LWZ1200×1800型沉降过滤式离心脱水机在火烧铺矿选煤厂的应用

                                       王代立1,王志义1,史海鸥2,张　承2

(1·盘江煤电集团火烧铺煤矿,贵州盘县553639; 2·唐山森普矿山装备有限公司,河北唐山　063020)

摘　要:论述了LWZ1200×1800型沉降过滤式离心脱水机的工作原理和技术特点,该设备 采用了短转鼓型结构参数和较低转速的工作参数,整机噪音低,振动力小,运行平稳可靠,适于回 收粗粒物料,>0·045 mm粒级固体回收率达80%左右,脱水产物水分低,松散性好,易于掺入混 煤销售。该设备在火烧铺矿选煤厂投入使用后,解决了该厂煤泥水系统回收能力严重不足的 问题。

关键词:沉降过滤式离心脱水机;技术特点;工艺指标;应用效果;经济效益

中图分类号:TD946·2　文献标识码:A　文章编号:1005-8397(2004)06-0005-05

1　选煤厂概况

盘江精煤股份公司火烧铺矿选煤厂是一座矿 井型炼焦煤选煤厂,1972年正式投产运行,原设 计年处理90万t原料煤,采用跳汰主、再选,煤泥 水浓缩浮选联合工艺。为适应矿井的生产发展及 满足市场对不同商品煤的需求,该厂于2001年进 行了技术改造。采用大直径(3GDMC1300/920A 型)三产品无压给料重介质旋流器分选和煤泥水 直接浮选工艺流程,使全厂年处理能力增加到 180万t原料煤。随着原料煤入选量增大,煤泥 水系统负荷日渐加重,又出现了新的不平衡。为 了缓解尾煤压滤机处理能力严重不足的问题,于 2003年8月安装了一台由唐山森普矿山装备有 限公司制造的LWZ1200×1800型沉降过滤式离 心脱水机(以下简称LWZ型离心机),用于高灰 分粗煤泥的脱水,取得了良好的技术经济效果。

2　LWZ型离心机工作原理和技术特点

LWZ型离心机是在总结国内外沉降过滤式离心脱水机使用的正反两方面经验的基础上重新 设计的新机型。该设备的技术特征见表1。



2·1　工作原理

LWZ型离心机构造示意图见图1。转鼓由 圆柱—圆锥—圆柱体三段组成,其大端为溢流端, 端面上开有溢流口,并设有调节溢流口高度的挡板,其小端为脱水产物排出口。由电动机通过V 型胶带轮带动转鼓旋转时,借助行星齿轮差速器 带动转鼓内的螺旋旋转,转鼓与螺旋旋转方向相 同,螺旋转速比转鼓慢2·1%。煤浆经三通蝶阀 通过入料管进入螺旋体内,再经螺旋体的出料口 进入转鼓内腔,在比重力大上百倍的离心力作用 下,煤浆形成环状沉降区,固体颗粒迅速沉淀在转 鼓内壁上,水携带微细颗粒从转鼓大端溢流口排 出,即为离心液。利用螺旋与转鼓的差速运动,沉 淀在转鼓内壁上的颗粒被输送到过滤段,水与少 量煤泥经筛缝排出,即为滤液。物料再次脱水后 由转鼓小端排料口排出,即为脱水产物。



2·2　技术特点

(1)该设备定位于脱水回收>0·045 mm粒 级的物料,而不是包括<0·045 mm粒级细泥在 内的所有物料。为此采用了较低转速的工作参数 和短转鼓体的结构参数。这样就减小了电力消耗 和设备体积,延长了部件的使用寿命,增加了设备 的可靠性,降低了机械的价格。

(2)采用由专业厂家制造的大扭矩行星齿轮 差速器,其工作可靠、稳定,对于因入料量变化所 产生的负荷波动适应力强。

(3)使用了高铝陶瓷筛网,在螺旋叶片推料 侧、螺旋出料口和给料腔内均粘接了高铝陶瓷块, 提高了易磨损部件的使用寿命。

(4)排料部件采用异形硬质合金刮刀,既解决了 易磨损问题,又克服了粘性物料堵塞溜槽的难题。

(5)自动控制系统可靠、实用,它备有螺旋推 料超量、润滑油压超限、主电动机过载和保险销切 断等项声光报警设施。并采用螺旋推料力矩控制 来调节入料量,比传统的根据主电动机电流调节 入料量更为合理。

(6)专门设计的密封结构杜绝了各润滑点的 渗漏油现象,采用特殊方法解决了离心机漏煤泥 水问题,做到了机械设备无渗漏。

3　LWZ型离心机工艺指标

3·1　工艺流程

在该离心机投入使用的初期,浮选尾煤由深 锥浓缩机浓缩,其底流作为离心机入料,由于浓缩 效果差,入料浓度低,处理量很小。后来改用 Ф24m浓缩机来处理浮选尾煤,因为浓缩机底流 (离心机入料)中<0·045 mm粒级的产率高达 47·45%,不但使离心液、滤液浓度增大,而且导致 脱水产物水分过高,呈泥浆状,经常堵塞离心机排 料口,无法正常运行。

针对离心机入料中细泥偏多的问题,将煤泥 水工艺流程改进为二段浓缩、二段回收的流程(见 图2),对浮选尾煤进行掺粗,即把中煤磁选机尾 矿与浮选尾煤汇合一起进入第一段浓缩作业 (Ф24 m浓缩机)实现水力分级,将其底流中< 0·045 mm粒级产率控制在40%以下,由沉降过 滤式离心机脱水回收,脱水产物与重介中煤合并, 作为混煤销售。其携带大量<0·045 mm粒级细 泥的溢流与沉降过滤式离心机的离心液、滤液以 及矸石磁选机尾矿筛下水一起进入第二段浓缩作 业(高效浓缩机)。由于联合添加了硫酸铝和聚丙 烯酰胺水溶液,高效浓缩机澄清浓缩效果甚好,其 溢流循环使用,作为脱介筛喷水。含有大量细泥 的浓缩机底流由压滤机回收。

 

3·2　工艺调节

3·2·1　转速的确定

为延长易磨损件的使用时间及降低动力消 耗,在保证生产指标的前提下,经试验确定离心机 转鼓转速为600 r/min(即离心强度为242)。

3·2·2　溢流口高度的调整

转鼓大端端面上设有调节溢流口高度的挡板, 将挡板提升后,可降低离心液浓度,但脱水产物水 分相应增高。离心机投产初期,溢流口高度为65 mm,离心液浓度在87~157 g/L范围内波动,但脱 水产物水分偏高,在22%~28%之间。为此调整 挡板,将溢流口高度降到45 mm时,得到理想效 果,脱水产物水分大幅度降低,可达15·24%,而离 心液浓度稍有升高,在180 g/L左右。

3·2·3　入料粒度的控制

随入选原料煤煤质的波动,当离心机入料中 <0·045 mm细泥量增多导致脱水产物水分偏高 时,还可及时将部分矸石磁选机尾矿筛下水分流 到Ф24 m浓缩机(一段浓缩作业)里,进行掺粗, 以提高脱水效果。

生产中还发现当入料中>0·5 mm粒级产率 大于10%或有杂物进入离心机时,有可能损坏陶 瓷筛网。因此要严格控制离心机的入料粒度上 限,加强脱介筛、弧形筛筛面的管理,并使用特定 的截粗装置。

3·3　工艺效果

为了考核LWZ型离心机的工艺效果,曾于 2003年11月24日进行了工业性测试,该脱水设 备的工艺效果见表2。



这次测试效果正确反映出LWZ型离心机的 工艺性能:

(1)脱水产物的水分低,为15·70%,液体混 杂率仅为8·53%,即占入料91·47%的液体已随 离心液和滤液排出,可见其脱水效果良好。

(2)该离心机是用于回收>0·045 mm的物料, 对于<0·045 mm的细泥起“脱泥”作用,所以脱水 产物的固体回收率指标并不是越大越好,而是随着 入料中>0·045mm粒级的产率波动而变动,此次 试验的固体回收率为70·54%,属正常现象。

(3)依据相关的行业标准,选煤厂脱水设备的 工艺效果可从二个方面进行评定,一是脱水产物的 固体回收率,二是脱水产物的液体混杂率,二者综 合指标即是脱水效率。在该测验中,LWZ型离心 机的脱水效率为70·54%-8·53%=62·01%,如实 地表征出该设备既能脱水又能脱泥的实际情况。

3·4　回收粒度和脱泥情况

LWZ型沉降过滤式离心脱水机有效回收粒 度有多小,脱除细泥数量又有多少,也是人们所关 注的问题。

根据脱水产物及离心液、滤液的粒度组成和 脱水产物的固体回收率,可以计算出各粒级的分 配率(见表3)。

根据表3可以绘制图3,直观地看出各粒级的分配情况。 由图3可看出,>0·074 mm的各粒级在脱 水产物中均有较高的分配率,据计算,综合分配率 为87·54%。>0·045 mm的各粒级综合分配率 为79·74%,也就是说,>0·045 mm粒径的颗粒 有将近80%的概率被有效回收到脱水产物中,做 到了物尽其用。与此同时也相应减轻了煤泥水流 程中第二段浓缩作业和脱水回收作业的负荷量。 从图3中还可看出,接近2/3的<0·045 mm 粒径的高灰分细泥随离心液、滤液排出,脱泥情况 是良好的。从表3中还看到,脱水产物中的各粒 级灰分比计算入料中相应粒级的低。随着粒径变 小,降灰趋势越显著。基于以上二个原因,脱水产 物灰分比计算入料灰分低了3·57%。



4　经济效益

用压滤机脱水回收的低热值煤泥(滤饼)水分 高、粘结成团,不能均匀掺入混煤中,对用户的使 用增添了许多困难。而用沉降过滤式离心脱水机 回收的粗煤泥水分低、呈松散状,能均匀掺入混煤 中,综合水分<12%,符合用户需求。该脱水设备 正常使用后,全厂混煤产率提高了3%~5%,按 每月入选15万t原料煤计算,则可增产混煤约 4500t以上,混煤与压滤机尾煤差价为95元/t,则 增加销售收入42·75万元。

 

LWZ型离心机投产以后,缓解了煤泥水生产 系统的瓶颈问题,原先全天24h开动5台压滤机 处理尾煤,生产能力仍感不足的问题得以解决。 第二段浓缩作业(高效浓缩机)澄清效果得到改 善,能获得清净的循环水作为脱介筛喷水,使得吨 原料煤介质消耗降低0·57 kg,每月节省磁铁矿粉 85t,按374元/t计算,减少介耗费用为31790元。 由于第二段浓缩作业入料固体量减少,每月还可 节省1t絮凝剂(聚丙烯酰胺)、2t凝聚剂(硫酸 铝)。

使用LWZ型离心机每月增收、节支的效益 见表4。

 

按每月增加的经济效益(增收、节支费用减去 生产成本费用)437158元计算,全年合计增加效益 约524·59万元。LWZ型离心机购置费用为85·00 万元,安装费用3万元。按静态分析,用2·01个月的效益就可回收设备投资和安装费用。

5　结　语

LWZ型离心机是在国内外同类设备基础上 开发的新机型。该设备的主要旋转部件组装时均 经过精密的动平衡试验校正,所以整机噪音低、振 动力小、运行平稳可靠。

该设备采用了短转鼓型结构参数和较低转速 的工作参数,适用于回收粗粒物料,>0·045 mm 粒级固体回收率近达80%,脱水产物水分低,松 散性好,容易掺入混煤中,满足用户的需求。 LWZ型离心机在火烧铺矿选煤厂投入使用 后,成功地解决了煤泥水系统回收能力严重不足 的问题;选煤厂走上了良性循环,取得了显著的经 济效益。因此,LWZ型沉降过滤式离心脱水机是 值得推广的设备。