布置一台。

根据规范表4.1.2，二段筛分筛面处理能力取25 t/（h·m2）。考虑对生产波动适应性，忽略一段筛分后200 mm以上块煤减少量，二段分级所需筛分面积A=（2 840.91×1.15）/25≈130.68 m2；根据空间布置，如选用3073型香蕉筛或3661型香蕉筛，n≥5.95，选用6台筛子，设备选型富余性不足。选3673型香蕉筛，n=130.68/（3.6×7.3）≈4.97，考虑双系统的对称性，每套系统选用3台3673型香蕉筛。

3.2 脱泥筛选型

考虑筛分效率，根据流程计算，+13mm块煤量为1622.44t/h。重介浅槽分选选前脱泥太干净反而不利于洗选介质的稳定，因此选前脱泥不追求过高脱泥效率。目前国内浅槽筛前脱泥选用倾斜式直线振动筛较多（一般倾斜5°），本设计在处理能力能够满足生产需要的情况下不再创新采用其他脱泥筛分设备。根据经验，取筛面处理能力25 t/（h·m2），所需筛分面积A=（1 622.44×1.15）/25≈74.63 m2；根据布置，选3048倾斜直线筛，n=74.63/（3.0×4.8）≈5.18，选6台3048型倾斜直线筛，每套系统对应2台。

3.3 脱介筛选型

红庆河选煤厂脱介筛分有矸石脱介和精煤脱介两种。脱介筛分国内香蕉筛和直线筛都有使用。香蕉筛处理能力相比直线筛大些，但脱介效果没有直线筛好，因此筛子的选型要根据实际情况确定，一般可以采用直线筛则不选用香蕉筛。

本井田煤层含矸量不大，矸石脱介选用单层直线筛。根据规范表5.3.4，脱介筛筛面处理能力取10 t/（h·m2）。根据流程计算，考虑不均衡系数后选煤厂矸石量为184.02 t/h，所需脱介筛面积A=184.02/10≈18.4 m2；根据布置，选目前常用的宽度最小的2461型直线筛（注：脱介筛筛长一般不宜小于6.1 m，否则脱介效果差），n=18.4/（2.4×6.1）≈1.26，选3台2461型直线筛，每套系统对应1台。根据流程计算，考虑不均衡系数后选煤厂块精煤量为1 593.19 t/h。选煤厂精煤量较大。为简化厂房布置，选用处理量大的香蕉筛。

如选用单层筛，筛面处理能力根据规范表5.3.4取12t/（h·m2），则所需脱介筛面积A=1 593.19/12≈132.77 m2，由于浅槽分选机布置有3台，因此精煤脱介筛最多可布置6台，每台筛子所需面积A=132.77/6≈22.13 m2，可选用3673型香蕉筛，筛面面积26.28 m2满足要求。

如选用双层筛，上层筛面筛孔取25 mm，根据规范表5.3.4，筛面处理能力上层取20 t/（h·m2），下层取12 t/（h·m2），则上层所需脱介筛面积A=1 593.19/20≈79.66 m2，布置6台脱介筛，每台筛子所需面积A=79.66/6≈13.28 m2，选用3061型香蕉筛，筛面面积18.3 m2，满足要求；经上层筛分后，下层筛入料量为544.62 t/h，下层所需脱介筛面积A=544.62/12≈45.39 m2，布置6台脱介筛，每台筛子所需面积A=45.39/6≈7.56 m2，选用的3061型香蕉筛满足要求。因此，精煤脱介筛选型也可选用6台3061型双层香蕉筛。

布置发现，脱介筛越长，厂房宽度方向越宽；脱介筛越高，厂房高度方向越高。两种选型经布置比较，考虑缩小厂房体积，减少占地面积，降低投资，最终选用6台3061型双层香蕉筛。

3.4 粗煤泥脱水筛选型

目前国内粗煤泥脱水筛布置有与粗煤泥离心机联合布置，脱水筛作为一段脱水，粗煤泥离心机作为二段脱水和粗煤泥脱水筛独立布置，脱水煤泥直接作为产品两种形式。需要脱水的粗煤泥与水混合形成大流量矿浆，因此粗煤泥脱水筛是根据矿浆处理量选型，而非根据干煤泥量选型。

当与粗煤泥离心机联合布置时，粗煤泥脱水筛多选用振动弧形筛，此时脱水效果一般，多是为了物料进入离心机进一步脱水。生产实践证明，粗煤泥脱水筛脱水效果太好，反而不利于后续离心脱水机的运转。

当粗煤泥脱水筛独立布置，脱水煤泥直接作为产品时，粗煤泥脱水筛多采用高频筛，通过筛子的高频振动增加脱水效果。此布置多用于煤泥量小、需简化厂房布置时。

4 结论

筛分设备作为选煤厂的重要设备，不同作用的筛分设备，选型时考虑的重点也不同，需区别对待，有所取舍。

（1）对于用于分级的筛分设备，要以保证筛分效率为前提优化选型。

（2）对于用于脱泥的筛分设备，如后续洗选采用重介选，只需将70%～80%的泥脱掉即可，因此不需太过追求脱泥效率；如后续采用跳汰选，脱泥不干净会影响跳汰分选效果，因此应注重脱泥效率的提高。

（3）对于用于脱介的筛分设备，选型影响是多方面的。第一需考虑介质回收，介耗是影响选煤厂生产成本很重要的指标，因此需要保证脱介效果，筛面面积需足够，筛子不应太短，至少要保证不小于6.1 m，否则影响脱介效果；第二需考虑井下煤质波动会造成精煤或矸石量的相对变化，选型时应对处理能力留有余量；第三还应考虑筛子设备台数与主洗设备如浅槽分选机、重介旋流器、跳汰机等台数及布置形式相匹配。

（4）对于用于粗煤泥脱水的筛分设备，需要综合考虑脱泥设备的选取。根据生产经验，仅采用一段高频筛脱水的脱水效果比采用两段脱水差，但一段脱水由于减少了生产环节，有时甚至能够减少一层车间，大幅缩小厂房体积。所以采用何种选型方式，还需综合考虑利弊，慎重选择。

筛分设备选型作为工业设计的必备环节，应以稳定可靠为第一原则，即优先选用有成功使用经验、生产稳定、运行可靠的设备。工业化生产不是试验室，设备选型不应冒险，因为任何的冒险都可能给业主造成不可估量的损失；另外，筛分设备的选型应与场地、厂房布置相协调，在保证筛分效果的前提下选择最优的筛长、筛宽，保证系统灵活，厂房布置紧凑，投资少。