李世超

(西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 呂梁 033602)

斜溝選煤廠位于山西省呂梁市興縣魏家灘鎮(zhèn)[1]。設(shè)計(jì)處理能力為15.0 Mt/a。主要洗選礦井8號(hào)和13號(hào)原煤，入洗煤種均為氣煤，生產(chǎn)工藝為大于50 mm塊煤采用重介淺槽分選，50～1.5 mm末煤采用兩段兩產(chǎn)品旋流器分選，1.5～0.25 mm煤泥采用TCS粗煤泥分選機(jī)排矸[2]。為了確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，必須嚴(yán)格控制原煤的粒度，原煤破碎機(jī)作為選煤廠工藝系統(tǒng)的核心設(shè)備，直接影響物料的分選粒度。斜溝選煤廠原煤破碎機(jī)破碎對(duì)象：800～150 mm塊毛煤(700 mm以上不超過(guò)6%，最大塊度1 000 mm)[3]，塊毛煤中矸石含量約80%，矸石中白砂巖約占50%，類似于鐵礦石的強(qiáng)度高于白砂巖的巖石約占10%，最大抗壓強(qiáng)度220 MPa。選煤廠投產(chǎn)時(shí)使用Shumar36×48型破碎機(jī)，該破碎機(jī)由1個(gè)固定輥和1個(gè)彈簧加載的活動(dòng)輥組成。彈簧加載的活動(dòng)輥的主要功能之一是在堅(jiān)硬不可破碎的物料進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)能夠吸收首次沖擊載荷，有利于保護(hù)齒輪電機(jī)免受沖擊載荷破壞。但因塊原煤中矸石硬度大，造成出料粒度無(wú)法保證，影響下游設(shè)備正常運(yùn)行；該破碎機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)卡堵，卡堵后須人工進(jìn)入箱體處理矸石，不但影響生產(chǎn)還存在安全隱患，且破碎齒輥及箱體已多次維修，設(shè)備已達(dá)設(shè)計(jì)使用壽命。故對(duì)現(xiàn)有破碎機(jī)進(jìn)行了更新改造。

1 7/250HSC愛(ài)邦破碎機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 工作原理

愛(ài)邦7/250HSC型是中心距固定的雙齒棍軸篩分破碎機(jī)，齒輥軸中心距為700 mm，齒輥軸長(zhǎng)度為2 500 mm。破碎機(jī)是向內(nèi)旋轉(zhuǎn)式篩分破碎機(jī)，利用截齒將處在兩齒輥軸之間的物料進(jìn)行破碎。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

愛(ài)邦7/250HSC型破碎機(jī)具有以下特點(diǎn)：動(dòng)載荷極低，對(duì)廠房基礎(chǔ)沖擊極??；低齒輥轉(zhuǎn)速；重載型齒輥結(jié)構(gòu)；出料粒度可控。

2 破碎機(jī)調(diào)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 故障描述

7/250HSC愛(ài)邦破碎機(jī)于2020年9月7日在斜溝煤礦選煤廠調(diào)試投用，至9月11日已出現(xiàn)25次卡堵(破碎機(jī)卡堵時(shí)電流490～520 A，超過(guò)額定電流318.9 A)，熱敏元件損壞3個(gè)，嚴(yán)重影響選煤廠的正常生產(chǎn)。

2.2 調(diào)試工藝條件及技術(shù)協(xié)議要求

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際入料粒度150～500 mm，含矸率約5%，入料量約100 t/h，屬于較好工況。

2.3 協(xié)議要求(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最差工況)

破碎對(duì)象為150～800 mm塊毛煤，塊毛煤中矸石含量約80%，矸石中白砂巖約占50%，最大抗壓強(qiáng)度220 MPa，入料粒度≤700 mm，其中700 mm以上不超過(guò)6%，最大塊度1 000 mm，處理量500 t/h。

3 卡堵原因分析及解決方案

3.1 卡堵原因分析

2個(gè)齒輥軸上截齒之間的間距過(guò)小，截齒數(shù)量多且2個(gè)齒輥軸上相對(duì)齒牙相對(duì)應(yīng)，形成多個(gè)獨(dú)立的破碎腔體，因2個(gè)齒輥均為固定齒輥，在出料粒度確定后，多個(gè)破碎腔體內(nèi)物料一起一次性咬合破碎至出料粒度，破碎機(jī)負(fù)荷過(guò)大，造成電流過(guò)大，設(shè)備過(guò)載停機(jī)。

3.2 解決方案

(1)通過(guò)在每根軸上的2個(gè)截齒之間增加1塊60 mm寬度隔圈[4]，增加隔圈的同時(shí)調(diào)整2個(gè)齒輥軸上相對(duì)應(yīng)齒牙角度，由原來(lái)的齒牙相對(duì)應(yīng)變?yōu)殄e(cuò)開(kāi)一定角度可以保證出料粒度保持不變的情況下，解決堵卡問(wèn)題。

(2)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用實(shí)際情況，將速度傳感器反應(yīng)時(shí)間逐次從3 s調(diào)至8 s。

4 調(diào)整前后截齒和隔圈的排列組合

出廠時(shí)兩截齒之間使用1塊60 mm和1塊20 mm的隔圈隔開(kāi)[5]，2個(gè)截齒之間間距為80 mm(圖1)。為了增加其通過(guò)能力，增加1塊60 mm的隔圈，使2個(gè)截齒之間的間距調(diào)整為140 mm(圖2)。

圖1 出廠時(shí)截齒和隔圈排列組合

圖2 調(diào)整后截齒和隔圈排列組合

5 原理說(shuō)明

調(diào)整2個(gè)齒輥軸上相對(duì)應(yīng)齒牙咬合的時(shí)間順序[6]，以便把原來(lái)更加強(qiáng)悍的咬合方式(圖3)改為相對(duì)溫和的咬合方式(圖4)[7]。原來(lái)比較強(qiáng)悍的咬合容易因巖石堅(jiān)硬一次破不開(kāi)而導(dǎo)致電流急劇升高跳閘[8]，而改變咬合的延時(shí)后，由原來(lái)相對(duì)應(yīng)的齒牙一次咬合改為錯(cuò)開(kāi)一定時(shí)間多次咬合(2～3次)，這樣就可以避免出現(xiàn)跳閘停機(jī)的情況。咬合時(shí)延調(diào)整后，由于同時(shí)咬合大塊堅(jiān)硬物料的數(shù)量有所減少，可以解決現(xiàn)場(chǎng)的卡堵[9]問(wèn)題。

圖3 截齒相對(duì)應(yīng)咬合方式

圖4 截齒錯(cuò)開(kāi)咬合方式

通過(guò)調(diào)整2根軸上相對(duì)截齒的咬合時(shí)間順序，使其位置錯(cuò)開(kāi)，與原來(lái)咬合破碎的時(shí)間相比，大塊物料可在進(jìn)入截齒間后，在更早的時(shí)間先被咬合破碎一部分，再后續(xù)逐漸咬合破碎掉，形成一個(gè)類似的分段破碎機(jī)理。這樣避免了原先直接一次咬合容易卡堵的成因。

截齒的咬合順序調(diào)整后，出料粒度會(huì)適當(dāng)減小。通過(guò)在每根軸上的2個(gè)截齒之間增加1塊60 mm寬度隔圈，可適當(dāng)增大出料粒度。這樣就可保持原來(lái)設(shè)計(jì)的出料粒度150 mm基本不變，同時(shí)可以適度增加破碎機(jī)的通過(guò)能力[10]。

6 應(yīng)用效果

斜溝選煤廠先后對(duì)2臺(tái)愛(ài)邦7/250HSC型破碎機(jī)齒輥截齒相對(duì)位置及隔圈進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整完成后，破碎機(jī)每天約6次卡堵及跳閘的現(xiàn)象徹底消除，破碎機(jī)的出料粒度150 mm也得到了保障。破碎機(jī)截齒和隔圈排列組合調(diào)整的成功應(yīng)用，減少了截齒的數(shù)量，增加了隔圈的數(shù)量，調(diào)整后每臺(tái)破碎機(jī)減少截齒數(shù)量28個(gè)，每個(gè)截齒3 000元，可節(jié)約成本3000×28=84000(元)。

7 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整截齒的相對(duì)位置以及增加隔圈，解決了因過(guò)載而頻繁停機(jī)問(wèn)題，確保了生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行；此項(xiàng)改造減少了截齒的數(shù)量，拆下的截齒可以作為備用，從而降低維護(hù)成本。