永定庄选煤厂煤泥系统优化设计研究

2022-08-08靖吉东

煤 2022年8期

靖吉东

(晋能控股煤业集团大地选煤公司永定庄选煤厂，山西大同 037003)

永定庄选煤厂设计能力210万t/a，属大型模块化动力煤选煤厂，根据环保要求，实现一级闭路循环。煤泥系统一直是选煤厂生产过程中的重点、难点。由于原设计的工艺系统存在一定的缺陷，使得实际生产运行过程中，药剂消耗量较多商品煤质量影响较大，在处理相关事故时，影响系统运行时间较长。为了降低生产能耗，增加煤泥系统运行效率，通过对煤泥各分系统缺陷进行分析，采用最低成本进行了优化改进，使改造后的煤泥系统能够满足生产需求，符合清洁矿山发展理念。

1 煤泥系统优化设计

1) 小循环系统改造。选煤厂系统在出现“跑粗”情况时，浓缩机阻力升高，板框压滤机滤布磨损加剧，上料管路容易堵塞，进而造成整个生产系统停滞，影响正常生产，所以需要启动小循环系统，对浓缩池中的粗颗粒物料进行处理。原设计是将浓缩池中的煤泥打到302原煤脱泥筛上，使煤泥全部重新进入煤泥系统，进行一次再分级。但是在开启小循环系统时，无法再进行原煤洗选，因为大量煤泥水进入302脱泥筛后，筛上的原煤遭到冲击，无法铺设均匀，脱泥效果变差，大量煤泥进入介质系统，造成分选密度紊乱，无法正常洗选，同时浓缩池的煤泥重新进入系统，系统的煤泥量骤然增大，浓缩池的阻力升高，也无法再正常运行。所以在处理“跑粗”时，原小循环系统启动影响正常带煤时间。原小循环系统流程示意,见图1.

图1 原小循环系统流程示意

通过对选煤厂工艺系统进行梳理，系统中的327高频振动筛是处理煤泥中粗颗粒的最佳设备。327高频振动筛筛缝0.375 mm，在系统中是0.5～1.5 mm粒度级的粗矸脱水设备，其下料溜槽为Y形，溜槽上安装有液压闸板，脱水后的产品根据产品质量调节，既可以进入342精煤胶带，也可以进入343矸石胶带。所以，将小循环系统的管路设计进行修改，经浓缩池底流煤泥打到327高频振动筛筛上进行处理，>0.375 mm粒度级的粗颗粒脱水后，直接进入产品胶带，<0.375 mm粒度级的细颗粒进入煤泥水系统。此时大量的粗颗粒排出系统，不会影响煤泥系统的正常运行。改造后的工艺流程,见图2.

图2 改造后小循环系统流程示意

2) 煤泥下料溜槽改造。压滤车间处理煤泥的主要设备是板框压滤机，该设备的工作特点是煤泥产品水分高、滤饼较大。目前市场上无煤泥滤饼破碎机，脱水后的煤泥滤饼直接掉在下方的刮板机中，通过落差将滤饼摔碎，达到对煤泥破碎的目的。由于滤饼较大，落入刮板机的煤泥颗粒较大，造成煤泥在精煤产品中的配比不均匀，影响精煤产品化验指标。对板框下料溜槽进行改造，在溜槽中部焊接高强度长条形钢板，提高煤泥滤饼粉碎程度，强化煤泥在精煤产品均匀混合。改造前、后煤泥产品粒度对比,见表1.通过对比可以看出，改造前大于25 mm的颗粒度约占一半以上，而改造下料溜槽结构后，虽然还存在大于25 mm的颗粒，但占比降低为15%左右。通过低成本的改造达到目前的效果，符合改造宗旨。

表1 煤泥下料溜槽改造前后煤泥产品粒度对比

3) 浓缩池入料管路出口设计改造。浓缩机入料管为单向出口，见图3.煤泥水利用重力势能自流到浓缩池稳流桶中，在稳流桶中形成旋涡，旋涡旋转做圆周运动。旋涡中心处速度最大，压强最小，受力最小；旋涡周围速度小，压强最大。旋涡的中心形成上升流，旋涡边缘形成下降流，将造成煤泥絮团沉降效果差，增加了煤泥沉降难度，絮凝剂消耗也大大增多。

图3 改造前浓缩池入料管路出口示意

更改煤泥水进入浓缩池的出口设计，将出口改造成Y形，利用水流双向对冲，降低冲击力，防止煤泥水在稳流桶中形成旋涡，使煤泥沉降环境更加缓和，煤泥沉降难度降低，通过物理沉降后，再进行絮凝剂化学沉降，最大程度地降低絮凝剂的消耗量，见图4。

图4 改造后浓缩池入料管路出口示意

改造前后的絮凝剂消耗对比，见表2。可以看出，改造后的絮凝剂消耗量降低了50%以上，优化效果明显。

表2 改造前后的絮凝剂消耗对比

2 运行效果

小循环系统改造完成后，处理浓缩池“跑粗”事故时，大部分粗颗粒物料进入产品胶带排出，商品煤指标无明显变化，浓缩池的澄清层维持在1.8 m以上，系统正常运行不停车，取得了良好的效果。通过对板框下料溜槽的改造，煤泥的破碎粒度明显降低，煤泥产品中>25 mm粒度级的物料产率降低为15.0%，使煤泥在精煤产品中混合更均匀。改造完成后，稳流箱中物料运行平稳，旋涡消除，通过统计，絮凝剂消耗大幅降低，6月～9月药剂洗煤单耗为7.1 g/t，经济效益得到保证。