太原选煤厂浮选系统工艺改造的实践研究

2024-01-04李泽毅

机械管理开发 2023年11期

李泽毅

（山西焦煤西山煤电太原选煤厂，山西太原 030000）

1 选煤厂概况

太原选煤厂系西山煤电旗下唯一一座中央型炼焦煤选煤厂，原设计入洗能力为200 万t/a，入洗原煤来自杜儿坪矿，2008 年通过技改后洗选能力提升为500 万t/a，现工艺流程为无压三产品重介旋流器+跳汰+煤泥浮选+尾煤压滤联合工艺流程。主要工艺流程为：原煤经脱泥筛分级，大于0.75 mm 的筛上物进入无压三产品重介旋流器分选，分选出重介精煤、中煤、矸石；小于0.75 mm 物料进入煤泥旋流器分级，其中0.75～0.25 mm 的底流进入TBS 分选，分选出TBS精煤和TBS 尾矿；-0.25 mm 溢流进入浮选机分选，分选出浮选精煤和浮选尾矿。入选的原煤为杜儿坪矿8号原煤，主要产品为炼焦精煤（灰分质量分数≤10.5%）。受原煤煤质、工艺系统关键环节影响，系统小时处理能力受限，使得生产时间长与检修维护时间形成了冲突。因此，急需提高原煤处理量、缩短生产时间，以确保在完成生产任务的同时，空余出更多的检修维护时间[1-3]。

2 原洗选工艺存在的问题

2.1 原煤分配刮板机分量不均匀、事故率高

原煤经301 号皮带机运输至302 号刮板机（槽宽B=1 400 mm），刮板机通过调整插板均匀分料至两个系统的脱泥筛。实际生产过程中，存在问题主要为：

1）因原煤粉煤含量大，301 号皮带下302 号刮板机溜槽及刮板机盖板多处粉尘较大，尽管刮板机采用封闭处理，但煤尘通过封闭喷溅严重，治理效果不佳，卫生量大，并对设备安全造成隐患；

2）插板分量极易出现两期分量不均匀，同时两期力度分配差异较大，造成两个系统脱泥筛脱泥效果差，旋流器分选效率低，严重影响洗选量和洗选指标；

3）刮板机在使用过程中极易产生疲劳、磨损、断裂等各种故障，维护工作量大，事故发生后给生产造成被动局面；

4）由于原煤中杂物较多，刮板机运营过程中容易发生卡堵，造成断链、断管板等事故，给巡查人员和岗位人员带来较大安全隐患。

2.2 单台Φ800 mm 水力分级旋流器处理能力不足

太原选煤厂粗精煤分选工艺为：原煤经脱泥筛筛分后（0.75 mm），筛下水进入水力分级旋流器（每个系统单台Φ800 mm）进行浓缩分级，底流进入TBS 分选机，溢流进入浮选机。

存在问题如下：

1）原煤粉煤含量大，脱泥筛筛面喷水使用较大，导致单台煤泥旋流器处理能力不足，如控制喷水则导致筛面脱泥效果差影响洗选效果和重介系统介耗，只能通过被动降低处理量；

2）原煤末煤含量不均衡，洗选过程原煤性质变化大，水力旋流器存在入料浓度高，造成水力旋流器溢流跑粗，影响煤泥灰分，造成精煤损失。

2.3 浮选精煤量大，处理能力不足

如表1 所示，原煤煤泥含量大，浮选精煤抽出率高达90%以上，浮选系统精煤产量大，当前在用的压滤机、加压过滤机处理能力不能满足较高处理量的生产要求，使得系统处理能力受限。尤其冬季，因所处地区严寒，精煤水分控制严格，压滤机水分相对较高，为满足水分要求，浮精处理时间被动提高，处理能力进一步受限。

表1 不同类别原煤原生煤泥含量

2.4 417 号浮选精煤转载皮带功率不足

417 号转载皮带入料为6 台浮选精煤压滤机生产的浮选精煤，加压过滤机生产的压滤精煤和2 台立式离心机生产的粗精煤，皮带设计处理能力为170 t/h。其设计能力能够满足生产需求，但在实际生产过程中，由于原煤煤泥含量不均衡，精煤压滤机卸料不均衡，精煤压滤机卸料点距离皮带机高差较大等原因，提高原煤带量情况下经常出现皮带压车现场，机头电动滚筒事故率较高，严重制约处理系统处理能力。

2.5 501 号精煤转载皮带运力不足

501 号精煤转载皮带，电机功率132 kW，设计处理能力1 000 t/h，但实际生产过程中由于浮选精煤卸料不均衡，瞬时量会达到1 200 t/h，长时间运转过程会出现压车事故，事故处理过程劳动强度较大，对生产形成一定制约。

2.6 原煤给煤机带量不均衡，事故率高

系统原煤给料采用推土机料口推料，通过4 台K4 往复式给煤机给料，生产过程中给煤机往复摇臂不均衡，导致系统带量不均衡，同时推土机给料过程容易导致设备压停，严重制约系统处理能力。

3 提升系统能力改造措施

3.1 分配刮板机改为分料溜槽的系统优化

改造方案：拆除302 号刮板机及入料溜槽，将301 号皮带顺现有角度延伸6 m、抬高3.2 m，制作分料溜槽至3041 号、3042 号脱泥筛，两溜槽跨度6.3 m，具体如图1 所示；在机头溜槽安装可调翻版，用于均衡两期带量，同时又能通过翻案实现单期生产；溜槽加冲水，一方面为物料运输提供动力，另一方面提前润湿原煤，提高脱泥效果，降低煤尘。

图1 改造前、后302 号分配刮板机

改造后，两期原煤性质、原煤量分配较均匀，消除了设备事故隐患，降低了电耗，同时解决了原煤粉尘大的问题，系统处理能力得到较大提升。

3.2 并联水力旋流器提高系统处理能力

在粗煤泥分级环节，对Φ800 mm 水力分级旋流器并联一台Φ500 mm 水力分级旋流器，加大煤泥泵频率，提高粗煤泥分级处理能力。

改造后工艺环节调整更为灵活，即可实现在一定压力范围内按需调整底流、溢流比例，给企业带来了较好的经济效益和调整操作空间。具体如图2 所示。

图2 并联Φ500 mm 水力旋流器

3.3 增加筛网沉降离心机处理浮选精煤

工艺改造方案为：

将浮选精矿池预留的1 台渣浆泵出料管进行改造，浮精由泵打至筛网沉降离心机入料箱，同时将部分粗精煤引至沉降离心机入料箱进行掺粗，更加有利于回收浮选精煤。沉降离心机出料直接进入501号精煤皮带，离心液返回浮选精矿池，通过压滤机进行脱水。

通过改造可以看出，筛网沉降离心机相比快开式隔膜压滤机单台处理量大，有效解决了浮精处理能力不足的问题。同时筛网处理后的浮选精煤水分为18%左右，相比压滤浮精水分25%，降低约7%，很好解决了冬季精煤水分偏大的问题，同时该部分物料松散，与主洗精煤掺混均匀，效果较好。

3.4 改造417 号转载皮带机驱动方式

417 号转载皮带原驱动为外置式电动滚筒，电动滚筒经常出现漏油、断齿等情况，生产过程中事故率较高，同时由于浮选精煤卸料不均衡，皮带机入料产量波动大，加剧了设备事故率。通过改造，将外置式电动滚筒驱动改造为电机+减速机方式驱动，并将电机功率由30 kW，提高到45 kW。大大降低了设备事故率，并通过提高电机功率，很好避免了多台精煤压滤机同时卸料造成的产量波动，提高了系统稳定性。

3.5 提高501 号精煤转载皮带机功率

为解决生产过程中由于浮选精煤卸料不均衡，501 号皮带机瞬时量超1 200 t/h，长时间运转过程出现压车事故问题，通过改造将电机由132 kW 更换为160 kW，同时将液力偶合器同步升级，并对机头驱动滚筒做防滑处理，很好解决了上述问题。

3.6 更换甲带给煤机，取代往复式给煤机

为解决原煤给料不均，事故率较高问题，将原4 台往复式给煤机更换为甲带给煤机。单台甲带给料量可以满足1 000 t/h，实现可以通过单台给料能够满足系统处理能力，提高了系统带量稳定性。

4 改造效果及经济效益

4.1 改造效果分析

改造方案实施后，原煤月平均处理量已经由之前的820 t/h 上升为950 t/h。改造后的采样分析表明，在原煤处理量达到950 t/h 时可以保证脱泥筛的脱泥效果，有压三产品旋流器分选密度稳定，分选效率显著提升，产品质量及其稳定性得到保证。2021—2022 年改造效果见表2。前提下，系统原煤小时处理量增加，降低了平均生产时间，节约出大量检修时间，同时节约了电费、材料费、人工费等生产成本，减少了设备故障率及员工劳动强度，具有良好的经济效益和社会效益。