洗煤厂沉降离心机的实际应用效果分析研究

单 军

（山西晋煤集团煤炭加工利用分公司赵庄选煤厂， 山西 长治 046600）

引言

为了提升采煤效率，现代采煤过程全部采用机械化处理。与人工采煤相比较，机械化采煤的劣势在于采集得到的原煤含有大量的泥沙，这给洗煤厂后续处理增加了一定难度[1]。很长一段时间以来，我国生产的精煤具有较高的水分，质量得不到有效提升。如果精煤水分太高，质量得不到保证，就会对下游设备造成一定程度影响，同时给环保造成了很大压力，造成了能源的浪费[2-3]。为了尽可能降低精煤产品水分，最近十几年以来我国从国外采购了很多型号的干燥机[4]。通过干燥机处理虽然能够在一定程度上降低精煤产品水分，但是成本较高，需要投入的资金较多，且整个工艺过程复杂，对环境有一定污染。煤泥沉降离心机在洗煤厂中的应用具有较大的优势，占地面积小、单机处理能力强、整个工艺比较简单、且具有较好的脱水效果[5-6]。本文对某洗煤厂的DVM-44×132型筛网沉降离心机的工艺和结构进行了详细介绍，阐述了其在实际中的应用效果。

1 洗煤厂基本情况及其煤泥水系统工艺流程

1.1 洗煤厂基本情况介绍

洗煤厂的作用就是对矿井生产的原煤进行进一步加工处理，提升原煤质量。对原煤划分不同等级，然后对不同等级煤泥，利用煤泥水处理系统进行分级脱水。某洗煤厂设计处理原煤的能力为1 000万t/a，对于粗粒煤泥，首先利用旋流器组进行分级浓缩，再先后利用粗煤泥离心机以及筛网沉降离心机进行处理。对于细粒煤泥，首先利用浓缩机进行浓缩处理，再通过快开压滤机进行回收，上述两个设备的溢流和滤液可通过循环系统进行循环再利用，可以达到环保的目的。洗煤厂建设时使用的是LWZ1200×1800卧式沉降离心机，该设备经过多年的使用逐渐被淘汰。经过技术改造全部换成DVM-44×132型筛网沉降离心机。技术改造后筛网沉降离心机工作过程稳定，在很大程度上降低了压滤机和浓缩机的负担，使混煤产率得到很大提升，筛网沉降离心机的使用使得整个煤泥水系统运行效率更高、稳定性更好。

1.2 煤泥水系统工艺流程

洗煤厂煤泥水系统中，经过脱泥筛处理以后的筛下水，粒级不超过1.5 mm，将其置于煤泥水桶中，同时置于煤泥水桶的还有末煤系统磁选尾矿。然后通过水泵将煤泥抽到分级旋流器中，粒级不超过0.25 mm的进入溢流煤泥水桶，粒级超过0.25 mm的底流先经过弧形筛进行脱水处理，再通过煤泥离心机进行脱水处理，最后掺入洗混煤。其中粒级不超过0.25 mm的筛下水和离心液进入溢流煤泥水桶。通过水泵将水桶中的煤泥输送到浓缩旋流器组中进行浓缩处理，再通过筛网沉降离心机对底流进行脱水处理，最后将其掺入洗混煤。溢流和离心液通过浓缩机进行进一步浓缩，通过快开压滤机对底流进行脱水处理后同样可以掺入洗混煤。本系统建设有水循环系统，可以对水进行循环利用，达到节约水资源的目的。另外，为了尽可能提升细煤泥浓缩质量，洗煤厂在处理过程中添加了絮凝剂，可通过自动装置进行添加。

2 筛网沉降离心脱水机的技术结构及原理

2.1 离心机的技术参数

本文所述的DVM-44×132型筛网沉降离心机入料的粒级最大值为3 mm，入料浓度为35%，可以有效回收的最小值为0.045 mm，每台设备每小时可以处理的量为85 t。经过该型号离心机处理后的产品，外在水分不超过18%。所使用的筛网规格为3 354 mm×1 120 mm。所配备的电动机额定电压值和功率值分别为10 kV和380 kW。该离心机不管是在结构参数上还是在工艺参数上，都能够显著降低设备的功率消耗，工作时的扭矩值相对较小，能够提升设备运行可靠性和使用寿命，并降低能源消耗。利用沉降离心机进行处理时，由于供料粒度存在一定差异导致得到的产品水分也存在不同，但一般能将水分控制在18%以内。而压滤煤泥水分为24%，产品的水分远低于该数值。因此，将煤泥掺入洗混煤中是完全可行的，能够保证混煤的发热量。通过技术改造，使用DVM-44×132型筛网沉降离心机有效解决了其他沉降离心机所得产品水分过高的问题，同时该设备每小时的处理量也有显著的提升。

2.2 离心机的结构与工作原理

图1所示为DVM-44×132型筛网沉降离心机总体结构图。

图1 筛网沉降离心机内部构造

设备转鼓部分主要由三部分构成，分别为圆柱体、圆锥、圆柱，设备的大端和小端分别为溢流端和脱水产物排出端。大端面上设置了很多孔，以达到溢流的目的，且这些孔口高度可通过机构进行调节，实现工艺调整。在电动机驱动下，转鼓整体上可以进行高速运转，使位于内部的煤泥产生较大的离心力，使其在沉降脱水段就实现固液分离的目的，不同类型的固体颗粒在沉降过程中会呈现出不同的沉降速度，这样在沉降过程中就会逐渐分层累积，固体物料会沉淀到最底部与机体内壁紧密结合，而一些细小的颗粒或清澈的液体会与机体内壁保持一定距离，这些细小颗粒和清澈液体就可通过溢流孔排出。通过对滚筒和螺旋转子的速度进行精确控制，使两者间产生一定速度差值，这样螺旋转子就可以将黏附在滚筒内壁上的颗粒物料刮下来并排出料浆池。从料浆池中出来的固体物料会进入筛网脱水段，在这个环节中，固体物料会受到两个方面的力，第一为筛网与螺旋转子之间的挤压力，第二为离心力。在这两个力的作用下，固体物料内部含有的水分进一步分离，达到脱水干燥的目的后将固体物料排出。从固体物料中分离出的水分通过筛网直接排走。通过调节溢流口高度可以对脱水段料浆液位进行有效控制。设备结构的可调整为工艺调整创造了很好的空间，通过对溢流口高度的调整，能够在最大限度上干燥固体物料，并实现固体物料的分级。

3 筛网沉降离心脱水机使用效果分析

3.1 两种型号沉降离心机的对比

本文所述洗煤厂进行技术改造前使用的是LWZ1200×1800卧式沉降离心机，改造后使用的是DVM-44×132筛网沉降离心机。针对两种设备的质量指标进行了分析和对比，表1所示为两种设备的对比结果。

表1 加压过滤机和沉降离心机质量指标对比分析 %

在对细黏煤泥进行处理时，如果采用LWZ1200×1800卧式沉降离心机，效果不是非常好，特别是在对岩石泥化现象比较严重的煤泥进行处理时，效果更差。从表1中的数据可以看出，利用筛网沉降离心机进行处理时，不管是灰分还是水分都较以前低。可见，通过筛网沉降离心机进行处理能够得到更好的结果。

3.2 筛网沉降离心机处理效果分析

在采用筛网沉降离心机进行处理时，为进一步分析不同入料浓度对处理结果的影响。本文对比研究了三种入料浓度（质量浓度），分别为195.12 g/L、189.51 g/L、174.32 g/L，表2所示为筛网沉降离心机在不同入料浓度下的效果对比分析。

表2 筛网沉降离心机在不同入料浓度下的效果对比分析

从表2中的数据可以看出，不管是何种入料浓度，经过筛网沉降离心机进行处理后，产品的水分都控制在了18%以内，完全能够满足相关的规范标准要求。设备运行扭矩只有500～550 N·m，扭矩降低说明设备的运行损耗以及功率消耗都有所降低。经过一段时间的现场实践表明，DVM-44×132筛网沉降离心机的处理能力基本上能够达到精矿浓缩机底流供料时的处理能力。

4 结论

沉降离心机是煤泥水系统中的重要构成部分，其脱水处理效率直接决定了洗煤厂的生产效率，脱水效果直接决定了产品质量。某洗煤厂建设初期使用的是LWZ1200×1800卧式沉降离心机，后经过技术改造全部换成DVM-44×132型筛网沉降离心机。该型号的沉降离心机在功率消耗、设备的可靠性、产品的水分以及生产效率方面都表现出了极大的优势。单台设备每小时可以处理的量为85 t，产品的水分可以控制在18%以下。