趙 翔，丁 慧

(淮北礦業(yè)集團(tuán) 渦北選煤廠， 安徽 淮北 235000)

1 概 述

渦北選煤廠位于安徽省亳州市渦陽縣閘北鎮(zhèn)，選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)模為年入洗原煤1 200萬t.工程分兩期進(jìn)行，一期工程于2012年底投入生產(chǎn)，年入洗原煤600萬t. 洗選渦北、袁二、信湖等周邊礦井原煤，產(chǎn)品主要是焦精煤、肥精煤、中煤、煤泥及矸石等副產(chǎn)品。原煤篩分共兩個(gè)系統(tǒng)，分選工藝流程：礦井原煤通過皮帶輸送機(jī)輸送到原煤分級篩進(jìn)行分級，篩下物(<50 mm)通過皮帶輸送機(jī)直接進(jìn)原煤倉，篩上物通過手選皮帶進(jìn)破碎機(jī)破碎，破碎后通過皮帶輸送機(jī)進(jìn)原煤倉。

2 原煤系統(tǒng)存在的問題

原煤篩分廠房使用的是4臺型號GDZS3675多單元組合圓振動(dòng)篩，該振動(dòng)篩為3個(gè)獨(dú)立篩箱的串聯(lián)組合，每個(gè)單元篩箱安裝1臺電動(dòng)機(jī)經(jīng)撓性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器，使篩箱做圓形軌跡振動(dòng)。選煤廠入洗煤種復(fù)雜，煤質(zhì)變化很大，原煤水分有時(shí)會高達(dá)7%，濕黏煤對振動(dòng)篩的影響較大。目前，該振動(dòng)篩存在的問題如下：

1) 在處理濕黏煤時(shí)，第一段的沖孔篩板容易堵塞，篩分效率降低。濕煤長時(shí)間堆積附著在篩面上，如果不清理干凈，會影響篩機(jī)的啟動(dòng)，造成撓性聯(lián)軸器斷裂，嚴(yán)重的造成電機(jī)過負(fù)荷燒毀。

2) 篩面透篩率低，物料不能有效分選，篩上物會加大破碎機(jī)的負(fù)荷，造成破碎機(jī)齒板磨損加劇。頻繁清理篩面積煤，更換齒板增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3) 振動(dòng)頻率高，振幅達(dá)到13～15 mm，現(xiàn)場噪音很大，達(dá)不到環(huán)保要求。

4) 篩箱的設(shè)計(jì)是裸露式的，運(yùn)轉(zhuǎn)造成的粉塵很大，周圍環(huán)境差，后期增加防護(hù)罩密封效果也不好。

5) 設(shè)備使用年限久，易發(fā)生機(jī)械故障,維護(hù)量大，如更換主軸軸承、篩板、減震彈簧的難度系數(shù)高。

總之，隨著配套礦井的建成，如：信湖礦(300 Mt/a),原煤入洗量會逐步加大，勢必導(dǎo)致系統(tǒng)檢修時(shí)間減少，現(xiàn)場環(huán)境會愈加惡劣。

3 正弦滾軸篩工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

經(jīng)過實(shí)地考察調(diào)研，結(jié)合原煤篩分廠房的作業(yè)環(huán)境，于2021年將原煤1#系統(tǒng)設(shè)備號2103#、2104#兩臺圓振動(dòng)篩更換成 FZS15050-30/15°型正弦滾軸篩，以解決原設(shè)備在使用中存在的問題。

3.1 工作原理

正弦滾軸篩主要由機(jī)架、減速電機(jī)、齒輪箱、篩軸總成、軸承座、密封箱體、入料溜槽等組成(圖1).

圖1 FZS15050-30/15°型滾軸篩結(jié)構(gòu)組成圖

工作原理是利用等厚篩分原理，單電機(jī)通過齒輪箱傳動(dòng)多軸同時(shí)同步旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)物料沿篩面向前運(yùn)動(dòng)，結(jié)合橢圓形篩盤在篩面形成的正弦擾動(dòng)，使得物料快速分層、分散。小于篩孔間隙的顆粒在自身重力以及篩軸的旋轉(zhuǎn)力作用下，透過篩縫落下，大于篩孔的顆粒留在篩面上繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，落入下一級設(shè)備，以達(dá)到篩分的目的。FZS15050-30/15°型滾軸篩相關(guān)參數(shù)見表1.

表1 FZS15050-30/15°型滾軸篩相關(guān)參數(shù)表

3.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)上采用三段傾斜布置方式，一段正弦篩與入料溜槽相接，二段正弦篩與一段正弦篩相接，三段正弦篩與二段正弦篩相接。三段篩機(jī)通過螺栓活動(dòng)連接，固定在呈一定角度的傾斜機(jī)架上，安裝后三段篩面在同一平面上。在每個(gè)滾軸下面裝有隱埋式梳齒，與篩盤交錯(cuò)配合?？蓪ぴ诒P片上的纏繞物和粘附物鏟除，以保持篩孔通暢，即實(shí)現(xiàn)篩面自清理功能(表1).

4 正弦滾軸篩故障及解決方法

由于進(jìn)廠原煤多，現(xiàn)場只允許單臺設(shè)備改造，其余3臺分級篩要正常生產(chǎn)運(yùn)行。首先更換的是2104#篩，安裝后帶煤調(diào)試中出現(xiàn)許多問題。

4.1 故障現(xiàn)象

1) 原煤從皮帶機(jī)頭通過下料溜槽到滾軸篩篩面，高度差約7 m，物料對一段正弦篩直接沖擊大，導(dǎo)致減速電機(jī)過載跳電。

2) 原煤中含有雜物，篩軸纏繞雜物或者篩軸間夾大塊矸石，出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象，設(shè)備跳電停機(jī)。嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致減速電機(jī)與齒輪箱之間聯(lián)軸器尼龍柱銷切斷[1].

3) 停機(jī)時(shí)檢查到篩縫夾矸石較多，大約占篩面的10%.空車運(yùn)轉(zhuǎn)過程中矸石夾在兩個(gè)篩軸之間原地滾動(dòng)，無法向前走料。

4.2 解決方法

1) 減少入料原煤對一段正弦篩篩面的沖擊力。在一段正弦篩入料溜槽內(nèi)部增加跌落板，降低原煤垂直下落的流速，在跌落板緩沖作用下進(jìn)入到一段篩面。

2) 加強(qiáng)進(jìn)廠原煤的煤質(zhì)管理，從源頭上解決原煤中雜物多、矸石量大的問題，減輕對滾軸篩篩盤的磨損。確保上游設(shè)備(除鐵器)的除鐵效果，及時(shí)清理鐵器雜物，避免原煤中含大塊鐵器。

3) 篩面傾角由10°改成15°，提高物料通過性。

4) 在保證篩孔尺寸(50 mm×50 mm)的前提下，把篩軸上篩盤的布置方式由平行排列改成交錯(cuò)排列(圖2). 通過相鄰篩軸上篩盤的撥動(dòng)，有利于煤料的滾動(dòng)，這樣會降低篩縫中夾矸石的概率。

圖2 改造前后篩盤布置方式圖

5) 在篩軸上設(shè)置機(jī)械和電氣保護(hù)裝置，當(dāng)有大塊矸石進(jìn)入，篩面負(fù)載大的情況，篩軸出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)，電機(jī)電流變大，電氣保護(hù)動(dòng)作，設(shè)備停車，避免機(jī)械事故擴(kuò)大。

改造后，由于落料方式調(diào)整，篩面傾角增大，使煤料流動(dòng)性增強(qiáng)，滯留在篩面上的時(shí)間減短，從而解決了一段滾軸篩因傳動(dòng)負(fù)載大導(dǎo)致壓車的問題。對篩盤布置方式的調(diào)整，有效解決了塊煤夾在篩孔出不來的問題。

5 使用效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 使用效果

1) 維護(hù)維修量低。設(shè)備低速重載運(yùn)行，篩盤采用高耐磨合金材料，篩箱內(nèi)襯耐磨鋼板，耐磨性強(qiáng)。篩軸軸承座安裝于篩側(cè)板的外側(cè)，且為剖分式軸承座，便于拆卸。同時(shí)篩軸自帶清理功能，配件更換率低。篩機(jī)投入使用后，只需定期觀察運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定期更換齒輪箱和減速機(jī)潤滑油，檢查聯(lián)軸器。維修量比改造前大幅度降低。

2) 物料適應(yīng)性強(qiáng)。防堵效果好，尤其對濕黏原煤篩分更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。橢圓篩盤所產(chǎn)生的正弦波擾動(dòng)，使原煤快速松散、分層，大幅提高透篩效果，篩分效率比圓振動(dòng)篩提高10%.

3) 空間占有率低。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，有效節(jié)約現(xiàn)場使用空間。單臺圓振動(dòng)篩占地面積43 m2，而滾軸篩占地面積22 m2.

4) 安全環(huán)保節(jié)能。滾軸篩解決了圓振動(dòng)篩高頻振動(dòng)產(chǎn)生的噪音污染，設(shè)備運(yùn)行噪聲<78 db，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。整機(jī)采用密封設(shè)計(jì)，運(yùn)行時(shí)動(dòng)載荷較小、安全性能較高、無粉塵外溢，降低了工人清理現(xiàn)場的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

1) 降低生產(chǎn)電耗。改造前單臺圓振動(dòng)篩共有3個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)功率22 kW，總功率66 kW；改造后單臺滾軸篩共有3個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)功率11 kW，總功率33 kW. 按照每天返原煤時(shí)間10 h，年生產(chǎn)天數(shù)330天，電價(jià)0.55元/kW·h計(jì)算，則單臺滾軸篩每年可節(jié)約電費(fèi)10.89萬元。

2) 降低材料消耗。改造前圓振動(dòng)篩的維修成本較高，單塊沖孔篩板的采購價(jià)格高達(dá)1 100元。設(shè)備使用年限已久，篩板、軸承、減震彈簧等配件都已到更換周期。改造后滾軸篩具有運(yùn)行可靠性強(qiáng)、設(shè)備故障率低的優(yōu)勢，材料消耗很少，據(jù)估算每年可節(jié)省材料費(fèi)10萬元。

3) 減少崗位用工。由于滾軸篩的維修量小，防塵效果好，可減少設(shè)備維修人員和崗位清潔人員數(shù)量，實(shí)現(xiàn)減員提效。

6 結(jié) 語

相較于圓振動(dòng)篩，正弦滾軸篩在進(jìn)行濕黏煤分級時(shí)，不易堵塞，能夠保證篩分效果，同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)簡單、無振動(dòng)部件、密封性好、無粉塵溢出、噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。因此，選煤廠在篩分設(shè)備選擇時(shí)可以優(yōu)先考慮滾軸篩。