跳汰选煤评述.pdf

第 5期 2 0 0 6年 1 0月 选 煤 技 术 COAL PREP ARAT1 0N TECHNOLOGY NO ， 5 0c t ．2 0 06 文 章 编 号 1 0 0 13 5 7 1 2 0 0 6 0 50 0 1 80 7 跳 汰 选 煤 评 述 杨 康 天地科技股份有限公司 唐山分公 司，河北 唐 山0 6 3 0 1 2 摘要 对近年来国内外跳汰选煤技术与设备的发展进行 了介绍和评述。指出跳汰选对于易选、 中 等可选，特别是动力煤分选有着广泛的适用性。在现阶段乃至今后相 当长的时期 内跳汰选仍将是 主要选 煤方 法之 一。 关键词 跳汰选煤 ；发展动态；应用前景 中图分 类号 T D 9 4 2 ． 1 ；T D 4 5 5 文献标 识码 A 跳汰工艺因系统简单可靠 、生产成本低、对煤 质适应性强 ，长期以来一直是我国应用最广的选煤 方法。近年来 ，我国的跳汰技术发展迅速 ，跳汰机 的结构更加合理 ，自动化水平 日趋完善 ，分选效果 进一步提高 ，使跳汰这一传统的选煤工艺更为成熟 可靠。 1 跳汰机类型简介 空气脉动跳汰机是 目前最为常用的机型，按空 收稿 日期 2 0 0 6 0 6 3 0 作 者简 介 杨 康 1 9 6 1一 ，男 ，陕西 省 西安 市 人 ，研 究 员 ， 1 9 8 2年 毕业于西安矿院机电 系，现任煤 科总院 唐山分 院选煤 所所 长 ，天地科技唐 山分公司选煤装备中心主任 。主要从 事跳汰选煤技 术与设备的研究 ，主持完 成了 S K T等 多种新 型跳汰 机的研 发。联 系电话 O 3 l 5 7 7 5 9 4 2 8 。 气室位置的不同，分为筛侧空气室和筛下空气室跳 汰机。筛侧空气 室跳汰机 的空气 室位 于跳汰室 一 侧 ，易导致脉动水流沿跳 汰室宽度各点波高不等 ， 床层受力不均而影响分选效果。 目前设备大型化的 发展趋势也限制了筛侧跳汰机的发展 ，因此 ，筛侧 式跳汰机正逐渐被淘汰。筛下空气室跳汰机的空气 室位于筛下 ，水流在跳汰室宽度各点波高一致，床 层受力均匀 ，从而提高了分选效果 ，因此筛下空气 室跳汰机是 目前采用最多的机型。 为降低跳 汰机的分选下限，提高细粒煤分选效 果 ，德国、美 国、 日本 和我国还研制 了复振跳 汰 机。复振跳汰机是通过改变风阀的进风方式来产生 有利于分选的脉动波形。据介绍 ，美 国、英国、德 国以及澳大利亚还在研究离心跳汰机 。离心跳汰机 [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] [ 2 3 ] [ 2 4 ] [ 2 5 ] 1 8 王怀法 ，卢军 海 ，董 连平 ．一种新型注水旋流器的 试验研究[ J ] ，过滤 与分离 ， 2 0 0 0 ，1 0 4 2 9 3 0． [ 出 版 者 不 详 ]． A i rS p a r g e d H y d r 0 c y c l 0 n e a n d M e t h o d [ P ]． U S 4 2 7 9 7 4 3 ． Mi l l e r J D．Hu p k a J ． F l o w C h a r a c t e r i s t i c s a n d F r o t h P h a s e F e a t u r e s i n Ai r S p a r g e d Hy d r o c y c l o n e [ J ]． F i l t r a t i o n＆ S e p a r a t i o n，1 9 8 3， 2 0 3 2 7 92 9 2 ． Be e b y J P。Ni c o l S K． C o n c e n t r a t i o n o f Oi l i n W a t e r E mu l s i o n U s i n g t h e Ai r S p a r g e d h y d r o c y c l o n e [ J ]． F i l t r a t i o n＆ S e p a r a t i o n ，1 9 9 3 ，3 0 21 4 11 4 8 ． J D M i l l e r ，Y e Y． M i n e r a l p r o c e s s i n g a n d T e c h n o l o g y R e v i e w [ J ]．1 9 8 9 ， 5 3 0 73 2 9 ． 褚 良银 ，罗茜 ，余仁焕 ．充气水 力旋 流器 分级与 富 集特性 的研究[ J ] ，有色金属 ，1 9 9 6 ， 5 2 9 3 2 ． 潘利祥 ，孙 国刚 ．充气水 力旋 流器 用 于油水 分 离 的试验研究 [ J ] ，化工 机械 ，2 0 0 4 ，3 l 5 2 5 9 [ 2 6 ] [ 3 2 ] - 2 63 ． 汤玉 和，刘敏娉 ，尤罗夫 ．新型磁力水力旋流器及 其复 合 力 场 的研 究[ J ]．广 东 有 色 金 属 学 报 ， 1 9 9 8，8 27 98 4 ． G a n g s h e n ， F i n c h J A ．M e t a l l u r g i c a l Q u a r t e r l y ，1 9 9 0 。 2 9 3l 7 11 7 6 ． 黄孝盛 ，杨 云松 ．筛 网旋 流 器及 其在 老鹰 山选 煤 厂 的应用[ J ]．煤矿设计 ，1 9 9 6 ， 2 3 43 8 ． 刘培坤 ，王显军 ，孙学强 ．水力旋流器的应用综述 [ J ]．矿 山机械 ，1 9 9 9 ， 4 4 8 ． 梁存 慧 ．旋 流器 在选矿 过滤 系统 中 的应用[ J ]． 新疆 有色金属 ，2 0 0 1 ， 3 2 52 7 ． 赵立新 ，蒋明虎 ，李枫 ，等 ．水 力旋 流污泥浓 缩试 验研 究 [ J ]．化工装 备技术 ，2 0 0 5 ，2 6 4 8 9． 孙盈 ，王宇斌 ，等 ．一段磨矿分 级应 用水 力旋流器 的研 究与实践 [ J ]．金属矿山 ，2 0 0 5 ， 5 2 7 3 0． 1j 1J 1 J 如 r rl rl 维普资讯 第 5期 杨康 跳汰选煤评述 2 0 0 6年 1 0月 2 5日 是借助于巨大的离心力场强化细 小颗粒 的分 选效 果 ，使颗粒在几十倍 、甚至百倍“ g ” 的离心力作 用下分 离，有效 分 选粒 度 可 以达 到 0 ． 0 4 3 m m⋯。 美 国 Y a n g D C介 绍 了充 填 式 跳 汰 机 ，分 选 下 限 可 以达到 0 ． 0 2 5 m m 。 除空气脉动跳汰机外 ，德 国和我国还相继研制 了动筛式跳汰机 ，主要 用于 5 0～3 0 0 mm 的大块煤 排矸。它是利用液 压或是机械 驱动使筛板 上下运 动 ，使物料随筛板脉动并实现分层 。其优点是工艺 简单，不用风，不用顶水 和冲水 ，循环水 用量少。 液压驱动式动筛跳汰机 同机械驱动式动筛跳汰机相 比，实现了方便及时的在线调节 ，具有单位面积处 理能力大，分选效果好的优点 ，但机械驱动式动筛 跳汰机结构较简单，易于维修 。 2 分选 机理的研究 影响跳 汰分 选效果 的因素很 多，诸如煤 质特 性 、风水制度 以及它们之间的相互作用 、相互关联 性 。目前 国内外对跳汰分选机理的认识主要还是建 立在假说和生产 实践的基础上 古典理论 、重介 理论、位能理论 、概率一统计理论 等 ，因此建立 完善成熟的跳汰分选理论仍是选煤界面临的主要课 题。近年来 ，随着人们对跳汰过程研究 的深化及实 践经验的积累，借助于先进的测试手段 ，对跳汰分 选 机理 又有 了新 的认识 和 发展 。 张荣 曾等对跳汰机床层松散与分层 的流体动力 学进行了研究，从分析跳汰机 中脉动水流作用下颗 粒受力与床层松散过程出发，建立 了较完整的颗粒 运动基本方程，并提出水流和床层对颗粒运动的作 用与加速度对颗粒作用的惯性新算法 ；利用示波测 试技术提 出脉动水流加速度对物料按密度分层的意 义 ，给出了制定跳汰机合理工作制度与确定风压的 新方法 。张荣 曾等还对跳 汰机 中脉 动水 流进行 了研究 ，建立 了跳汰机中脉动水流的非线性微分方 程 ，并给出了方程中各项参数的具体计算公式 ，可 用于跳汰机结构参数与工作制度的设计 ，并为跳汰 机相似模型试验提供 了理论依据和实现方法 。 杨康等从理论上分析 了复振跳汰机提高分选效 果的作用机理，指出复振是在主振风阀产生脉动的 同时另有一组辅振风 阀高频进 风叠加 在主振脉 动 上，两者形成复合振动。作用原理是当床层起振时 主振阀与辅振阀共同进风迅速将物料托起到一定高 度 ，达到合适的松散度 ，此后物料因重力作用会迅 速 回落 ，这 时辅振 阀一 次又一 次 地小 股进 风形 成 间 歇式上冲水 流，将低密度物料较长时间地维持在悬 浮状态 ，使高密度物料易于回落并有较充分 的回落 时间。同时辅振的高频脉冲作用还可使密集 的物料 粒群在脉动的过程中伴 随着高频颤动，减小 了颗粒 间的相互挤压摩擦力 ，使它们更易于换位运动 ，按 密度分层。复振可 以避免过 度透筛 ，降低 分选下 限；复振 还 可 以部 分 替 代顶 水 ，减 少 循 环 水 用 量 。 樊 民强 等运 用彩 色 人工 颗粒 ，对 不 同密度 颗粒 在床层中的沉降速度进行 了示踪研究 ，在试验的基 础上对不 同密度颗粒在床层中的分布形态进行了归 纳 ，分析 了颗粒分 布形态 与正态分 布 的联 系和 区 别 ，用四分位模型描述了颗粒在床层 中的分布 ，并 验证 了大多数分布为非正态分布 。 王振种等运用马尔科夫链理论建立 了跳汰分层 过程的数 学模 型 ，给 出了模 型参数 的试验测 定方 法 ，通过计算机的模拟 ，揭示 了跳汰床层中物料分 层的形成过程 ，解释 了当中间密度级物料含量多时 分选 效 果变 坏 的原 因 。 朱金波利用人工神经网络可学习跳汰机操作因 素和分选指标的映射关系 ，在实际分选资料的基础 上，用计算机 2 5万 次训练学习后 ，所映射 的关 系 达到很高的精度 ，利用它预测 了一定操作条件下分 选指标 ，并确定 了最佳操作参数 ，试验验证 了用人 工神经网络所得的结果 。 王振生分析 了跳汰选煤的分层原理与重介质选 煤原理的关系 ，认为二者分选原理是相似的 ，分析 了目前跳汰选煤不如重介选煤效果好 的原因 ，认为 现有跳汰机经过改造完善，配以严格 的管理和科学 的操作方法 ，选煤效果就有可能赶上甚至超过重介 质选 煤 。 3 空气脉 动跳汰机 近年来 ，专家们在对跳汰分选机理进一步深入 研究 的同时 ，通过对大量实践经验的积 累和总结 ， 对跳汰机 的结构和 自动控制方面做了大量的改进完 善 ，从而使跳汰机的分选效果 和智能化控制进一步 提 高 。 3 ． 1 风 阀 风阀用来控制物料脉动分层 ，因此风阀性能对 分选效果起着决定性 的作用 。物料实现 良好分层， 一 是脉动水流应有足够的上冲加速度将床层整体托 起 ，并维持较长的松散时间使物料换位分层 ；二是 针对不同煤质应采用有利于其分选的跳汰制度 。为 】 9 维普资讯 第 5期 选 煤 技 术 2 0 0 6年 1 O月 2 5日 此 ，风阀应能够快速开启并灵活调整出适合于分选 的脉动波形 ，获得 良好的分选效果 。长期以来 ，围 绕着风阀结构及控制方式 ，专家们进行 了大量的研 究和改进。老式跳汰机所采用的电动旋转阀- 因打开 速度慢且难于调整而被数控气动风 阀所取代，而数 控气动风阀又经历了多次的更新换代。 3 ． 1 ． 1 气动盖板阀 德国 B a t a c跳汰机在上世纪 7 0年代应 用 了数 控气动盖板阀技术 ，随之我国的一些跳汰机上也采 用了这种风阀 图 1 。 电磁阀 图 1 气 动 盖 扳 阀 示 意 图 数控盖板阀结构简单 ，打开速度快 ，能够获得 良好的工艺效果。其不足之处是盖板上作用有数百 k g的背压，打开风阀必须克服背压 ，动力消耗大。 此外盖板关闭时与管 口频繁撞击 ，易损坏橡胶垫和 阀体 。 3 ． 1 ． 2 气动蝶阀 近年来德国 B a t a c 、澳大利亚 A p i c和我 国 S K T 等跳汰机还采用 了蝶阀O蝶 阀开关省力 ，但传动机 构较复杂 ，可靠性有待提高，目前 尚未大量推广应 用 。 3 ． 1 ． 3 气动滑阀 为克服盖板 阀的不足 ，煤科 总院唐 山分院在 S K T跳汰机上采用 了数控气动滑阀 ，滑阀运动无背 压、无撞击 ，不易损坏。但 因 阀芯 和阀套 间隙较 小 ，调整不当时洗水进人排气阀会阻塞 阀芯灵活运 动。为此 ，S K T跳汰机又将圆柱形滑 阀改进为圆锥 形滑阀，阀芯运动时与阀套产生较大的间隙，可减 小摩擦阻力 ，防止煤泥水阻塞 ，使用效果明显好于 圆柱形滑 阀。 3 ． 1 ． 4 无背压软接触盖板 阀 为克服 以上几种风 阀的不足 ，2 0 0 2年唐 山分 院研制成功了无背压软接 触盖板 阀专利 技术 图 2 。该风 阀和原有 的盖板 阀结构相似 ，但 巧妙地 改变了进风方 向，将原来阻碍盖板打开的背压转化 成了推动盖板打开 的动力 ，缩短了风阀的打开时间 并加快了开启速度 。该 阀还将过去的实心缓冲橡胶 2 0 垫改成了弧形橡胶圈 ，盖板关闭时与弧形橡胶圈呈 软接触而无硬性撞击 ，风压的作用恰好促使橡胶圈 贴紧盖板免予漏风 。这一改进可谓一举多得 ，它兼 备了原有几种风 阀的优点 ，又避免了它们的缺点 ， 它打开无背压 ，关闭无撞击 ，运动无磨损 ，省力节 能 ，不易损坏。现在装 配该新型风 阀的 S K T跳 汰 机已大量推广应用 ，使用效果十分理想。 图 2 无 背 压 软接 触 盖 板 阀 示 震 图 3 ． 1 ． 5 多室共用风阀 数控气动 风阀能改善分选效果 已得到一致认 可 ，但风阀零部件多 ，系统复杂，维护量较大 。此 外还需配用一台功率约 4 0 k W 的空压机 。为此 ，唐 山分院于 1 9 9 9年开发出了多室共用风 阀专利技术 ， 将常规两段五室跳汰机 的 1 0个阀简化为 4个 每 段设进、排气 阀各一个 ，还将 5套气源三联体改 为一套集 中净化加油装置。通过以上改进 ，使风阀 的故障率 、易损件数量 、维护量、高压风用量均下 降了 7 0 ％以上，空压机功率减 少近 3 0 k W。现在 ， 中小型的 S K T跳 汰机 随机 自带一 台小型空 压机 ， 用户不再需要专 门配备大空压机，既节省 了资金 ， 又方便了使用。 3 ． 1 ． 6 多频脉动风 阀 跳汰机矸石段和 中煤段物料的粒度组成 、密度 组成及可选性差异很大。矸石段物料粒度大 、密度 高 ，应采用低频大振 幅来提供 较大 的颗粒换 位空 间。而中煤段物料粒度小 、密度小 ，需要高频低振 幅提高分层效率并避免过度透筛。因此跳汰机矸石 段和中煤段应采用不同的风水制度和跳汰制度 ，以 适合各 自的分选要求。但以往跳汰机的矸石段和中 煤段只能采用 同一个频率 ，不能分别调整。对此 ， 煤科总院唐山分院又开发了多频脉动风 阀，它可分 别调节矸石段和中煤段 的脉动频率和振幅 ，满足各 自的分选需要 。 3 ． 1 ． 7 复 振风 阀 为了提高分选效果并降低分选下限，各国还把 注意力放在了研究复振变波跳汰机上。德国和美 国 采用的方法相类似 ，都是利用两套风阀分别作为主 维普资讯 第 5期 杨康 跳汰 选煤评述 2 0 0 6年 l O月 2 5日 振阀和辅振阀，在主振阀产生低频脉动的同时辅振 阀高频进风，叠加在主脉动上。因主振 、辅振压力 不同，故用两个风源分别向两个 阀供风 ；日本采用 的是二次进风方式 ，即在一个脉动周期将一次进风 变成二次进风 ，先用 0 ． 3 9 k g ／ c m 的风压进一次风 ， 使床层迅 速起振 到一定 高度 ，当床层 回落 时再用 0 ． 2 4 k g ／ c m 的风压进一 次风，将正 弦波形变成梯 形波来延长床层的松散期。煤科总院唐 山分院研制 的复振跳汰机 ，采用主、辅两套风阀 ，共用一个风 源 ，它既可以产生叠加振动 ，也 可实现二次进风。 目前装备复振风阀 的 S K T跳汰机 已经应用于多家 选煤厂。现场反馈信息表明，使用复振风阀后床层 分层状况 明显改善，提高了精煤产率 ，降低了矸石 及 中煤的带煤损失，且有效节省了顶水用量。 3 ． 2 机 体 结构 与筛侧空气室跳汰机相比筛下空气室跳汰机具 有占地面积小、水流脉动均匀等优点 ，因此现在国 内外绝大多数跳汰机都采用筛下空气室结构 ，大型 跳汰机更是如此 。筛侧空气室结构一般只用于少数 跳汰室宽度不超过 2 ． 5 m的小 型跳汰机上。各个品 牌的跳汰机都有 自己的特点 ①德 国 B a t a c跳汰机 空气室的位置由原先 的在跳汰室两侧各设一个空气 室 ，改为在跳汰室 中间设一个 空气 室 图 3 ，并 适当加宽了空气室的宽度 ，且降低了进气 口，改善 了空气室内液位 的稳定性⋯ 。末煤 B a t a c 跳汰机筛 下物采用了钢管导出的方式，既防止 了能量扩散 ， 又可以避免扩散的能量破坏排料 的平衡 ；② 日 本的筛下空气室式跳汰机每一个分室内有两个空气 室 ，基本位于跳 汰室的中间；③X型跳汰机空气室 在跳汰室的 中间 图 4 ， ’ 空气室 的下方设有流线 型的导流板 ，可减少 能量扩散和产生涡流 ‘ ‘ ；④ S K T跳汰机采用了单格室漏斗形组合式机体 ，各室 侧面设一个空气 室 图 5 ，洗水呈无 干扰 u形振 荡 ，可减少能量损失 ；上升水流沿导流板扩散产生 一 前冲力 ，有利于输送物料前行 ，提高处理能力； 各室底 口收缩成漏斗状 ，通过钢管将透筛物导人排 料端 ，既可阻尼脉动水流向下扩散损失能量 ，还可 大大减少机体 自身质量和容水量 。 上述几种机体结构各具特点 ，设计者们都通过 优化设计 ，使脉动水流平稳 、均匀 ，以提高物料 的 整体分层效果 ，同时减少动力消耗 ，并减轻机体 的 体积和重量。 3 ． 3 排料 方式 物料在跳汰机内经过多次脉动后完成 了分层， 密度从上向下逐渐增大。排料机构的作用是将不同 密度层的物料分别排出 ，排料精度直接影响到各级 产品的质量和产率 ，所以说排料机构是产品质量的 把关环节。 图 5 S KT型 跳 汰 机 空 气 耋 衡量排料机构的性能 ，一是看它能否连续、稳 定 、准确地将底层物料排出 ；二是看它对不 同物料 的适应性以及工作的可靠性。 目前跳汰机的排料结 构型式多种多样 ，大体上可以分为末煤、块煤和不 分级煤三种排料方式。 B a t a c 跳 汰机针对末煤 和块煤采 用 了两种不同 的排料结构 。末煤跳汰机采用液压闸门调节排料 口 的大小 图 6 ，而块 煤跳汰机则是 用液压缸调节 筛板倾角来调节排料 口的大小 图 7 。 波兰的 B O S S一 2 0 0 0型跳汰机 ，采用了排料闸 门和溢流堤互动 的排料方式 ，动力 源是伺服 马达， 调整伺服马达的静态和动态工作参数确定产品的排 出量 。A p i c跳汰机 的排料方式是 在溢 流堰和闸 门内部设置了脉动隔板 ，它由冲孔板制成 ，使闸门 区域到床层末端能够连续不断地脉动 ，在不断运动 2l 维普资讯 第 5期 选 煤 技 术 2 0 0 6 年 l 0月 2 5日 中，闸门的开口也随着脉动开闭，不会被堵塞 ，而 且大粒度的物料也会顺利通过 。 图 6 B a t a c 跳汰机末煤 排料结构 图 7 B a t a c跳汰机块 煤排料结构 中国选煤厂基本都采用不分级混合洗选 ，跳汰 机人料粒度范围大，而且往往筛分破碎环节把关不 严 ，超粒现象普遍存在 ，这就要求排料机构必须对 宽粒级的物料具有广泛的适应性。 中国目前常用的跳汰机有 L T X型、L T G型 、x 型、S K T型等。L T X和 L T G型跳 汰机是早期 设计 的机型，均采用溢流堰、直 闸门、排料轮和护板组 成的排料机构。由于排料轮距下料 口太近 ，排料轮 上的物料易受脉动水 流作用挤开护板而 自行流 出， 使排料轮难以控制 。此外 ，排料轮放在排料道内容 易被大块物料卡住，因此这种结构一直未能得到良 好使用。 x型跳汰机采用液压拖板 的排料方式 图 8 。 该结构和 B a t a c 末煤跳 汰机相似 ，是通过液压缸推 拉拖板来调节排料口的大小 ，以此控制排料量。因 末煤粒级窄 ，排料速度受粒度变化影p ／ l , ，排料 口 大小与排料量基本上对应 ，因此这种结构较适合用 于末煤跳汰机。但 由于块煤或不分级煤 的流动性受 粒度变化影响大 ，流速不均匀 ，排料 口大小与排料 量不呈线性对应 ，故采用拖板排料易造成排料量忽 大忽小，不连续、不稳定。 为提高对各种不同煤质 的适应性 ，S K T跳汰机 采用了无溢流堰深仓式稳静 排料方式 图 9 。取 消溢流堰可防止分好层 的物料撞击和翻越溢流堰造 2 2 成二次混杂 ；增设活动溢流堤可灵活调节各段底流 床层厚度 ；加深料仓可阻止水流在排料道 中上下窜 动而影响排料稳定 ；排料轮设在排料道底 口下方可 减小排料轮长度 ，增大过料断面，使大粒物料不易 卡轮。因排料轮是强制性主动排料 ，其转速可无级 调整并与排料量呈线性对应 ，跳汰机可以连续 、稳 定、准确地控制排料量 ，产品质量易于保障。 图 9 S K T型 跳 汰 机 排 料 方 式 3 ． 4 筛板 筛板用来 承托物料、传导脉动水流和排出细粒 物料 ，所 以它的开孑 L 率和使用寿命是检验筛板的主 要指标。我国跳汰机一般都采用钢制钻孑 L 筛板或不 锈钢条缝焊接筛板 ，钻孑 L 筛板结实耐用 ，但开孑 L 率 较低 ，一般 在 5 0 ％ 左右 ，比较 适合 块煤 跳汰机 ； 不锈钢条缝焊接 筛板开孑 L 率可达 7 0 ％ 以上，脉动 水流上升阻力小 ，但较易损坏 ，比较适合末煤跳汰 机。部分 B a t a c 跳 汰机采用聚胺脂筛板，其耐磨性 强 ，不易堵塞。但带有人工床石筛板 的 B a t a c跳汰 机仍用特制 的不锈 钢筛 板。A p i c跳 汰机 使用 的是 蜂窝状加肋筛板 ，重量轻 ，耐疲劳性强。 3 ． 5 检 测 与控 制 近年来各 国在跳汰主要参数的检测与控制方面 做了大量的研究 ，目的是提高跳汰机的 自动化水平 并达到满意的分选效果。但影响跳汰分选效果 的因 素很多 ，如原煤特性 、人料量 、排料量、风压 、水 量 、床层松散度 、跳汰周期和频率等 ，这些因素相 维普资讯 第 5期 杨康 跳汰选煤评述 2 0 0 6年 l O月 2 5日 互作用 ，相互影响 ，目前尚未对它们建立起一套成 熟完善的数学关系模型 ，因此对一些参数的控制模 型还是建立在感性认识或试验结果的基础上 。 对床层厚度和松散度的检测与控制一直是各 国 专家们研究的重点。初期跳汰机检测床层状态是用 来控制排料量 ，现在则是 为 了实现 跳汰机 的智能 化 ，需要控制跳汰机的风、水制度 、给煤量和产品 灰分等。波兰的 B o s s一2 0 0 0型跳汰机能 够检测床 层的松散度 ，检测 的数据直接控制风量 、筛下 水、 筛上水 和风 阀 。澳 大利 亚 的 A p i c跳 汰机 可检 测 ①脉动速度。可画出位移分布图 ，而脉动波形 正是操作人员所需要的 ；②空气室中的液位 。可 以 提醒操作人员 防止在排气 时水位过 高进入进 气管 中 ；③床层密度 的核技术测量 也 就是测量 床层 平均密度 。过去检测床层高度是用 浮标装置 ，但 对人料的粒度 、密度和脉 动波形 的影 响不能分辩 ， 所以他们开发 了核测量计 ，能精确测量床层的平均 密度，测量计 的读 数是所 测床层高度的真实密度。 13 本的跳汰机能够测量床层脉动的波形、波高、频 率 ，空气室中的压力及给料量 、排料量 ，根据这些 数据 ，可 以控制高低压 风的进风量和频率，设计 出 能够满足各种煤质 的可变波形跳汰机 ，使选煤效率 大大提高 。 另外 ，根 据这 些检 测 的数 据 ，再 配 以数据 处 理 计算机，有些 国家 已经实现 了跳汰机 的智能 化管 理 ，可不用人工操作 也 可人工操作 ，如①波 兰 的 B o s s 一 2 0 0 0型 跳汰 机 ，采 用 E MA G 中心 A S一 2 0 0 0型控制系统技术 ，除对排料量 、床层松散度、 筛下水、筛上水 、空气 脉动参 数进行 自动控制 以 外 ，还对跳汰机及其所在工作流程的工作状态进行 观察和监测 ，使跳汰机不需要人工操作 ；②澳大利 亚 的 A p i c跳汰机 采 用 了 J i g S c a n控 制 器 ，它 的特 点 是将采集的大量数据进行储存 ，这就为现场提供 了 可参照的历史数据 ，并能够与现场已有的控制软件 交换数据 ，甚至连成一体 。跳汰机检测器还具有许 多较普通 的操作功能 ，当出现 问题时能代替操作人 员接续工作 ；③B a t a c跳 汰机 ，它 的连 锁功能用可 编程 序控 制 器 P L C控 制 系 统 ，对 所 有 排 料 闸 门 和 脉动空气室进行控制 ，通过调节振幅、频率对 吸啜 力进 行 闭环控 制 。 我国的 S K T型跳汰机 和 x跳汰机都采 用 P L C 和触摸屏组成 的智能控制系统 ，并利用浮标传感器 检测床层厚度 ，实现对风阀、排料和给料等参数的 自动控制，还可加装精煤在线测灰仪 ，实现精煤灰 分的自动控制。 我国选煤厂一般都没有原煤均质化系统 ，许多 选煤厂来煤变化较大。在缺少煤质 自动检测仪器 的 情况下 ，为使跳汰机实现智能化 ，即跳汰机能 随煤 质变化 自动调 整 出优化 的分 选参 数 如 给煤量 、 总风量、总水量、跳汰周期、跳汰频率、矸石和中 煤 的排料给定值等 ，并获得理想 的分选效果 。煤 科总院唐 山分院在进行 S K T型 自动化跳汰机 的开 发研制 中，利用三级快浮将某厂人选原煤进行模糊 分类并输入计算机 ，并将 13常生产中采用不同跳汰 参数所得的分选结果输人到计算机中进行记录、比 较和优化排序 ，建立起针对不 同原煤所采用的最佳 操作参数数据库 ，这样 ，使用者只要将人料的三级 快浮数据输入计算机 ，计算机会 自动判断出它是哪 一 类煤 ，并 自动调整出能达到理想分选效果的分选 参数 图 1 0 。 图 1 0跳汰机 自动控制 系统框 图 4跳汰选煤 的发展 应用前 景 近年来重介选煤发展较快 ，它对难选煤具有较 高的分选效率 ，但其建厂投资和生产成本要 比跳汰 选高 ，生产管理和设备维护也比跳汰工艺麻烦。因 此 ，选煤厂采用哪种 工艺应 根据具 体条件 综合评 估 。 鉴于现代跳汰机的优异性能 ，对 于易选 和中等 可选的炼 焦煤 ，跳 汰工艺 仍是较 为经济合 理 的选 择。对 于炼焦 和动力两用煤 种 如粘结性 较弱 的 气煤 ，亦可考虑采用跳汰工艺同时生产低 灰分的 炼焦精煤和中等灰分 的动力煤。这种方案可使选煤 厂获得最佳经济效益 。对于动力煤洗选 ，跳汰更是 首选的工艺。作为炼焦煤选煤厂的预选工序 ，采用 动筛跳汰机代替人工捡矸或重介排矸 也不失为一种 最佳选择，这种工艺 已在一些矿区的大型选煤厂得 到应用 ，并取得 了满意的技术经济效果 。 通过对多家使用新型高效跳汰机的选煤 厂的生 产资料分析 ，在煤质合适的情况下 ，跳汰机的数量 效率一般 在 9 0 ％ ～9 6 ％之 间，与重介选相 比毫不 逊色 ，但其生产成本却 比重介选要低很多 。以七台 河矿区的选煤厂为例 ，在相近条件下 ，采用跳汰工 2 3 维普资讯 第 5期 选 煤 技 术 2 0 0 6年 1 0月 2 5日 艺的两座选煤厂的吨煤加工费是 2 5 ． 1 2元 ，而采用 跳汰一重介联合工艺的两座选煤厂是 3 5 ． 6 4元 ，后 者比前者高 4 1 ． 9 ％[ 1 ，而两者 的数量效率基本相 同。 综上所述 ，跳汰选在现阶段乃至今后相当长的 时期内仍将是最常用的主要选煤方法 。 目前 ，我 国在跳汰机技术方面已走在了世界的 前列 ，但在提高设备的制造水平 。完善检测手段以 及提高智能化控制方面还有许多工作要做 。与此同 时，深入研究物料分层机理 。进一步 了解和掌握影 响物料分选的相关 因素，并建立起它们之间的定量 关系，对跳汰技术的进一步发展尤为重要 ，这也是 我们选煤工作者面临的艰巨任务 。 参考文献 [ 1 ] 陶 长 林 ．国 外 选 煤 动 态 分析[ J ]． 选 煤 技 术 ， 1 9 9 9 ， 3 ． [ 2 ] Y a n g D C ． P a c k e d C 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