选煤厂主洗混料桶技术改造

樊虎林

（晋神能源有限公司， 山西 忻州 036500）

1 沙坪洗煤厂概况

山西晋神能源有限公司沙坪洗煤厂始建于2005 年 12 月，2007 年 10 月投产，位于山西省忻州市河曲县境内，年设计洗选能力为500 万t，在洗选工艺方面，沙坪洗煤厂采用国际先进的全重介选煤工艺，全重介选煤的主要优点是：分选效率高于其他选煤方法，入选粒度范围大，分选机的入料粒限为 1 000～6 mm，旋流器为 80～0.15 mm，生产控制易于自动化。全重介选煤的缺点是：工艺复杂，生产费用高，设备磨损块，维修量大。

沙坪洗煤厂主要洗选工艺为块煤（13～100 mm）采用美国彼德斯（PETERS）型重介浅槽分选，（2～13 mm）采用重介旋流器分选，末煤（2～0.15 mm）采用螺旋分选机分选，（0.15 mm）以下的煤泥、系统尾矿煤泥水以及清理厂房卫生污水全部通过浓缩池沉降后采用板压车间进行回收。

重介旋流器通过混料泵入料，重介质旋流器的构造与普通水力旋流器基本相同，区别仅在于给入的介质不是水而是重悬浮液。重悬浮液因是固-液两相混合物，是固-液两相混合物，在旋转流中加重质颗粒受离心力作用向器壁及底部沉降，因而发生浓缩现象，造成悬浮液的密度自内向外，自上而下地增大，形成不同密度的层次。旋流器底流中悬浮液的密度高于入料悬浮液的密度，而溢流悬浮液的密度将低于入料悬浮液密度。因此，矿粒在旋流器中的实际分选密度是介于溢流和底流密度之间，并且高于入料悬浮液密度,分选密度与入料密度相比，其增高的幅度是与操作条件（浓缩作用的强弱）有关，一般为0.2～0.4 g/cm3。故重介质旋流器是可以采用密度较低的悬浮液来获得较高的分选密度，从而减少加重介质的用量。甚至不加入任何加重质，完全利用入选矿粒本身在旋流器中内浓缩作用而形成高密度悬浮液，来达到按密度分选矿粒的效果[1-2]。

末煤脱泥筛在沙坪洗煤厂洗选生产工艺中将13 mm×2.0 mm 末煤进行脱泥，为了减少高灰分细泥对精煤的污染，在筛上脱水的过程中，要加强力喷水冲洗，以脱除部分细泥。末煤脱泥筛通过筛机的振动把末煤分配到柱状混料桶，同时精煤脱介筛合介段和介质分配箱内的合格介质进入混料桶可重新利用。

当设备出现故障后，混料泵瞬间停止运行，混料桶内的物料不能够再通过混料泵给重介旋流器入料，与此同时固定筛合介段的物料、精煤脱介筛合介段和介质分配箱内的合格介质通过进料管道流入混料桶，由于混料桶容积不足，导致混料桶内物料一部分溢流到合介桶篦子上，另一部分溢流到混料桶外面。而溢流到合介桶篦子上物料不仅造成合介桶篦子大面积堵塞，而且导致生产系统无法正常运行。在故障恢复生产前，需要员工使用2 h 清理合介桶篦子上的物料。其次溢流到混料桶外面的介质，对混料桶外部表面造成污染，而且介质将无法回收。

为了降低处理故障时间，以及解决混料桶内的物料外溢现象，同时降低介质的损耗和成本，洗煤厂对主洗混料桶进行设计改造。

2 设计方案

为了解决故障停车导致的混料桶溢流问题，洗煤厂生产技术人员经详细计算及现场空间和位置的勘查，最后提出了在原混料桶旁边增加一个容积约为4 m3的副桶，并用管道将副桶底部与原混料桶相连接，在管路中部安装一个气动刀闸阀门，通过气动刀闸阀门来控制主副桶的通断，副桶的工作原理是，由于副桶被安装在合介桶和混料桶之间溢流槽下方，溢流槽中部被安装一个篦子，当故障停车时，混料桶瞬间溢出的煤块被溢流槽中部的篦子拦截，其他物料直接进入新设计的副桶桶内，在此过程中只有少量介质携带煤块进入合介桶，不会造成合介桶篦子的堵塞，如图1 所示。

新安装的混料桶副桶位于合介桶和混料桶之间溢流槽下方。固定筛合介段的物料、精煤脱介筛合介段和介质分配箱内的合格介质通过进料管道流入混料桶，混料桶通过混料泵给重介旋流器入料。当混料桶满后物料通过溢流口流向混料桶副桶，篦子1 置于混料桶与副桶之间，拦截溢流中携带的煤块，混料桶副桶下面安装有气动刀闸阀门，当气动刀闸阀门打开后，混料桶与副桶通过副桶下面的连接管道连接导通。当混料桶副桶满后物流通过溢流口流向合介桶，混料桶副桶与合介桶之间设有篦子2，篦子2再次拦截溢流中携带的煤块，这样就可以很大程度上减少流向合介桶篦子的煤块数量[3-4]。

气动刀闸阀的作用：系统将要停车时，打开混料桶副桶底部的气动刀闸阀门，混料桶副桶内的物料可通过混料泵打空。当混料桶副桶内的物料打空后，立即将气动阀关闭，保证混料桶副桶内为无料状态，以备下次故障停车使用。

3 取得的效果

1）根据洗煤厂工艺系统和附属管道的整体结构，科学合理地计算出副桶的容积。副桶安装在原混料桶和合介桶之间的位置，结构紧凑，空间设计合理，经过长时间的使用，发现副桶缓冲物料的能力能够满足系统的要求，当故障系统停车时混料桶物料不仅不会溢流到混料桶外部，还不会对混料桶表面造成污染，同时保证系统内介质的正常循环[5]。

2）当系统故障停车后，混料桶瞬间溢出的煤块被溢流槽中部的篦子拦截，直接进入新设计的副桶桶内，因此只有少量介质携带煤块进入合介桶，这样就无需员工对合介桶篦子上堵塞的物料进行清理，彻底解决了合介桶篦子的堵塞问题，从而降低了故障影响的生产时间和员工的劳动强度。

3）混料桶副桶设计投入使用后，混料桶溢流的介质水会先流入到副桶内，避免因系统故障停车造成介质的损失，从而降低了生产材料成本。

图1 混料桶结构原理示意图

4 取得的经济效益

混料桶副桶投入使用前，每次发生系统故障停车后，会有大量物料由混料桶流向合介桶，导致混料桶冒桶和合介桶篦子被堵塞，容易损耗介质，严重影响正常生产。为了能快速恢复系统的正常生产，需快速对合介桶篦子上堵塞的物料进行清理，清理故障需要花费大约2 h 左右。混料桶副桶投入使用后，基本解决了合介桶篦子的堵塞问题，并将故障清理时间缩短在1 h 以内。经统计计算，平均每年发生故障停车40 次以上，全年将减少影响生产时间40 h 以上。与此同时每次发生故障停车将有效节约介质损耗量在6 t 以上，全年将节约介质损耗量在240 t 左右，每年为该厂节约成本20 万元。