LWZ1200×1800型沉降過濾式離心脫水機在火燒鋪礦選煤廠的應用

                                       王代立1,王志義1,史海鷗2,張　承2

(1·盤江煤電集團火燒鋪煤礦,貴州盤縣553639; 2·唐山森普礦山裝備有限公司,河北唐山　063020)

摘　要:論述了LWZ1200×1800型沉降過濾式離心脫水機的工作原理和技術特點,該設備 采用了短轉(zhuǎn)鼓型結(jié)構(gòu)參數(shù)和較低轉(zhuǎn)速的工作參數(shù),整機噪音低,振動力小,運行平穩(wěn)可靠,適于回 收粗粒物料,>0·045 mm粒級固體回收率達80%左右,脫水產(chǎn)物水分低,松散性好,易于摻入混 煤銷售。該設備在火燒鋪礦選煤廠投入使用后,解決了該廠煤泥水系統(tǒng)回收能力嚴重不足的 問題。

關鍵詞:沉降過濾式離心脫水機;技術特點;工藝指標;應用效果;經(jīng)濟效益

中圖分類號:TD946·2　文獻標識碼:A　文章編號:1005-8397(2004)06-0005-05

1　選煤廠概況

盤江精煤股份公司火燒鋪礦選煤廠是一座礦 井型煉焦煤選煤廠,1972年正式投產(chǎn)運行,原設 計年處理90萬t原料煤,采用跳汰主、再選,煤泥 水濃縮浮選聯(lián)合工藝。為適應礦井的生產(chǎn)發(fā)展及 滿足市場對不同商品煤的需求,該廠于2001年進 行了技術改造。采用大直徑(3GDMC1300/920A 型)三產(chǎn)品無壓給料重介質(zhì)旋流器分選和煤泥水 直接浮選工藝流程,使全廠年處理能力增加到 180萬t原料煤。隨著原料煤入選量增大,煤泥 水系統(tǒng)負荷日漸加重,又出現(xiàn)了新的不平衡。為 了緩解尾煤壓濾機處理能力嚴重不足的問題,于 2003年8月安裝了一臺由唐山森普礦山裝備有 限公司制造的LWZ1200×1800型沉降過濾式離 心脫水機(以下簡稱LWZ型離心機),用于高灰 分粗煤泥的脫水,取得了良好的技術經(jīng)濟效果。

2　LWZ型離心機工作原理和技術特點

LWZ型離心機是在總結(jié)國內(nèi)外沉降過濾式離心脫水機使用的正反兩方面經(jīng)驗的基礎上重新 設計的新機型。該設備的技術特征見表1。



2·1　工作原理

LWZ型離心機構(gòu)造示意圖見圖1。轉(zhuǎn)鼓由 圓柱—圓錐—圓柱體三段組成,其大端為溢流端, 端面上開有溢流口,并設有調(diào)節(jié)溢流口高度的擋板,其小端為脫水產(chǎn)物排出口。由電動機通過V 型膠帶輪帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時,借助行星齒輪差速器 帶動轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的螺旋旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)鼓與螺旋旋轉(zhuǎn)方向相 同,螺旋轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)鼓慢2·1%。煤漿經(jīng)三通蝶閥 通過入料管進入螺旋體內(nèi),再經(jīng)螺旋體的出料口 進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔,在比重力大上百倍的離心力作用 下,煤漿形成環(huán)狀沉降區(qū),固體顆粒迅速沉淀在轉(zhuǎn) 鼓內(nèi)壁上,水攜帶微細顆粒從轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排 出,即為離心液。利用螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差速運動,沉 淀在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的顆粒被輸送到過濾段,水與少 量煤泥經(jīng)篩縫排出,即為濾液。物料再次脫水后 由轉(zhuǎn)鼓小端排料口排出,即為脫水產(chǎn)物。



2·2　技術特點

(1)該設備定位于脫水回收>0·045 mm粒 級的物料,而不是包括<0·045 mm粒級細泥在 內(nèi)的所有物料。為此采用了較低轉(zhuǎn)速的工作參數(shù) 和短轉(zhuǎn)鼓體的結(jié)構(gòu)參數(shù)。這樣就減小了電力消耗 和設備體積,延長了部件的使用壽命,增加了設備 的可靠性,降低了機械的價格。

(2)采用由專業(yè)廠家制造的大扭矩行星齒輪 差速器,其工作可靠、穩(wěn)定,對于因入料量變化所 產(chǎn)生的負荷波動適應力強。

(3)使用了高鋁陶瓷篩網(wǎng),在螺旋葉片推料 側(cè)、螺旋出料口和給料腔內(nèi)均粘接了高鋁陶瓷塊, 提高了易磨損部件的使用壽命。

(4)排料部件采用異形硬質(zhì)合金刮刀,既解決了 易磨損問題,又克服了粘性物料堵塞溜槽的難題。

(5)自動控制系統(tǒng)可靠、實用,它備有螺旋推 料超量、潤滑油壓超限、主電動機過載和保險銷切 斷等項聲光報警設施。并采用螺旋推料力矩控制 來調(diào)節(jié)入料量,比傳統(tǒng)的根據(jù)主電動機電流調(diào)節(jié) 入料量更為合理。

(6)專門設計的密封結(jié)構(gòu)杜絕了各潤滑點的 滲漏油現(xiàn)象,采用特殊方法解決了離心機漏煤泥 水問題,做到了機械設備無滲漏。

3　LWZ型離心機工藝指標

3·1　工藝流程

在該離心機投入使用的初期,浮選尾煤由深 錐濃縮機濃縮,其底流作為離心機入料,由于濃縮 效果差,入料濃度低,處理量很小。后來改用 Ф24m濃縮機來處理浮選尾煤,因為濃縮機底流 (離心機入料)中<0·045 mm粒級的產(chǎn)率高達 47·45%,不但使離心液、濾液濃度增大,而且導致 脫水產(chǎn)物水分過高,呈泥漿狀,經(jīng)常堵塞離心機排 料口,無法正常運行。

針對離心機入料中細泥偏多的問題,將煤泥 水工藝流程改進為二段濃縮、二段回收的流程(見 圖2),對浮選尾煤進行摻粗,即把中煤磁選機尾 礦與浮選尾煤匯合一起進入第一段濃縮作業(yè) (Ф24 m濃縮機)實現(xiàn)水力分級,將其底流中< 0·045 mm粒級產(chǎn)率控制在40%以下,由沉降過 濾式離心機脫水回收,脫水產(chǎn)物與重介中煤合并, 作為混煤銷售。其攜帶大量<0·045 mm粒級細 泥的溢流與沉降過濾式離心機的離心液、濾液以 及矸石磁選機尾礦篩下水一起進入第二段濃縮作 業(yè)(高效濃縮機)。由于聯(lián)合添加了硫酸鋁和聚丙 烯酰胺水溶液,高效濃縮機澄清濃縮效果甚好,其 溢流循環(huán)使用,作為脫介篩噴水。含有大量細泥 的濃縮機底流由壓濾機回收。

 

3·2　工藝調(diào)節(jié)

3·2·1　轉(zhuǎn)速的確定

為延長易磨損件的使用時間及降低動力消 耗,在保證生產(chǎn)指標的前提下,經(jīng)試驗確定離心機 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為600 r/min(即離心強度為242)。

3·2·2　溢流口高度的調(diào)整

轉(zhuǎn)鼓大端端面上設有調(diào)節(jié)溢流口高度的擋板, 將擋板提升后,可降低離心液濃度,但脫水產(chǎn)物水 分相應增高。離心機投產(chǎn)初期,溢流口高度為65 mm,離心液濃度在87~157 g/L范圍內(nèi)波動,但脫 水產(chǎn)物水分偏高,在22%~28%之間。為此調(diào)整 擋板,將溢流口高度降到45 mm時,得到理想效 果,脫水產(chǎn)物水分大幅度降低,可達15·24%,而離 心液濃度稍有升高,在180 g/L左右。

3·2·3　入料粒度的控制

隨入選原料煤煤質(zhì)的波動,當離心機入料中 <0·045 mm細泥量增多導致脫水產(chǎn)物水分偏高 時,還可及時將部分矸石磁選機尾礦篩下水分流 到Ф24 m濃縮機(一段濃縮作業(yè))里,進行摻粗, 以提高脫水效果。

生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)當入料中>0·5 mm粒級產(chǎn)率 大于10%或有雜物進入離心機時,有可能損壞陶 瓷篩網(wǎng)。因此要嚴格控制離心機的入料粒度上 限,加強脫介篩、弧形篩篩面的管理,并使用特定 的截粗裝置。

3·3　工藝效果

為了考核LWZ型離心機的工藝效果,曾于 2003年11月24日進行了工業(yè)性測試,該脫水設 備的工藝效果見表2。



這次測試效果正確反映出LWZ型離心機的 工藝性能:

(1)脫水產(chǎn)物的水分低,為15·70%,液體混 雜率僅為8·53%,即占入料91·47%的液體已隨 離心液和濾液排出,可見其脫水效果良好。

(2)該離心機是用于回收>0·045 mm的物料, 對于<0·045 mm的細泥起“脫泥”作用,所以脫水 產(chǎn)物的固體回收率指標并不是越大越好,而是隨著 入料中>0·045mm粒級的產(chǎn)率波動而變動,此次 試驗的固體回收率為70·54%,屬正?，F(xiàn)象。

(3)依據(jù)相關的行業(yè)標準,選煤廠脫水設備的 工藝效果可從二個方面進行評定,一是脫水產(chǎn)物的 固體回收率,二是脫水產(chǎn)物的液體混雜率,二者綜 合指標即是脫水效率。在該測驗中,LWZ型離心 機的脫水效率為70·54%-8·53%=62·01%,如實 地表征出該設備既能脫水又能脫泥的實際情況。

3·4　回收粒度和脫泥情況

LWZ型沉降過濾式離心脫水機有效回收粒 度有多小,脫除細泥數(shù)量又有多少,也是人們所關 注的問題。

根據(jù)脫水產(chǎn)物及離心液、濾液的粒度組成和 脫水產(chǎn)物的固體回收率,可以計算出各粒級的分 配率(見表3)。

根據(jù)表3可以繪制圖3,直觀地看出各粒級的分配情況。 由圖3可看出,>0·074 mm的各粒級在脫 水產(chǎn)物中均有較高的分配率,據(jù)計算,綜合分配率 為87·54%。>0·045 mm的各粒級綜合分配率 為79·74%,也就是說,>0·045 mm粒徑的顆粒 有將近80%的概率被有效回收到脫水產(chǎn)物中,做 到了物盡其用。與此同時也相應減輕了煤泥水流 程中第二段濃縮作業(yè)和脫水回收作業(yè)的負荷量。 從圖3中還可看出,接近2/3的<0·045 mm 粒徑的高灰分細泥隨離心液、濾液排出,脫泥情況 是良好的。從表3中還看到,脫水產(chǎn)物中的各粒 級灰分比計算入料中相應粒級的低。隨著粒徑變 小,降灰趨勢越顯著。基于以上二個原因,脫水產(chǎn) 物灰分比計算入料灰分低了3·57%。



4　經(jīng)濟效益

用壓濾機脫水回收的低熱值煤泥(濾餅)水分 高、粘結(jié)成團,不能均勻摻入混煤中,對用戶的使 用增添了許多困難。而用沉降過濾式離心脫水機 回收的粗煤泥水分低、呈松散狀,能均勻摻入混煤 中,綜合水分<12%,符合用戶需求。該脫水設備 正常使用后,全廠混煤產(chǎn)率提高了3%~5%,按 每月入選15萬t原料煤計算,則可增產(chǎn)混煤約 4500t以上,混煤與壓濾機尾煤差價為95元/t,則 增加銷售收入42·75萬元。

 

LWZ型離心機投產(chǎn)以后,緩解了煤泥水生產(chǎn) 系統(tǒng)的瓶頸問題,原先全天24h開動5臺壓濾機 處理尾煤,生產(chǎn)能力仍感不足的問題得以解決。 第二段濃縮作業(yè)(高效濃縮機)澄清效果得到改 善,能獲得清凈的循環(huán)水作為脫介篩噴水,使得噸 原料煤介質(zhì)消耗降低0·57 kg,每月節(jié)省磁鐵礦粉 85t,按374元/t計算,減少介耗費用為31790元。 由于第二段濃縮作業(yè)入料固體量減少,每月還可 節(jié)省1t絮凝劑(聚丙烯酰胺)、2t凝聚劑(硫酸 鋁)。

使用LWZ型離心機每月增收、節(jié)支的效益 見表4。

 

按每月增加的經(jīng)濟效益(增收、節(jié)支費用減去 生產(chǎn)成本費用)437158元計算,全年合計增加效益 約524·59萬元。LWZ型離心機購置費用為85·00 萬元,安裝費用3萬元。按靜態(tài)分析,用2·01個月的效益就可回收設備投資和安裝費用。

5　結(jié)　語

LWZ型離心機是在國內(nèi)外同類設備基礎上 開發(fā)的新機型。該設備的主要旋轉(zhuǎn)部件組裝時均 經(jīng)過精密的動平衡試驗校正,所以整機噪音低、振 動力小、運行平穩(wěn)可靠。

該設備采用了短轉(zhuǎn)鼓型結(jié)構(gòu)參數(shù)和較低轉(zhuǎn)速 的工作參數(shù),適用于回收粗粒物料,>0·045 mm 粒級固體回收率近達80%,脫水產(chǎn)物水分低,松 散性好,容易摻入混煤中,滿足用戶的需求。 LWZ型離心機在火燒鋪礦選煤廠投入使用 后,成功地解決了煤泥水系統(tǒng)回收能力嚴重不足 的問題;選煤廠走上了良性循環(huán),取得了顯著的經(jīng) 濟效益。因此,LWZ型沉降過濾式離心脫水機是 值得推廣的設備。