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旋流装置或混料管堵塞,这家选煤厂这么做

时间:2020-07-08     作者:徐征,朱智杲【原创】

A选煤厂为B矿配套选煤厂,其设计生产能力为9.0×105t/a,选煤工艺选用脱泥+三产品重介分选+粗煤泥分选+浮选+尾煤压滤的联合工艺。其中,选煤厂重介质旋流装置分选作业时,因原煤矸石含量起伏大,混料泵压力不稳,时常发生旋流装置或混料管的堵塞,降低了分选质量,使得生产综合效益显著降低。鉴于此,需采取针对性的措施对A选煤厂重介质分选系统进行优化改良。

问题及其原因分析

1.1 存在的问题

重介质旋流分选装置作业流程如图1所示,原煤通过脱泥筛的脱泥操作后送入混料桶,并在桶内与合格介质充分混合,随后再被送入重介质旋流装置中。当原煤中矸石粒度较大或含量较高时,便会引起混料泵压力的下降,从而使得旋流装置入料管或底流口发生堵塞现象;而当原煤矸石含量较低时,混料泵压力则会随着时间的增加持续缓慢降低,一旦长时间作业,必须停泵后将混料管内物料回流后方能恢复正常。这种混料泵压力不稳的情况致使选煤厂生产连续性大幅降低,并有较大的可能引发安全事故。

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图1  重介质旋流分选装置作业流程图

1.2 原因分析

一般来说,混料泵压力不稳的诱因主要有以下3个:

a) 矸石粒度偏大;

b) 矸石含量较高,超出混料泵作业上限;

c) 混料泵内矸石堆积,对其作业状态造成影响。基于常规生产工艺流程,选煤厂对矿井所提供的洗选原煤要求粒径不能超过50mm,但因矿井多采用滚轴筛进行分级,精准度偏低,会有部分粒径50mm以上的片状原煤进入洗选流程。这也是造成混料泵压力不稳的主要原因。

02.png

图2  混料桶结构示意图

分析图2可知,混料桶整体可分为内、外两部分,作业时原煤先与内筒介质混合,再与外筒介质混合,并在充分混合后由混料泵吸走。整个过程中,因混料桶体积较大,部分矸石会遗留在桶底而无法被吸走,这些矸石长时间在混料桶入口一侧堆积,会使得混料泵作业压力不断降低,严重时甚至会完全堵塞泵口,使得设备无法正常运行。

此外,选煤厂在对以往混料泵故障进行处置时发现,由于混料泵叶轮流道偏小,当矸石进入量偏大或矸石粒径较大时,便会对混料泵正常性能的发挥造成影响,因此,有效解决这些问题便是确保重介质分选系统有效运行的关键所在。

重介质分选系统优化分析

2.1 工艺流程优化

鉴于A选煤厂洗选的原煤破碎度较高,特针对原煤中粒径50mm以上的片状原煤进行沉浮分析,发现粒径50mm以上的原煤密度98%以上大于1.8g/cm3,这说明原煤中粒径在50mm以上的物料基本为矸石,没有回收利用的价值。针对这一特点,对整个洗选工艺流程进行针对性改进,在脱泥筛前增设一台矸石振动筛,用于将粒径50mm以上的原煤筛分出来,避免其进入洗选工序。通过这种针对性优化,有效解决了过去混料泵作业时压力骤降的问题。

2.2 混料桶结构优化

针对过去作业中因混料桶底部容易积聚矸石而导致混料泵压力随时间增加不断降低的不足,技术人员对混料桶结构进行了优化改良。整个改造分为两个部分:

a) 对内外桶相对位置进行改进,使得桶底面积减小,确保桶底矸石能够及时被混料泵吸走;

b) 对内外桶介质管出口方向进行改进,使内外桶能够借由介质的冲击作用旋转,从而使得介质与原煤的混合更加均匀、充分,避免矸石快速沉底。通过对这两部分的改进,有效改善了以往存在的桶底矸石堆积现象,解决了混料泵压力随时间增加不断降低的问题。图3和图4即为混料桶改进后结构示意图。

图3  混料桶改进后结构正面图

图4  混料桶改进后结构俯视图

2.3 混料泵参数优化

结合以往生产实践中发现的混料泵叶轮流道偏小,导致物料通过不便的问题,将混料泵叶轮流道从原来的90mm增加至120mm,从而有效改善了物料通过量小的不足。

2.4 加强系统技术管控

为更好地规避混料泵压力不稳造成洗选作业无法连续进行的不足,基于选煤厂作业技术管理情况,制定了针对性举措,提升了系统作业的稳定性和有效性。主要举措包括以下几点:

a) 安排专业技术人员定期对物料内外桶的相对位置进行监测,并确保桶底无物料积存的现象;

b) 不定期对内外桶旋转情况进行抽样监测,确保桶内原煤与介质可以均匀混合;

c) 在物料桶上增添液位计,对物料桶内液位进行实时监控,并结合监测所得数据适时添加介质,确保桶内液位保持相对稳定;

d) 设定混料泵叶轮更换标准,当混料泵正常作业时的频率从33Hz增加至40Hz时,则证明叶轮存在较为严重的磨损,应及时更换。

3 综合效益分析

通过对A选煤厂重介质旋流装置分选系统的优化改良,其作业综合效益提升明显。优化前,每个工作班组作业时均会发生混料泵压力异常显现的情况,每次处置耗时均不少于20min,基本3d左右便需要对混料桶底部积存的矸石进行一次清理,不仅需耗时50min以上,还会造成平均4t左右的重介质粉浪费;而改造后上述问题不再发生,每年仅生产成本支出便可节约5.0×105元左右,同时系统运行的安全性和有效性也得到了提升,综合效益增加明显。

结语

重介洗选工艺作为选煤厂生产作业中一种常见的洗选工艺,其作业的高质有效是保证选煤厂综合效益的必要举措。在生产实际中应结合洗选中存在的问题,组织技术人员开展针对性的分析探究,进而总结有效的处置改良措施,实现相关故障问题的有效解决,对于推动选煤厂生产持续高效进行意义重大。


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