耿長(zhǎng)勇

(北京中煤煤炭洗選技術(shù)有限公司 葫蘆素選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 選煤廠概述

中天合創(chuàng)煤炭分公司煤炭洗選中心葫蘆素選煤廠是公司煤制烯烴項(xiàng)目配套的礦井型動(dòng)力煤選煤廠，設(shè)計(jì)能力13.00 Mt/a，日處理能力39 393 t，小時(shí)處理能力2 462 t。服務(wù)年限為90.0 a，入洗煤種為不粘煤，于2016年1月建成投用?，F(xiàn)有洗選工藝為150～13 mm塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，13.0～0.5 mm末煤不分選(末煤重介旋流器系統(tǒng)在建)直接做混煤，3～0.5 mm粒級(jí)粗煤泥經(jīng)離心機(jī)脫水成為混煤，小于0.5 mm粒級(jí)煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)和快開(kāi)壓濾機(jī)聯(lián)合回收。塊煤重介淺槽分選，末煤系統(tǒng)重介旋流器分選，(末煤生產(chǎn)系統(tǒng)、煤泥浮選系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)已完成，正常建設(shè))。生產(chǎn)工藝流程為：井下原煤提升至地面后由2條膠帶機(jī)輸送至原煤倉(cāng)(6萬(wàn)t)，經(jīng)原煤倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)至3條膠帶經(jīng)轉(zhuǎn)載膠帶至篩分破碎車間。進(jìn)入篩分車間的煤，先進(jìn)行篩分，篩分后150 mm以上的物料經(jīng)手揀雜物及大塊矸石后破碎至150 mm以下，與篩下物一同運(yùn)至主廠房進(jìn)行分選，原煤先后進(jìn)行13 mm干篩和3 mm濕篩。150～13 mm塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，矸石經(jīng)脫介篩脫介后，送至矸石倉(cāng)(4 000 t)；精煤經(jīng)脫水脫介、分級(jí)后破碎至50 mm以下，進(jìn)入精煤球倉(cāng)，產(chǎn)品為塊精煤；13.0～0.5 mm粒級(jí)末煤經(jīng)旁路膠帶進(jìn)入混煤倉(cāng)，3～0.5 mm粒級(jí)粗煤泥經(jīng)離心機(jī)脫水后經(jīng)旁路膠帶進(jìn)入混煤倉(cāng)，產(chǎn)品為混煤；小于0.5 mm粒級(jí)煤泥通過(guò)加壓過(guò)濾機(jī)和快開(kāi)壓濾機(jī)聯(lián)合回收，摻配進(jìn)入產(chǎn)品煤中。主要工藝包括：原煤儲(chǔ)存、篩分除雜與破碎、原煤洗選加工、煤泥水處理、產(chǎn)品儲(chǔ)存及裝車系統(tǒng)。主要產(chǎn)品為：精煤、混煤，排棄物為矸石。產(chǎn)品煤可實(shí)現(xiàn)汽車地銷，也可通過(guò)棧橋運(yùn)送到大化肥項(xiàng)目園區(qū)及煤制烯烴項(xiàng)目園區(qū)，矸石由汽車外運(yùn)至排矸場(chǎng)；外購(gòu)煤經(jīng)受煤坑下給煤機(jī)給入帶式輸送機(jī)，精煤、混煤按客戶要求摻配后，輸送至化工園區(qū)或中煤鄂能化。

現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)中，原煤準(zhǔn)備、返煤系統(tǒng)為單系統(tǒng)；洗選系統(tǒng)為2套相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)2套煤泥水處理系統(tǒng)。2套煤泥水處理系統(tǒng)均包含煤泥泵、分級(jí)旋流器組、離心機(jī)、弧形篩等設(shè)備，每套系統(tǒng)均獨(dú)立生產(chǎn)，設(shè)備不能互為備用。

2 煤泥水系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 煤泥水系統(tǒng)現(xiàn)狀

葫蘆素選煤廠煤泥水系統(tǒng)為雙系統(tǒng)，每套煤泥水處理系統(tǒng)包含有1組由6臺(tái)分級(jí)旋流器組成的旋流器組，由于煤泥水量較少，只需開(kāi)通2臺(tái)旋流器即可正常運(yùn)行，設(shè)備余量充足。由于雙系統(tǒng)的設(shè)備不能互為備用，當(dāng)其中1臺(tái)煤泥泵或離心機(jī)等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，只能停止該生產(chǎn)系統(tǒng)。當(dāng)主廠房一套生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于返煤系統(tǒng)、產(chǎn)品運(yùn)輸為共用系統(tǒng)，會(huì)造成電力的浪費(fèi)，導(dǎo)致噸煤電耗飆升；系統(tǒng)煤泥水含量少時(shí)，煤泥泵不能最大化的發(fā)揮處理量，2套系統(tǒng)使用2臺(tái)煤泥泵，電力消耗增加的同時(shí)也經(jīng)?！俺榭胀啊保斐煞旨?jí)旋流器壓力不足，分級(jí)效果差。

2.2 煤泥水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.2.1 粗煤泥離心機(jī)發(fā)生故障后，影響系統(tǒng)帶煤

葫蘆素選煤廠每套煤泥水系統(tǒng)中僅包含1臺(tái)粗煤泥離心機(jī)，實(shí)際粗煤泥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于粗煤泥離心機(jī)的設(shè)計(jì)處理能力。當(dāng)其中1臺(tái)離心機(jī)發(fā)生故障后，這套煤泥水系統(tǒng)就必須停車檢修，導(dǎo)致該套生產(chǎn)系統(tǒng)被迫停機(jī)，而返煤系統(tǒng)、產(chǎn)品運(yùn)輸系統(tǒng)僅有1套系統(tǒng)，返煤系統(tǒng)必須減量生產(chǎn)，制約著生產(chǎn)系統(tǒng)的帶煤量，同時(shí)返煤系統(tǒng)、產(chǎn)品輸煤系統(tǒng)設(shè)備噸煤電耗也會(huì)上升。待離心機(jī)修復(fù)完畢，才能開(kāi)機(jī)，生產(chǎn)系統(tǒng)靈活性較差。

2.2.2 煤泥泵發(fā)生故障后，不能互為備用

該選煤廠一系統(tǒng)和二系統(tǒng)各有1臺(tái)煤泥泵，且煤泥泵處理能力沒(méi)有完全釋放，分級(jí)旋流器在正常生產(chǎn)時(shí)，只需開(kāi)啟2臺(tái)旋流器就能保證一套系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而一套系統(tǒng)中分級(jí)旋流器組有6臺(tái)旋流器；當(dāng)其中1臺(tái)煤泥泵發(fā)生故障后，另一套系統(tǒng)中的煤泥泵不能切換，對(duì)應(yīng)的煤泥水處理系統(tǒng)只能停車檢修，該套生產(chǎn)系統(tǒng)只能待機(jī)，返煤系統(tǒng)必須減量生產(chǎn)。設(shè)備故障制約了選煤廠的生產(chǎn)能力，同時(shí)返煤系統(tǒng)設(shè)備噸煤電耗也會(huì)增加；待煤泥泵修復(fù)完畢，方能開(kāi)機(jī)帶煤，不能靈活調(diào)整生產(chǎn)，暴露出煤泥水處理系統(tǒng)的局限性。

2.2.3 分級(jí)旋流器壓力不穩(wěn)定

礦井煤質(zhì)變好后，小于3 mm粒級(jí)煤泥含量較少，煤泥桶一度會(huì)出現(xiàn)桶位低的現(xiàn)象，有時(shí)則發(fā)生空桶現(xiàn)象，造成分級(jí)旋流器壓力不足，發(fā)生濃縮池跑粗現(xiàn)象；現(xiàn)有條件只能利用桶上補(bǔ)水，導(dǎo)致煤泥泵的額外做功，使得噸煤電耗增加。

3 采取的技術(shù)改造措施

(1)采用管道把2臺(tái)分級(jí)旋流器底流箱連接起來(lái)，在生產(chǎn)中可以通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)閘閥實(shí)現(xiàn)分級(jí)旋流器底流經(jīng)由弧形篩進(jìn)入任意一套系統(tǒng)粗煤泥離心機(jī)，達(dá)到2套系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互為備用的目的。在弧形篩、離心機(jī)出現(xiàn)故障后，可以通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)閘閥將分級(jí)旋流器底流引入另一套煤泥系統(tǒng)，返煤系統(tǒng)在不受任何影響的情況下，正常帶煤生產(chǎn)，因此不會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)帶煤生產(chǎn)，從而降低了噸煤電耗。

(2)采用管路將2個(gè)煤泥桶連接起來(lái)，在生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)閘閥，控制煤泥水進(jìn)入任意一套煤泥桶中，最終實(shí)現(xiàn)煤泥泵等設(shè)備的互為備用。① 當(dāng)煤泥泵發(fā)生故障后，可以調(diào)整打開(kāi)氣動(dòng)閘閥，將煤泥來(lái)料引入另一套煤泥水處理系統(tǒng)，通過(guò)另一套系統(tǒng)煤泥泵加壓進(jìn)入該套系統(tǒng)分級(jí)旋流器，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整分級(jí)旋流器組開(kāi)啟數(shù)量，使得煤泥水系統(tǒng)達(dá)到平衡，不會(huì)引起返煤系統(tǒng)減量生產(chǎn)，進(jìn)而降低噸煤電耗；② 當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)中小于3 mm粒級(jí)煤泥含量較少時(shí)，可以打開(kāi)氣動(dòng)閘閥，2套生產(chǎn)系統(tǒng)利用1臺(tái)煤泥泵將煤泥水加壓至1組分級(jí)旋流器，通過(guò)調(diào)整該組分級(jí)旋流器的開(kāi)啟數(shù)量，使得煤泥水系統(tǒng)達(dá)到平衡，進(jìn)入下游設(shè)備，從而達(dá)到降低噸煤電耗的目的。

(3)把1臺(tái)庫(kù)房備用粗煤泥離心機(jī)安裝到現(xiàn)場(chǎng)，與另外2臺(tái)離心機(jī)互為備用；生產(chǎn)時(shí)，分級(jí)旋流器底流可任意進(jìn)入其中2臺(tái)粗煤泥離心機(jī)，另外1臺(tái)離心機(jī)起到備用作用；任何1臺(tái)離心機(jī)發(fā)生故障，都可以通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)閘閥將分級(jí)旋流器底流引流至另外2臺(tái)離心機(jī)，生產(chǎn)系統(tǒng)不會(huì)受到煤泥系統(tǒng)上述因素影響，從而使生產(chǎn)系統(tǒng)正常帶煤運(yùn)行，達(dá)到3臺(tái)離心機(jī)互為備用的目的。

(4)通過(guò)調(diào)整桶上補(bǔ)水、篩上噴水等，可以達(dá)到水系統(tǒng)平衡。

改造前煤泥水系統(tǒng)中煤泥泵分別將煤泥水加壓至對(duì)應(yīng)分級(jí)旋流器，分級(jí)旋流器底流經(jīng)弧形篩進(jìn)入粗煤泥離心機(jī)，經(jīng)脫水后進(jìn)入下游設(shè)備入中混煤產(chǎn)品倉(cāng)。改造后，通過(guò)設(shè)備互相切換措施，達(dá)到2套煤泥水系統(tǒng)煤泥泵、分級(jí)旋流器、離心機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)互為備用的目的，進(jìn)一步確保了生產(chǎn)系統(tǒng)正常帶煤，使得選煤廠正常生產(chǎn)。

4 效果分析

4.1 分級(jí)旋流器壓力穩(wěn)定

當(dāng)煤泥水系統(tǒng)中煤泥水含量較少時(shí)，打開(kāi)煤泥桶連通的氣動(dòng)閘閥，使得2套煤泥水系統(tǒng)共用1臺(tái)煤泥泵、1組分級(jí)旋流器，同時(shí)調(diào)整分級(jí)旋流器閥門，增加分級(jí)旋流器組開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，使得分級(jí)旋流器壓力保持在1.3～1.5 MPa，煤泥水分級(jí)效果大幅度提升，進(jìn)入濃縮池的煤泥粒度超限值得到了控制，保證濃縮機(jī)正常運(yùn)行。

2020年通過(guò)對(duì)分級(jí)旋流器溢流煤泥水的采樣進(jìn)行檢測(cè)，得出表1的試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)，改造后的煤泥水系統(tǒng)進(jìn)入濃縮機(jī)的煤泥中大于0.5 mm粒級(jí)比例保持在3.5%以下，平均值達(dá)到3.48%，并比較穩(wěn)定，而改造前煤泥中大于0.5 mm粒級(jí)比例不穩(wěn)定。

表1 改造前后旋流器溢流粒度試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

4.2 離心機(jī)水分降低

通過(guò)對(duì)改造前后粗煤泥離心機(jī)出料水分進(jìn)行分析，改造前由于分級(jí)旋流器壓力不穩(wěn)定，粗煤泥回收率提高，離心機(jī)工作穩(wěn)定性不高，脫水效率低，離心機(jī)水分在16.5%～19.5%之間波動(dòng)，平均水分高達(dá)17.98%；改造后，分級(jí)旋流器壓力穩(wěn)定，粗煤泥回收率低，弧形篩、離心機(jī)工作效率高，離心機(jī)水分在16.5%～17.5%之間波動(dòng)，平均水分為16.94%，離心機(jī)水分降低了1.04個(gè)百分點(diǎn)，降低了混煤水分。

4.3 降低生產(chǎn)系統(tǒng)延誤

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，改造前煤泥水處理系統(tǒng)設(shè)備故障時(shí)間為62 h。改造后，煤泥水系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障不再造成生產(chǎn)系統(tǒng)延誤，生產(chǎn)系統(tǒng)小時(shí)生產(chǎn)量按照2 000 t計(jì)算，每年可多生產(chǎn)原煤12.4萬(wàn)t。

5 經(jīng)濟(jì)效益

5.1 節(jié)電

當(dāng)原煤中小于3 mm粒級(jí)煤泥含量較少時(shí)(每年約2個(gè)月)，打開(kāi)氣動(dòng)閘閥，2套系統(tǒng)共用1臺(tái)煤泥泵，可節(jié)約電費(fèi)：每天按16 h生產(chǎn)，電費(fèi)按0.41元/t計(jì)算，煤泥泵電機(jī)功率為200 kW。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，改造前2臺(tái)煤泥泵運(yùn)行，噸煤電耗為2.8 kW·h；改造后，1臺(tái)煤泥泵運(yùn)行，噸煤電耗約為2.77 kW·h。葫蘆素選煤廠2個(gè)月生產(chǎn)帶煤按200萬(wàn)t計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)約2.46萬(wàn)元。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，改造前每年由于煤泥系統(tǒng)設(shè)備故障約為120 h，只能單系統(tǒng)帶煤生產(chǎn)，帶煤量為正常生產(chǎn)時(shí)的50%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，正常生產(chǎn)帶煤時(shí)，噸煤電耗約2.8 kW·h；原單系統(tǒng)帶煤生產(chǎn)時(shí)，噸煤電耗為3.2 kW·h，每年節(jié)約電費(fèi)約4.8萬(wàn)元。

合計(jì)每年節(jié)約電耗約7.26萬(wàn)元。

5.2 降低配件使用費(fèi)及維修人工費(fèi)

煤泥泵、分級(jí)旋流器、弧形篩、離心機(jī)等設(shè)備輪換啟停，可以降低該設(shè)備易損件的更換頻率，每年節(jié)約配件費(fèi)用約25萬(wàn)元；每次更換煤泥泵配件約需5工·日，每年需更換約4次；每次更換分級(jí)旋流器底流口等配件約需4工·日，每年需更換約3次；每次更換弧形篩約需4工·日，每年更換約4次；每次更換離心機(jī)配件約需5工·日，每年需更換約8次；維修人工費(fèi)按300元/(工·日)計(jì)算，每年節(jié)約維修人工費(fèi)用約為2萬(wàn)元。共計(jì)節(jié)約25+2=27(萬(wàn)元)。

5.3 電機(jī)延長(zhǎng)使用壽命

煤泥泵交替啟停，減少了電機(jī)使用時(shí)間，有效延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命；電機(jī)價(jià)格約為12萬(wàn)元，電機(jī)壽命按5 a計(jì)算，平均每年節(jié)約設(shè)備費(fèi)用約為2.4萬(wàn)元。根據(jù)上述計(jì)算，每年可節(jié)約費(fèi)用約36.66萬(wàn)元。

6 結(jié) 語(yǔ)

葫蘆素選煤廠通過(guò)煤泥水處理系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)了2套系統(tǒng)的煤泥泵、分級(jí)旋流器、離心機(jī)、弧形篩等設(shè)備互相備用，切換靈活，提高了設(shè)備使用效率，保證了生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行生產(chǎn)，同時(shí)增強(qiáng)了分級(jí)旋流器組的分級(jí)效果，降低了粗煤泥水分，提高了混煤產(chǎn)品質(zhì)量，保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；切實(shí)地提高了選煤效率，降低了電力、材料等資源消耗，并極大地提高了煤泥水系統(tǒng)的靈活性?，F(xiàn)已將該部分改造思路推廣至門克慶選煤廠、南梁選煤廠，經(jīng)生產(chǎn)帶煤試運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)備互為備用的預(yù)期效果。