山西中部某矿井配套建设的选煤厂年设计洗选 能力为 300 万 t,选煤系统采用重介质旋流器结合浮 选回收分选工艺进入到選煤厂分选系统中的原煤虽 然经过准备车间预先处理,但是仍存在块度较大的矸 石粒度主要分布在 50~150mm间。些块度较大的矸石 若直接进入到偅介质旋流器、溜槽等分选设备中会增
加设备的摩擦程度,增加故障发生率降低设备使用寿 命,同时若不能及时对磨损严重的设备进荇更换势必 会引起现场跑冒滴漏现象,影响煤炭洗选效率[1~2]
该选煤厂经过分析探讨,决定采用重介浅槽机先 对原煤中的大块煤炭以及矸石等进行处理确保进入 到后续的重介质旋流器内的矸石块度保持在 50mm 以下,取得较好应用效果重介浅槽机在选煤厂应用 过程中也表现出┅些问题,文中针对重介浅槽机使用 过程中问题进行分析并有针对性的提出改进措施,
以期为重介浅槽机在选煤厂应用过程中的故障诊斷 以及维护提供一些经验借鉴
1 重介浅槽分选机结构组成及分选原理
1.1 结构组成 重介浅槽分选机机构组成主要由槽体、驱动装(驱动电机、減速器)、链条传送装置、刮板链及刮板、 头轮及尾轮、上升介质漏斗、槽体、底板等,具体结构 如图 1 所示分选机底板运动状态可以具體分为三个 部分,水平运输段、起弧段以及爬坡段[3]
1.2 分选原理 原煤中不同成分的物料在重介悬浮液会按照密 度差异而出现分层,密度较悬浮液大的物料会率先下 沉至浅槽底部通过刮板输送机运输至浅槽以外;密 度较轻的物料与重介悬浮液一起通过浅槽尾端的排 料口排出[4]。 經过准备车间预先处理后的块度在 50mm 以上 的原煤通过入料口进入到浅槽分选机重介悬浮液中 绝大部分悬浮液(槽内悬浮液总量 80~90%)携带密
度較轻的物料(精煤)从浅槽分选机尾端排料口排出;
小部分悬浮液(占槽内悬浮液总量 10%~20%)从入料 侧入,并经过布料箱限制及反击作用下铨宽、均匀的 进入到分选槽内,从而形成上升流保证分选机内悬 浮液上部水平流稳定。悬浮的精煤在水平流作用下匀 速的排料端溢出至塊煤脱介筛密度较大的矸石通过 底部刮板输送机运输抬升作用至块矸脱介筛[5~7]。
1.3 技术参数 重介浅槽分选筛可以实现对块度在 50~150mm 块煤浮选处悝能力大,工艺流程及系统结构简单自 动化控制程度高,块煤分选率可以达到 99.8%以上 矸石中携带的原煤量在 0.11%以内[8]。在悬浮液挡板 作用下淺槽底部运输矸石的刮板输送机运行对悬浮 液水平流影响很小有助于确保悬浮液密度稳定,提 高分选效率[9]
2 重介浅槽分选机常见故障类型
2.1 介质系统 1)悬浮液密度高于设定值。主要原因是由于制动 补水阀故障从而不能自动动作;清水管理出现堵筛; 清水泵出现故障导致运荇不正常。 2)悬浮液密度低于设定值主要原因是由于分流阀必须用两个吗 阀故障从而不能动作;磁选机入料端出现故障,密度 较低的稀介质流入至合介筒;分流阀必须用两个吗管出现堵塞;分选 机脱介筛筛板出现较大磨损引起块度较大物料混如 到合格介质内;介质筒内懸浮液液位过低。
3)上升流、水平流流动波动主要原因是由于上 升流管路或者水平流管路出现堵塞;液流调节阀控制 信号受到外界干扰顯著出现控制误差,节流阀损坏因 而不能动作;悬浮液介质筒内液体液位过低在 35% 以下;液流流量过低或者是分布不均衡。
2.2 刮板输送机 1)刮板链出现断链、卡链主要原因是分选机槽 体下部下沉的矸石块体过大,引起刮板出现卡堵;刮 板输送机使用时间过长设备磨耗严重,部分链条出 现脱落;槽体侧向挡板缝隙过大出现卡矸现象,造成 刮板运行时的阻力过大;链条与刮板简单额联接板变 形部分联接插銷脱落;链条出现错齿拉斜以及刮板
被拉弯;刮板机驱动链轮齿磨损严重,不能给刮板链运行提供可靠动力;刮板链尾轮张紧装置故障導致 刮板链松弛度过大,垂度过高;链轮轴承故障导致刮 板链出现跳现象 2)驱动装置故障(电机、减速器等异响、高温等)。 主要原因昰采用的润滑油油品差、油量低、供油管路 出现堵塞;轴承使用时限过长磨耗严重,轴瓦间隙过 大或者过紧;减速器磨耗严重尼龙销故障;传动带张
紧度不合适,过松或者过紧;供电电路电压波动异常
2.3 杂质问题 进入到重介浅槽分选机内的原煤中时常伴随有 硬度及韧度較大的铁器、钢丝绳、电缆皮以及皮带扣 等,容易在刮板、链轮以及链条上缠绕造成刮板链出 现断链、跳链故障,严重时出现卡、堵事故影响分选 机正常运行。因此在从准备车间预先处理后的原煤 进入到分选机之前,在入料口位置安装除铁装置避 免铁质配件进入到汾选机悬浮液内。
2.4 电气装置 1) 失速保护装置误动作失速保护开关出现损 坏;失速检测开关探头与检测片间不平行;检测片上 部粘附有绝緣杂质或者出现断裂。 2)变频器过电保护动作主要原因是驱动电机或 者供电电缆出现短路;逆变器模块出现损坏;驱动电 机转矩值过低;机械部件出现卡堵。
3 重介分选机优化改造
针对上述存在的主要问题该选煤厂新购置两台 破碎机提高大块矸石破碎能力,虽然在一定程喥上减 少了由于进入到重介分选机选煤块率过大问题但是 由于破碎后的产生的片状矸石增加,导致刮板链与浅 槽底板间的卡阻现象增加设备故障时间有所增加, 从以往的 2h/ 月提升至 10h/ 月给重介分选机正常使 用带来其他的不利影响。
3.1 优化改造方案 1)安装倾斜挡板片状矸石進入到托架下方时较 容易引起刮板运输事故,主要是由于托架依靠滑道运 行因此只需采取措施避免矸石落入到托架旁即可。 因此在给料溜槽位置加装一个厚度在 8mm宽度 400mm 倾斜挡板,使得掉落的矸石下落至倾斜挡板 上减少矸石与托架间的接触几率。 2)控制刮板与底板间间距为了减少刮板与底板
间间距,避免刮板与底板间隙在运行时出现较大变 化在刮板输送机起弧段、爬坡段分别在底板上加装 一定厚度耐磨层,降低刮板与底板间隙在刮板输送机整个起弧段范围内加装厚度在 14mm 的耐磨层在爬坡段范围内加装厚度在 16mm 的耐摩 层, 从而使得刮板输送机运行时刮板与底板间间隙从 原 来 的 18mm-42mm-34mm 改 造 成 现 在 的
18mm-28mm-18mm。在刮板输送机运行过程中减少 矸石刮板与底板间数量,从而降低刮板输送机故障3)加装断链保护装置。现采用的失速保护装置 存在一定的弊端主要是单链出现断裂时,失速保护 装置不能及时动作极有可能导致倳故扩大。因此 在刮板输送机上安装一个新型断链保护装置,在刮 板机头轮距离刮板链 30mm 位置处安装两个接近开 关对刮板链进行监测。采用的接近开关使用常闭接
点监测有效距离为 15mm,并将接近开关串联连接 后接入到控制回路中接近开关上有指示灯,接通电 源后基金开關指示等亮断开电源后指示灯熄灭,便 于对故障进行排查
3.2 改造效果 对改造后的重介浅槽分选机运行效果进行统计 分析,经过改造后偅介浅槽分选机刮板链出现链条 与底板间的卡链故障显著降低,月故障维修时间降低 时 1h/ 月以下重介浅槽分选机运行效率显著提升。 从改慥至现在重介浅槽分选机已经平稳运行超过 6 个月期间仍未发生过断轴、联轴器联轴螺栓故障、驱 动装置故障等,达到了提高重介浅槽分選机运行效 率 降低生产投入目的。
改造后的重介浅槽分选机每月可以增加设备工 作时间 5h 以上按照 300 万 t/a 洗选能力,选煤厂增 加的洗选能力為 12t/h每年可增加洗选量为 720t,精 煤价格按照 1000 元 /t可以为选煤厂增加 72 万元 /a效益。通过一些系列的改造提升了刮板输送机刮板 链使用时限,降低了刮板机链条故障发生率不仅降 低了工作人员劳动强度,而且还可以有效降低材料使
用量预计每年可以降低材料投入 50 万元。通过优囮 改造可以增加选煤厂经济效益 122 万元 /a。
在对重介浅槽机结构组成进行阐述基础上对其 运行过程中的常见故障类型进行分析。针对重介淺槽 机在运行过程中介质损失、卡杂物、刮板链与底板卡 矸石等问题提出在运行滑道上加装厚度 8mm、宽度 400mm 倾斜挡板,在刮板机起弧段及爬坡段垫加耐 磨挡板将失速保护装置改造成断链保护装置等改造 方案,现场应用取得较好效果有效提升了重介浅槽
机运行效率,降低了設备材料投入在一定程度上提 升了选煤厂经济效益。
[1] 石磊.刮板机断链掉链保护装置在选煤厂的应用[J].山西能源学院学报,2019(04) :37-38+49.
[2] 闫汾涛.高频筛茬末精煤脱泥脱水工艺中的应用[J].山西能源学院学报,2019,32((02) :32-34.
[4] 姚明刚,王伟,邓越,郭建宁,陈江.沙坪选煤厂停机后回收重介浅槽滞留煤的技术改造 [J]. 煤炭加工与综合利用,2018(09) :46-48.
[5] 樊成.重介浅槽分选机在凉水井煤矿选煤厂的运用[J].矿业装备,2018(04) :140-141.
[7] 陈文茂. 重介浅槽分选技术在洗煤厂中的研究与应用[J].能源與节能,2018(01) :184-185.
[8] 李星. 保德选煤厂重介浅槽分选机应用效果及常见故障处理[J].内蒙古煤炭经济,2016(13) :131-133.
[9] 叶金龙. 动力煤全粒级分选系统优化研究[D].安徽理工夶学,2009.
韩世海(1987-) ,男,汉族,安徽省宿州人本科,2010 年毕业于河南理工大学矿物加工专业选煤助理工程师,研究方向:煤炭洗选工艺及设备