跳汰选煤技术与设备的发展.pdf

第 6期 2 0 0 3年 l 2月 选 煤 技 术 C0A L P RE P A RA 1 1 0N r兀 HN 0I DGY No． 6 De c ． 2 0 0 3 文章 编号 1 0 0 1 3 5 7 1 2 0 0 3 0 6 0 0 1 4 0 5 跳 汰 选 煤 技 术 与设 备 的发 展 杨康 ，娄 德 安 ’ 1 ．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 ； 2 ．中国煤炭 学会选煤 专业委 员会 ，河北 唐 山0 6 3 0 1 2 摘要 介 绍 了近年来 国 内外跳 汰选煤技术 与设备 的研 究、应 用及 发展 动 态。 关键词 跳 汰机 ；分 选机理 ；结构 ； 自动控 制 中图分类号 T D 9 4 2 ． 1 文献标识码 A 跳汰选煤对不 同煤质具有广泛 的适 应性 ，且具 有系统简单可靠 、生产成本低 、分选效果好等诸多 优点 ，长期 以来 一直 被作 为 主要 的选 煤方 法之 一 ， 在我 国的各 种 选 煤方 法 中约 占 6 o ％ 的 比例 。近年 来 ，随着新技术的研究和应用 ，跳汰选煤设备也有 了长足 的发展 ，主要表现在跳 汰机 的结 构更为科学 合理 ， 自动化 水 平 日趋 完 善 ，分 选 效 果 进 一 步提 高。如今 的跳 汰机 已从过去 的机 械化 ，发展到 了 自 动化 、智能化 ，更 加满足 了工艺要求 ，跳 汰选煤 的 数量 效率也更贴 近了理论值 。 1 概 述 据记载 ，在 l 6世 纪 中叶 ，人们 已经认 识 到 物 料 在垂直脉动水 流的作用下可按 密度分层 。当时这 种 “ 跳汰 ”技 术 主 要 应 用 于 欧 洲 的 选 矿业 ，直 到 1 8 5 0年前后 ， “ 跳 汰 ”技术 才广 泛 用 于选煤 行 业 ， 当时应用 的跳 汰机利用活塞使 水流 产生脉 动。 1 8 9 2 年具有划 时代意 义的鲍姆跳 汰机 问世 ，鲍姆跳 汰机 利用压缩空气作为洗水脉动动力源代替活塞【 J ] 。随 着各工业 国家竞 相使用跳 汰机选 煤 ，使跳汰技术逐 步得到改进 与完善 ，出现 了各 种空气脉动跳 汰机 。 空气脉 动跳 汰机按空气 室位置的不 同，分 为筛 侧空气室跳 汰机 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 ，使 床 层产生 缓慢的 “ 滚动 ”而影响分选效果 。近年 筛侧 空气室跳 汰机在机体结构上有 所改进 ，在一定 程度 上改善 了脉动水流 ，但 目前 设备大型化 的发 展趋势 也 限制了筛侧空气室跳 汰机的发展 。筛下 空气室跳 收稿 日期 2 0 0 31 1 1 2 作者简介杨康 1 9 6 1一 ，男 ，陕西西 安市人 ，研 究员。 现任天地科技股份有限公司唐山分公司选煤装备中心主任、 中国煤炭学会选煤专业委员会委员 ，一直从 事跳汰选 煤技 术与设备的研究工作。电话 0 3 1 5 7 7 5 9 4 2 8 。 l 4 汰机 把空气室 移至 筛下 ，水 流沿 跳汰机 纵 向脉 动 ， 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【2 J 。因此筛下空气室跳汰机是 目前 采用最为广泛 的跳汰机结构形式 。 为降低跳 汰机 的分选下 限 ，提 高细粒煤分选效 果 ，近年来一些 国家还研 制 了复振跳 汰机和离心跳 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 【 3 ] ，美 国 、英 国 、德国 以及澳 大利亚 正在研究离 心跳 汰机 。离心 跳汰机的实质是借助于巨大的离心力场强化细小颗 粒 的分 选 效 果 ，使 分 选 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 度下 限可 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 一2 5 t a n 。 除空气 脉 动跳 汰机 外 ， 目前 使 用 的还 有 动筛式 跳汰机 。它是利 用外力 液压 或机械 驱动使筛板上 下运动 ， 物料随筛 板脉 动并 实 现分 层 的。动筛 跳 汰 主要适用 于 5 0～3 0 0 m m 的大块物 料分选 ， 也 可用 于 原煤准备车 间预 排矸 、 动力 煤分 选 、 矸石 再 选 、 从 掘 进煤和脏杂煤 中 回收煤炭及井下排矸 等 。因其具有 处理粒度范围宽、 处理能力大 、 省水 、 分选效果好等 优点 ， 所 以得到了广泛的应用。动筛跳汰机有两种 类型 一 种是液压驱动式 动筛跳汰机 ， 另一种是机械 驱动式动筛跳 汰机 。液压驱动 式动筛跳汰机 同机械 驱动式动筛跳汰机相 比， 具有调节方便 ， 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 ， 造价低廉 ， 易 于维修 。最先研制 出液压驱 动式动筛 跳 汰 机 的是 原西 德 K HD公 司 ， 用 于 处 理 2 5 0 8 0 m m粒级 毛煤 。 1 9 8 4年 K HD公 司研 制 出 了 R O M J I G型 动筛 跳 汰机 ， 该 机 可分 选 5 0～4 0 0 m n l的 大块物料 ， 处理 能 力 可 达到 4 0 0 t ／ h 。 目前 该 机 已在 我国及其它许多国家得到了应用。煤炭科学研究总 院唐 山分院在 1 9 8 9年研 制成功 了我 国第一 台 T D 1 4 ／ 2 ． 5型 液 压 驱 动 式 动 筛 跳 汰 机 。 随 后 又 在 1 9 9 3 、 维普资讯 6 期 塞等跳汰选煤技术与设备的发展 1 9 9 5和 1 9 9 8年 先后研 制成 功 了 T D1 4 ／ 2 ． 8 、 T D1 6 ／ 3 ． 2 和 T D1 8 ／ 3 ． 6动筛 跳 汰 机 ， 可 分 选 5 0 3 0 0 m m 的 物 料 ， 处理 能力 可 达 到 2 5 0 t ／ h 。 目前 该 机 已在我 国一 些选煤厂得到了应用 ， 其工艺指标已达到国际先进 水平 ， 价格仅 相 当于 引 进动 筛 跳汰 机 的 1 ／ 1 0左 右 ， 但在可靠性方 面赶不上引进 的动筛跳汰机 。沈阳煤 炭研 究所 在 消化 吸 收 液压 驱 动 式 动筛 跳 汰 机 基础 上 ， 开 发 了机械驱 动式 动 筛跳 汰机 。其优 点 在于 机 械和 电控系统 简单 、 造 价较 低 ， 易 于维 护 ， 但 其处理 能力 、 入料粒度范 围 、 分选精 度均不 及液压驱动式跳 汰机 。动筛跳 汰机在老厂 改造 中可替代人工拣矸或 重介排矸 ； 可用于动力 煤选煤厂可作 主选设 备 ， 以提 高煤质 ； 在干旱缺水地区， 它是最具竞争力的湿法选 煤设备 。随着我 国动力煤 用量 的增加 ， 动筛跳 汰 机 有着广 阔的应 用前景 。 因空气脉动跳汰机是 目前使用最为广泛的机 型 ，故本 文主要介绍空气脉 动跳汰机 。 2 分选 机理的研究 长期以来人们一直致力于对跳汰分选机理的研 究 ，但 由于跳 汰分选过程复杂 ，影 响因素多且相互 关联 ，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 。建 立 完善成 熟的跳 汰分 选 理 论仍 是选 煤 界 面 临 的难 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 引。 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 流的菲线性微分方 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 【 6 J 。 樊 民强等运 用彩色示踪颗粒 ，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 2 0 0 3年 1 2月 2 5 日 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 的结论 [ 7 ] 。 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 J 。 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 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振动， 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 o ． “ ] 。 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，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 的分 选指标 ，并 确定 了最佳操作参数 ，且试验验证 了用 人工神经 网络 所得的结果 。 鲁杰等介绍 了灰 色预测 控制在跳 汰机 自动排 料 控制系统 中的应用 。该控制器 简化 了排 料 自动控 制 系统的构成 ， 提高 了控制精度， 稳定了跳汰产品质 量 。 引。 马西 征等介绍 了模糊 控制技术在跳 汰机 自动排 料系统中的应用 ，并给 出了模糊控制器 的实现过 程 ，详述了采用模糊控制理论设计的 自动排料控制 器 的特点 和参数调整方法 引。 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 ，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 跳汰机 的发展 近年来 ，专家们在对跳汰分选机理进行进一步 1 5 维普资讯 第 6期 选 煤 技 术 2 0 0 3年 l 2月 2 5 日 深入研究 的同时 ，通过对大量 实践经验 的积 累和总 结 ，在跳汰机 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水 平 进一步提高 。 3 ． 1 机 体 因筛下 空 气 室跳 汰机 与 筛侧 空 气室 跳 汰 机 相 比，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 ～个 空 气 室 ，改 为在 跳 汰 室 中 间设 一 个 空气 室，并适当加宽 了空气室的宽度 ，且降低 了进气 口，增强 了空 气 室 内液位 的稳 定性 L 1 引。末 煤 B a t a c 跳汰机 筛下 物采用钢管导 出方 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 ；③ 中国的 x型跳 汰机空气室在跳 汰室 的中间 ，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L 1 引； ④ 中 国的 S KT跳 汰 机采 用 单格 室漏 斗 形组 合 式机 体 ，各室侧面设一个空气室，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入 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 自身重量 和容水量L 1 引。 上述几种机体结构各具特点，设计者们通过优 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． 2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 。要 实现 物 料 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 。因此 ，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 。德国 B a ta c 跳汰机在 2 0世纪 7 0年代应用了气 1 6 动盖板 阀技 术 ，随之也在 我国 的一些跳 汰机上得到 了推广应用 。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 上有数百 公 斤的背压 ，需 配用较大 的汽缸才能打开 ，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 J 。德 国 B a t a c 、澳 大利亚 A p i c 和 我 国 S K T等 型号 的跳 汰 机还 采 用 了蝶 阀。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。 为克服上述 风阀的不足 ，煤科 总院唐 山分 院首 先在 S K T跳 汰机 上 采 用 了 圆柱 形 滑 阀 ，它 运 动无 背压 、无撞击 ，省力节能 ，不易损坏。但因阀芯和 阀套 间隙较小 ，进 、排气量 调整不 当时 ，洗水进 入 排气阀会影 响阀芯灵活运动 。因此 ，S K T跳 汰机 的 圆柱形滑阀又改进为圆锥形滑阀，当阀芯运动时和 阀套产生较 大的间隙 ，减小 了摩擦阻力 ，运动灵 活 省力。 目前 ，圆锥 滑阀使用效果 良好 ，并 已大量推 广应用 。 数 控气 动 风 阀 能改 善 分选 效 果 已得 到一 致认 可， 但其零部件多 ， 系统复杂 ， 维护量较大 ， 此外还需 配用一 台功率 为 3 7 k W 的空压机 ， 增加 了动力 消耗 。 为此 ， 煤 科总院唐 山分 院于 1 9 9 9年 开发 出 了多室共 用风阀专利技术， 将传统 的两段五室跳汰机的 l 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， 并实现了 自动排污。通过以上改进 ， 使风阀的故障率、 易损件 数量和维护 量均 下降 了 7 0 ％。 同时 ， 因风 阀数 量减 少 ， 开启省力 ， 只需配用一 台 1 0 k W 的小 型移 动式 空 压机就可满足需要 ， 使设备投资和功率消耗大幅度 降低 。 目前 ， 该 技术 已在 我 国几 十家 选煤 厂推 广应 用 ， 给用户带来 了极 大收益 。 另外 ，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，应采用低频高振幅来提供较大的颗粒 换位空间。而中煤段物料粒度小，密度低 ，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 ，以适应 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 跳 汰 机 ，它 可分别调节矸石段 和 中煤段 的脉 动频率 和振 幅 ，满 足它们各 自的分选 需要 。 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 维普资讯 第 6期 杨康等 跳汰选煤技 术与设备的发展 2 0 0 3年 1 2月2 5日 采用的方法相类 似 ，都是利 用两套风 阀分别作 为主 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 ，一次风 风压 0 ． 3 9 k g ／ c m 2 ，将 床层 迅 速托起到一定 高度 ，当床层 回落 时再用 0 ． 2 4 k g ／ c m2 的风压进一 次风 ，将原 正弦波形变成梯形波 ，以延 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 加脉动 ，也 可实现二次进风 _ l 。 ’ “ j 。选 煤 设计研究 院也开发 了可实现二次进风或 多次进 风 的 复振跳 汰机u 引。 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 接影响到各种 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 。 衡量排料机构的性能如何，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 和不分级煤排料方 式 。 德 国 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 ，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 [ 1 。波 兰 的 B O S S一2 0 0 0 型跳汰机 ，采 用 排料 闸 门和 溢 流堰 互 动 的排 料 方 式 ，动力源是 伺服马达 ，需 调整伺服马达 的静态 和 动态工作 参 数 确 定产 品 的排 出量 J 。A p i c跳 汰 机 的排料方式 是在溢 流堰 和 闸 门内部设 置 脉动 隔板 ， 隔板由冲孔板制成 ，确保闸门区域到床层末端能够 连续不断地 脉动 ，同时 闸门的开 口也会 随着 脉动开 闭 ，这样 ，既不会被堵塞 ，而且大粒度 的物 料也 会 顺利通过 。 我国选 煤厂 基本都 采 用不 分级混 合分选 工 艺 ， 跳 汰机入料粒度范 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 型和 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 以控制排 料量 。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 托板 排 料 方式 ，它是通过托板调节排料 口大小来 控制排料 量 。因末 煤流动性较好 ，受粒度变化 影响小 ，排料 口大小 与排料量基本 上呈线性 对应 ，因此这种结构 较适用于末煤跳汰机。 为提高对各种 不同煤质 的适 应性 ，S K T跳汰机 采用无溢 流堰深仓式稳 静排料方式 。取消溢流堰可 防止分好 层 的物 料撞 击 和 翻越 溢 流 堰 造 成二 次混 杂 ；增设活 动溢 流堤 可灵 活 调节 各 段 底 部 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 和排料量呈线性对 应 ，从而使跳 汰机可 以连续 、稳 定 、准确地控 制排 料量 ，产 品质量 易于保障 。 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 ，因此它的开孔率和使用寿命成为检验筛板的 主要指标。我国跳汰机一般都采用钢制冲孔筛板或 不锈 钢条缝焊 接筛 板 。冲孔筛板结 实耐用 ，但开孔 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 孔 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 跳汰机采用聚氨酯筛板，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 _ l 。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 _ 2 。 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 、入 料 量 、排 料 量 、风 压 、 水量 、床层松散度 、跳 汰周期和频率等 等 ，这些 因 素相互 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 。起初 ，检测 跳汰机床层状态 的 目的是控 制排料量 ，现在 ，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 自动排料装置能 1 7 维普资讯 第 6期 选 煤 技 术 2 0 0 3 年 1 2月 2 5日 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 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 入 料 的粒度 、密度和脉动波形 的影响不能分辩 ，所以他 们 开发 了能精确测量床层 平均密度 的核测量计 ，测 量计的读数是所测床层高度的真实密度_2 。 日本 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 以及给料 量和排料量 。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 引 。 、 另外 ，根据这些检测 的数据 ，再配 以数据处 理 的计算机 ，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 ，如 ①波兰 的跳 汰机 ，采用 E M A 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 空气脉动跳汰机控制 器 ，它 的特点是按 检测到的数 据 进行操作 ，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 代替操作人员连续工作，让操作人员完成更重要的 工作 _ 2 。③ B a t a c跳 汰机 ，它 的连锁 功 能用 可编 程 序控制器 P I E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 和对吸啜力 进行闭环控 制 ，使 其可 以对 上 限 为 1 5 0 mm的煤 炭 进行全粒级分选 - ． 。 我 国在 跳汰参 数 的检测 手段 上相对 比较单 一 ， 目前在生产 中大量应用的主要还是利用浮标传感器 检测床层厚 度 ，以此来实现 排料量和给料量 的 自动 控制 ，还可 加装 精煤在线测 灰仪 ，实现精煤灰分 自 动控制 。 目前 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 ，可 方 便地调节 和显示跳汰机 的各 种工作参数 ，还 可实现 与集控 室的通讯等功能 。 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 1 8 情况下 ，为使跳汰机 实现智能化 ，即跳汰机能随煤 质变化 自动调节优化分选 参数 如 给煤量 、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 z D型 自动化跳汰机 的开 发研制 中，利 用三 级快浮将 某厂原煤进行模 糊分类并输 入计算 机 ，且 将 日常生产 中采用不 同跳汰参 数所得 出的分选 结果 输入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 入料 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 。 4结语 深入 研究 物料 分层 机理 ， 了解和 掌握影 响物 料 分选 的相关 因素 如 脉动 频率 、 波形 ， 风压 ， 水量 ， 床 层松散度等 ， 并建立起它们之间的定量关 系， 对跳 汰机的结构设计 、 控制模型的建立以及现场使用 ， 都 具有 十分 重要 的指导意 义。进一步完善 跳汰参 数 的 检测手段 ， 提高跳汰系统的自动化水平， 是现代化选 煤厂 的需 要 ， 也 是未来发展 的必 然趋势 。 目前 ， 我 国跳汰机在机械结 构 、 风 阀和排料 的控 制 系统 以及分选指标等 方面与 国外先进 跳汰机相 比 毫不逊 色 ， 有些 方面甚至更具优 势 ， 但 在设备的制造 水平 和使用可靠性方 面差距明显 ， 在检测技术 、 检测 元件的精度和可靠性以及系统控制方面也存在较大 差距 。另外 ， 在设备大型化 和系统集成化 、 模块化技 术上还 缺乏足够 的设计 经 验 ， 在 离心 跳汰机 的开发 研制方面还未进行。这些不足都有待于我们不断改 进提 高 ， 也正 是我们今后努力 的方 向。 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收稿 日期 2 0 0 31 02 2 作者简介 齐正义 1 9 6 4一 ，男 ，河北 昌黎人 ，高级工程 师。1 9 8 4年毕业于淮南矿业学院 ，现任天地科技股份有限 公 司唐山分公司设计部经理。联系电话 0 3 1 5 7 7 5 9 4 8 2 。 已经成为相 当成熟 的选 煤设备 。随着 配套设 备的建 全 与完善 ，特别是 三产 品重介质旋流器 的出现 ，重 介 质旋流器选煤技术得 到空前 的发展 。 到 目前为止 ，两产 品重介质旋流器 、三产品重 介 旋流器都 已经 系列 化 ，大直径旋流器 的出现 ，使 其 人料粒度上 限可达 8 0～l O O mr n ，最 大单机处 理量 达 3 5 0 t ／ h以上 。与此 同时 ，相关配套用 渣浆泵 、脱 [ 1 0 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] 樊民强 ． 跳汰周期 的比较与优化 [ J ]．太原理工 大 学学报，2 0 0 0， 3 ． 樊民强 ． 颗粒在跳汰床层 中分布形 态的研 究 [ J ]． 煤炭学报 ，2 0 0 0 ， 6 ． 王振种． 跳汰分层过程计算机模拟研 究 [ J ]．中国 矿业大学学报 ，2 0 0 0 ， 7 ． 杨康 ． 复振跳汰机选煤的机理分析与研制 [ J ]． 煤 炭加 工与综 合 利 用 ，1 9 9 7， 6 ． 杨康 ． S K T F Z型复振跳汰机的研 制 【 J ]． 洁净煤技 术 ，1 9 9 8 ， 1 ． 朱金 波 ． 用人 工神 经 网络确 定 跳 汰 分选 指 标及 最佳 操作 [ J ]．中国矿业大学学报 ，1 9 9 9 ， 2 ． 鲁杰，等 ． 灰 色预测控制 器在选煤 中的应 用 [ J ]． 煤 炭加 工 与综 合利 用 ，1 9 9 8 ， 1 2 ． 马西征 ，等 ． 基 于 P L C的跳 汰机 自动排料 系统模糊 控制 [ J ]． 工矿 自动化 ，2 0 0 3 ， 2 ． 王振生 ． 论准重介跳汰分选及相关问题[ J ]． 煤 炭 技 术 ，2 0 0 0 ， 6 ． G J S a n d e r 8 ， D Z i a j a ， JK a t t m a n ．C o s t e fl i e i e n t b e n e t i a - t i o n o f c o a l b y R O MJ I G s a n d B A T A C j i g s[ A J． P r o c e e d - i n g s o f X Ⅳ I n．t e ma t i o n a l C o a l P r e p a r t i o n C o n g r e s s[ C ]． S o n d t o n C o n v e n t i o n C e n t r e ，J o h a n n e s b u r y，S o u t h Afric a S P C P S S AL NN ．2 0 0 0 3 9 54 0 O． w 哈瑟，等 ． 跳汰机研 究的新发展和在各 国的应 用 [ A ]． 见 空气脉动跳汰机发 明 1 0 0周年纪念论文 集 [ C] ，1 9 9 2 2 63 3 ． [