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 采用了短轉鼓型結構參數(shù)和較低轉速的工作參數(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)三產品無壓給料重介質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型離心機是在總結國內外沉降過濾式離心脫水機使用的正反兩方面經驗的基礎上重新 設計的新機型。該設備的技術特征見表1。



2·1　工作原理

LWZ型離心機構造示意圖見圖1。轉鼓由 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,并設有調節(jié)溢流口高度的擋板,其小端為脫水產物排出口。由電動機通過V 型膠帶輪帶動轉鼓旋轉時,借助行星齒輪差速器 帶動轉鼓內的螺旋旋轉,轉鼓與螺旋旋轉方向相 同,螺旋轉速比轉鼓慢2·1%。煤漿經三通蝶閥 通過入料管進入螺旋體內,再經螺旋體的出料口 進入轉鼓內腔,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 鼓內壁上,水攜帶微細顆粒從轉鼓大端溢流口排 出,即為離心液。利用螺旋與轉鼓的差速運動,沉 淀在轉鼓內壁上的顆粒被輸送到過濾段,水與少 量煤泥經篩縫排出,即為濾液。物料再次脫水后 由轉鼓小端排料口排出,即為脫水產物。



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 內的所有物料。為此采用了較低轉速的工作參數(shù) 和短轉鼓體的結構參數(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 產生的負荷波動適應力強。

(3)使用了高鋁陶瓷篩網,在螺旋葉片推料 側、螺旋出料口和給料腔內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 來調節(jié)入料量,比傳統(tǒng)的根據(jù)主電動機電流調節(jié) 入料量更為合理。

(6)專門設計的密封結構杜絕了各潤滑點的 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粒級的產率高達 47·45%,不但使離心液、濾液濃度增大,而且導致 脫水產物水分過高,呈泥漿狀,經常堵塞離心機排 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粒級產率控制在40%以下,由沉降過 濾式離心機脫水回收,脫水產物與重介中煤合并, 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　工藝調節(jié)

3·2·1　轉速的確定

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

3·2·2　溢流口高度的調整

轉鼓大端端面上設有調節(jié)溢流口高度的擋板, 將擋板提升后,可降低離心液濃度,但脫水產物水 分相應增高。離心機投產初期,溢流口高度為65 mm,離心液濃度在87~157 g/L范圍內波動,但脫 水產物水分偏高,在22%~28%之間。為此調整 擋板,將溢流口高度降到45 mm時,得到理想效 果,脫水產物水分大幅度降低,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

隨入選原料煤煤質的波動,當離心機入料中 <0·045 mm細泥量增多導致脫水產物水分偏高 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。

生產中還發(fā)現(xiàn)當入料中>0·5 mm粒級產率 大于10%或有雜物進入離心機時,有可能損壞陶 瓷篩網。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,一是脫水產物的 固體回收率,二是脫水產物的液體混雜率,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)脫水產物及離心液、濾液的粒度組成和 脫水產物的固體回收率,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 物灰分比計算入料灰分低了3·57%。



4　經濟效益

用壓濾機脫水回收的低熱值煤泥(濾餅)水分 高、粘結成團,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,全廠混煤產率提高了3%~5%,按 每月入選15萬t原料煤計算,則可增產混煤約 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型離心機投產以后,緩解了煤泥水生產 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。

 

按每月增加的經濟效益(增收、節(jié)支費用減去 生產成本費用)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　語

LWZ型離心機是在國內外同類設備基礎上 開發(fā)的新機型。該設備的主要旋轉部件組裝時均 經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。

該設備采用了短轉鼓型結構參數(shù)和較低轉速 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 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。