1 Overview

Coal Preparation Plant Filter Press設備選型。重介選煤工藝在我國煤炭洗選加工領域已得到了廣泛應用,尤其在晉蒙陜等煤炭主產區。經過幾十年的生產實踐和科學研究,我國煤炭工業得到了進一步發展,重介選煤技術日趨成熟,重介選煤裝備也有了長足的進步。根據入洗原煤煤質、工藝特性,如何科學、合理地選用選煤設備已成為各科研院所、選煤廠共同探討的問題。中天合創能源有限責任公司下設葫蘆素、門克慶2座千萬噸礦井,井田均位于東勝煤田呼吉爾特礦區,地處內蒙古自治區鄂爾多斯市境內,行政區劃隸屬烏審旗圖克鎮管轄。葫蘆素、門克慶2座選煤廠是中天合創鄂爾多斯煤炭深加工示范項目重要配套建設工程,負責供給煤化工項目生產用煤。2座礦井配套的選煤廠均為礦井型大型動力煤選煤廠,分別由中煤集團下屬的西安、天津2家設計院同時開展設計,并同步建設、調試和投產。葫蘆素選煤廠設計能力13.00Mt/a,服務年限為90.0a。選煤廠于2016年1月建成投用,入選煤種為不粘煤,選煤工藝采取150~13mm塊煤重介淺槽分選、小于13mm末原煤不入洗、煤泥加壓過濾機和快開壓濾機聯合回收。主要工藝系統包括:原煤儲存和準備、原煤洗選加工、煤泥水處理及煤泥回收、產品儲存及裝運等。門克慶選煤廠建設規模12.0Mt/a,設計服務年限92.0a。選煤廠于2016年10月建成投用,入洗煤種為不粘煤、弱粘煤。選煤工藝與葫蘆素選煤廠相同。

2選煤廠設備選型總體思路及原則

2.1設備選型原則本著先進、成熟、經濟的原則,在同等技術條件下,優先選擇信譽好、質量可靠、業績較多的設備生產廠商。根據生產工藝要求,重要生產環節的關鍵設備選用進口組裝設備,其余設備選用國內經生產實踐證明可靠、先進的設備。在保證設備性能的前提下,2座選煤廠盡可能實現設備的互用互備,同類設備盡量選擇同系列、同規格,減少不同規格的品種和數量,便于設備維護和備品備件的互換使用,減少后期生產運營成本,降低設備故障帶來的風險。選煤廠規模的大型化必須依賴于選煤裝備的大型化。大型設備的采用給選煤廠帶來的優勢是系統簡單、投資降低、操作人員少,這與企業規模經營、降低成本的生產經營理念相契合。關鍵工藝設備選型時,堅持選用大型、自動化程度高的設備,同時盡量減少設備臺數。在生產實踐中發現,設備臺數越多,生產過程中故障點就越多,故障停車的可能性就越大,不利于生產的連續、穩定、高效運行。

2.2不均衡系數的選取

(1)原煤儲存之前,設備處理能力與礦井提升能力相適應。

(2)原煤儲存之后,在與礦井能力配套的前提下,根據《煤炭洗選工程設計規范》(GB50359—2016),當采用塊、末煤分級入選工藝時,煤流系統和重介懸浮液系統不均衡系數取1.25,煤泥水系統不均衡系數取1.35,矸石系統不均衡系數取1.50。

3主要設備選型

3.1主要設備簡述

(1)大塊原煤分級篩。選用進口組裝的3.0×6.1單層圓振動篩,傾角20°,篩孔為150mm。該篩分機處理量大,篩分效率高,適合原煤分級,單臺通過量可達2900t/h,運行平穩可靠,噪聲低,維修方便。

(2)大塊原煤破碎機。選用進口液壓可調雙齒輥破碎機,入料上限350mm,可有效應對礦井原煤波動時引起的原煤粒度超標。采用平行齒設計,非螺旋齒,避免了過硬的物料對螺旋齒產生軸向力。防止產生破碎軸軸向竄動,避免了由于軸向竄動而引起的軸承損壞。破碎輥直徑850mm,抗彎及抗剪強度高。破碎板采用獨特的固定方式,可以快速更換,有效地降低停機檢修時間,單臺處理量為400t/h,運行3a來未發生重大機械故障。

(3)原煤分級脫泥篩選用進口組裝的4.2×8.5單層多角度香蕉篩,入料段篩孔為13mm,出料端1800mm長篩板篩孔為3mm。該篩分機單臺通過量可達735t/h,處理量大,篩分效率高,可以簡化系統,減少設備臺數。該設備分級脫泥效果好,運行平穩可靠,噪聲低,維修方便。

(4)塊原煤破碎機。選用國產新型分級式破碎機。該機利用剪切力和拉力破碎物料,并具有篩分、破碎雙重作用,該設備單臺處理量為1572t/h,具有強度高、耐磨性強、高度低、體積小、重量輕、運轉平穩、噪聲低、粉塵污染小、精確控制排料粒度、磨損量小、能耗低、可靠性高等優點。

(5)脫介篩。塊精煤脫介篩選用進口組裝的3.6×7.3單層直線振動篩,其出料端設有長1200mm,篩縫為30(50)mm的分級篩板,具有分級作用。其余均為脫介段,脫介篩孔為1mm,單臺處理量為331t/h,脫泥、脫介效果好,運行平穩可靠,噪聲低,維修方便。矸石脫介篩選用進口組裝的2.4×6.1單層直線篩,篩孔為1mm,單臺處理量為143t/h。

(6)重介淺槽分選機。20世紀90年代末,安太堡選煤廠首次從美國引進重介質淺槽分選機,用于分選150~13mm粒級塊煤。由于淺槽在工藝上具有分選精度高、塊煤破碎率低、次生煤泥少、矸石帶煤量少的優勢,同時具有易操作、易維護、低投資和高效率的特點,因此,在我國很快得到認可。2座選煤廠均選用進口組裝的B=7.9m淺槽分選機,單臺處理量為760t/h,布置簡單,維護方便。并使用了特殊耐磨性的墊板,特殊設計的高鉻鋼加長耐磨傳動鏈以及安裝在軸上的減速器,從而使設備使用壽命與操作簡易程度大大提高。

(7)末精煤離心機。選用進口組裝的臥式振動離心脫水機。該機采用亞振動原理,實現篩籃軸向振動,保證產品水分不受入料量波動的影響。整機設備性能好,產品水分低,運行平穩可靠。具有占地面積小,檢修方便,性價比高等優點。

(8)磁選機。選用進口組裝的φ1219×2972濕式滾筒磁選機,逆流式。該設備磁選效率高,處理量大,磁體采用優質的磁性材料制成,退磁率低,滾筒采用135°超大磁角,增加磁選機捕捉磁性物的能力,磁選機磁精礦回收率高。

(9)濃縮機。濃縮機選用中心傳動的φ40m、帶扭矩監測分段自動提耙裝置的高效濃縮機。該機型采用中心深層入料、平流沉降原理,處理能力大,方便檢修。整機采用PLC程序控制,實現超載報警指示,可自動、手動并遠程集控。煤泥高效濃縮機的入料方式、加藥點、驅動均與傳統濃縮機不同,因而對固液的分離效率高。這種高效濃縮機配有入料緩沖、排氣裝置,煤泥水從入料井的中心下部低于液面約1m切線穩定給入,從中心到周邊溢流槽固液分離的運動軌跡呈曲線型,物料從進入中心入料點到溢流槽所用的時間是同直徑傳統濃縮機的3.75倍,即當量直徑是傳統濃縮機的3.75倍。濃縮機的旋轉和提耙分別由旋轉和提耙裝置完成,當扭力超過設定值時,濃縮機耙架將被自動提起直到高扭力報警消除。

(10)煤泥脫水設備。在選煤廠煤泥脫水設備中,目前使用較多的有壓濾機、加壓過濾機等。2座選煤廠設計從簡化流程、提高系統穩定性的角度出發,細煤泥采用一段回收工藝,煤泥采用加壓過濾機和快開壓濾機聯合回收。既能充分發揮加壓過濾機處理能力大、脫水效果好、產品形狀好的特點,也能發揮快開壓濾機對細顆粒捕收能力強、濾液濃度低的特點,實現優勢互補。2座選煤廠快開壓濾機選用國產600m2型高效隔膜壓濾機。該機具有工作循環短、單臺處理量大、濾餅水分低、單機自動化水平高、運行可靠等特點。加壓過濾機選用國產的GPJ-120型加壓過濾機。該機產品水分低、處理量大,具有高可靠性、智能化自動控制、適應能力強等特點。在國內煤炭、冶金工業都有應用,有效地解決了產品水分和均勻摻混的難題。

(11)輸送設備。帶式輸送機作為選煤廠的主要輸送設備,必須具有性能可靠、運行穩定、故障率低等特點。帶式輸送機除滿足目前輸送能力的要求外,還應兼顧選煤廠長遠發展的需要;考慮到帶式輸送機設置在廠房、棧橋內,為降低震動、噪聲和保證安全生產,帶式輸送機帶速按不大于4.0m/s的原則進行設計。對輸送機傾角較大時可能出現的撒料、滾料等現象,采取適當降低帶速、提高帶寬、增加裝滿系數予以解決。刮板輸送機與帶式輸送機相比,具有能耗高、故障率高、維護量大等缺點,但對于廠房內的短距離運輸來說具有不跑偏、不撒料及可實現多點卸料等優點。鑒于此,盡量避免采用刮板輸送機。在無法布置帶式輸送機的地方以及小運量的情況下采用了刮板輸送機。刮板輸送機驅動裝置具有傳動效率高、體積小、壽命長的特點;所有刮板輸送機的運行速度均小于1.0m/s;所有型號相同的減速器出軸布置方式應盡量相同,以減少備品備件種類。功率大于37kW的刮板輸送機設置快裝型液力偶合器;所有刮板輸送機上槽箱全部密封,密封蓋板厚度6mm、并設有加強筋板;同時配有蝸輪渦桿和絲杠2種緊鏈裝置。

3.22座選煤廠主要工藝設備選型2座選煤廠主要工藝設備選型見表1。

4投產實踐效果

(1)2座選煤廠自2016年投產以來,由于在設備選型時合理考慮了富裕系數,增大了生產組織的靈活性,極大程度上減少了設備的故障率,停車延誤時間較少,累計日停車延誤時間僅為0.5h,提高了設備的開機率,實現選煤廠高產高效生產。

(2)由于2座選煤廠同時設計、施工,設備選型及采購基本相同,運營過程中2座選煤廠可充分實現設備、大部件、材料的聯儲互備,極大地降低了企業生產成本,合理地降低了企業資金占用水平,同時落實了中天合創公司輕資產運營管理策略,在保障2座選煤廠生產正常運營的同時,減少資金占用,進一步向物資管理要效益,經濟效益顯著。

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