神华韩家村选煤厂SSC600分级破碎机优化改造

陈 通

(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)

神华韩家村选煤厂两期改造工艺均采用了重介浅槽系统，原煤通过筛分准备，筛上物50～200 mm块煤直接入浅槽分选，分选出矸石和精煤2种产品，精煤部分通过双层筛脱介，50～200 mm块精煤进入SSC600分级破碎机进行破碎，一期破碎机产品出料粒度≤40 mm，单台破碎机处理能力为200 t/h。破碎后的精煤经过分级筛保留3～50 mm物料与浅槽后筛分精煤汇合经胶带入成品仓。一期SSC600分级破碎机投产后，精煤破碎出料粒度能够满足工艺使用需求，但使用现场的实际需求处理能力和产品的设计要求处理能力有差距，物料最大瞬时入料量比原定参数高出约20%，这就使得破碎机破碎腔体内出现间断性卡堵现象，卡堵造成破碎机失速报警停车，整个工艺系统受集控信号闭锁调控全部停止运行，清理破碎腔体内卡堵物料往往花费1～2 h，影响了选煤系统的稳定性，也降低了生产效率和选煤厂经济收益。在这种情况下，二期SSC600分级破碎机需要在原一期设计参数的基础上进行优化升级，解决现有破碎腔体物料卡堵问题，并在一定程度上降低过粉碎率，增加高价值块精煤产出量，提高选煤厂经济效益。

1 SSC600分级破碎机结构介绍

SSC600分级破碎机由主机和传动系统组成，主机部分又分为破碎辊总成、破碎腔体、轴承座组件、机架4个部分，传动系统由电机、液力偶合器、减速机、联轴器4个部分组成，见图1。整台设备通过电机接电获得动力，由液力耦合器弹性传动力矩、减速机减速提升扭矩，带动2个破碎齿辊旋转，破碎齿辊转速为106 r/min，破碎齿间隔咬合物料并通过撕裂、拉扯、挤压将其破碎成符合粒度要求的小块产品。破碎机整机配备独立电控系统，能够实现破碎齿辊的正反转、失速保护、电流保护、自动润滑等功能，并留有通讯接口接入选煤厂集控系统，实现全系统集中控制。

图1 SSC600分级破碎机结构

2 两期工艺参数对比细化

由于一期2台分级破碎机产品参数严格按照单台出料粒度≤40 mm、200 t/h的处理能力设计，使得产品设计时破碎齿外形较小，两齿辊齿头交叉间隙也相对较小，当瞬时入料块煤量超过设定值时，大量物料无法同时通过，容易在破碎腔体内形成堆积，造成卡堵故障。同时，较小的齿型使得出料产品过粉碎率高、破碎齿寿命相对较短。

二期选煤工艺仍采用重介浅槽系统，产品布局与一期完全相同，通过一期破碎机情况反馈，破碎机参数更改为：入料50～200 mm块精煤，出料≤50 mm，单台破碎机处理能力250 t/h。由于产品外形尺寸应与一期相同，且传动零件参数不变。基于此，将两期产品大结构设计成相同尺寸，既能降低产品图纸绘制工作量，又能为选煤厂节省配件成本。

3 破碎腔体结构和齿板齿型优化设计

基于二期产品参数要求，破碎机结构中除破碎辊座、齿板和侧梳齿外，在调整轴套的基础上其余零部件应与一期设备完全相同。

3.1 一期和二期腔体结构对比

一期SSC600分级破碎机在腔体内齿辊上方设计了阻料梁结构，见图2。阻料梁部件虽然能阻止块煤对齿板紧固螺栓的冲击，但在块煤大量进入破碎腔时，也使其无法在阻料梁部分通过，严重影响产品处理能力，同时不方便齿板和紧固螺栓组件的更换。

图2 一期破碎腔结构

二期SSC600分级破碎机设计时考虑到块精煤硬度较低，对齿板紧固螺栓的冲击较小，将阻料梁部件去除，以齿板上的不完全齿结构代替，见图3。

图3 二期破碎腔结构

3.2 一期和二期齿板结构对比

一期破碎齿板齿头小、齿间距小、齿辊齿头交叉间隙小、梳齿间距小，见图4。这种基于出料产品严格要求的设计方式能够有效控制产品出料粒度≤40 mm，但由于选煤厂实际入料量和瞬时入料量远大于理论入料量，该设备处理能力富余系数不足，腔体间歇性卡堵，且由于破碎齿形态较小，齿头磨损相对较快。

图4 一期破碎齿结构

二期破碎齿板齿头加大、齿间距加大、齿辊交叉间隙加大、梳齿间距加大，见图5。在保证出料粒度≤50 mm的前提下，减少了齿头数量。

图5 二期破碎齿结构

4 二期分级破碎机优化改造后参数特点

二期SSC600分级破碎机优化改造后，与一期产品对比，齿头高度增加了15 mm，齿头长度增加了22 mm，齿尖线速度增加了0.06 m/s，齿头安装仰角提升1.6°，轴向间距增加了14 mm，每块齿板上齿头数量减少了14个；去除阻料梁部件增加了有效破碎长度330 mm。齿头的增高和齿间距的增大有利于大块精煤的咬合；齿数减少有利于减少同一块精煤被咬合的点数，极大的降低过粉碎率；齿尖线速度增加有利于为落料精煤提速，提升通过率；阻料梁部件的去除使辊长度方向上的破碎有效长度增加，进一步缓解了瞬时过量物料的冲击。

5 优化改造效果

二期SSC600分级破碎机在神华韩家村选煤厂第二生产系统应用后改造效果显著，破碎机整体处理能力和瞬时处理能力得到大幅度提升，破碎腔体再未出现卡堵现象，破碎机上下游集控闭锁设备未见突发停机现象，破碎机出料粒度成块率得到提升。

5.1 处理能力得到提升

块精煤最大瞬时入料量达280 t/h，破碎腔体未出现卡堵问题，最大处理能力至少提高40%，每周因腔体卡堵造成的检修时间缩短2.5 h，周降低生产损失45万元。

5.2 出料成块率明显提高

出料精煤产品13～50 mm块产率提升5.7%，6～13 mm块率提升2%，3～6 mm块率提升0.5%，3 mm以下粉煤率下降8.2%，见表1和图6。齿板更换周期由一期的18个月延长至36个月，3 a生产经济收益增加约430 万元，块煤总量提升，经济收益增加6.58%。

表1 一期和二期破碎机出料粒度组成

图6 出料粒度对比

5.3 设备维护频率降低、生产损失降低

一期破碎机紧固齿板螺栓或更换齿板时需拆装阻料梁部件，平均拆装时间70～90 min，二期去除阻料梁部件后可直接操作，单次拆装阻料梁降低生产经济损失约22万元，齿板磨合期间螺栓紧固周期由原来20 d延长至40 d，操作难度大大降低，螺栓松动周期明显延长。

6 结 语

韩家村选煤厂二期SSC600分级破碎机优化改造成果显著，不仅解决了破碎腔体间歇堵料问题，提升了破碎机产品可靠性，而且提高了出料产品3～50 mm粒级产率，延长了齿板寿命，节约了大量的设备维护时间，大大降低了人力成本和配件成本，为一期破碎机产品齿辊更换提供了保障，为同系列破碎机产品提供了宝贵资料，经济效益和社会效益显著。