TBS引领选煤工艺的跨越式发展.pdf

叮 忍举期 丁 弓领选煤工艺的跨越式发展 卫中宽 中煤邯郸设计工程公司 , 河北邯郸 摘要介绍了 、 螺旋分选机 、 煤泥重介旋流器等几种粗煤泥分选设备 , 并对上述粗煤泥分选技术作 了比较 结合在选煤工艺中的应用实例 , 说明必将推动我国选煤工艺尤其是炼焦煤选煤工艺实 现跨越式发展 。 关健词螺旋分选机煤泥重介旋流器 中圈分类号文献标识码文章编号 一一 近年来 , 粗煤泥分选成为选煤工艺发展的一个 重要分支 , 越来越受到选煤同行的关注 。 作为 一种经济 、 实用 的粗煤泥分选设备 , 填补了这一领 域空白 , 有力推动了选煤工艺向更高层次发展 。 简介 拢 , 即干扰床分选机 , 有的 称摇摆流化床分离器 , 主要用于粗煤泥分选 , 分选 下限可达 巧 , 上限至 一 。 实践证明 , 用 分选粗粒级煤泥均能取得较好效果 , 所具有的 优势已越来越得到业内认可 。 干扰床分选机于上世纪年代开始进人选煤 领域 , 属英国公司的专利设备 , 英国 、 美国 、 澳大利亚 、 南非等都有生产厂家 。 经过不断完善 , 目前该项技术已发展到第代 。 美国和澳大利亚的 选煤厂都早有使用近年来 , 我国的贵州响水选煤 厂 、 沈阳红菱选煤厂 、 沈阳西马选煤厂 、 徐州张双 楼选煤厂等都已采用 , 使用效果比较满意 。 据介绍 , 澳大利亚第代的分选密度小于 沙耐 , 产品灰分可降至以下 。 干扰床分选机的 成功应用给粗煤泥分选领域带来了一次技术性革 命 , 给选煤工艺的发展注人了新鲜血液 。 的分选原理与控制系统 矿浆切 向给人分选机的入料井 , 按预定压 力和流速由泵将水打人其底部的分配器 。 通过紊流 板均匀分布到干扰床分选机底部 , 形成向上的扰动 水流 , 下降的物料与上升水流相遇而形成干扰层或 称沸腾床层 。 入料中的颗粒物在分选机中做干扰沉 降运动 , 由于颗粒密度不同 , 使其干扰沉降速度存 在差异 , 从而为分选提供条件 。 简言之 , 当达到稳 定状态时 , 人料中低于干扰床层平均密度的颗粒浮 起 , 进人溢流 , 而比平均密度大的颗粒将穿透床层 进人沉物流 , 并通过底部的排料口排出 。 排料阀门 由干扰床层内的密度传感器信号控制 。 为了使分选机有效工作 , 必须使槽体中干扰床 层悬浮液的平均相对密度保持稳定 。 为此 , 在设备 中配置了一个单回路反馈控制器 。 干扰床层的实际 密度由电容式压差传感器测定 , 单回路控制器 收到来 自传感器探头 一 的电流信号 , 该电 信号大小与探头上方的悬浮液实际密度成正比 。 当 实际分选密度高于设定值时 , 执行器打开底流排放 阀 , 排出干扰床层多余的物料 , 反之 , 控制系统将 阻止干扰床层物料的排放 。 与其他粗煤泥分选设备的比较 目前 , 常用 的粗煤泥分选设备还有螺旋分选 机 、 煤泥重介旋流器和逆流分级机等 。 螺旋分选机 螺旋分选机主要由矿浆分配器 、 中心柱 、 螺旋 溜槽和产品截取器等组成 。 矿粒在螺旋溜槽中的分 选大致经过个阶段第阶段是颗粒群的分层 , 矿 浆由分配器进人螺旋溜槽后 , 颗粒群在槽面上运动 过程中 , 重矿物沉降速度快 , 沉人液流下层 , 轻矿 物则浮于液流上层液流沿竖直方向的扰动作用强 化了矿粒按密度分层第 阶段 , 轻 、 重矿物沿横 向展开 , 沉于下层的重矿物沿收敛的螺旋线逐渐移 向内缘 , 浮于上层的轻矿物沿扩展螺旋线逐渐移向 中间偏外区域第阶段 , 不同密度的矿粒沿各 自 的回转半径运动 。 轻 、 重矿物沿横向从外缘至内缘 均匀排列 , 设在排料端部的截取器将矿物带沿横向 分割成精 、 中 、 尾煤 部分 , 并使其通过各自的排 收稿日期 一 于 作者简介卫中宽 一 , 男 , 陕西扶风人 , 工程师 , 现从事选煤厂设计工作 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 的年月 卫中宽下 引领选煤工艺的跨越式发展纬东举期 料管排出 , 从而完成分选过程 。 中国矿大 、 唐山院都进行过螺旋分选机的研 究 , 但由于各种原因 , 一直没有进行大规模的推广 使用 。 随着国外选煤技术及设备的引进 , 螺旋分选 机在我国一些动力煤选煤厂的粗煤泥分选中得以推 广 , 已有 余台组投人运行 , 效果 良好 。 螺旋分选机的优点是无运动部件 , 维修工 作量小 , 运行费用低占地面积小 , 易于布置 , 可 用双头甚至头螺旋提高单台设备的处理能力 。 缺 点是分选精度差分选密度高有效分选密度在 以以上 , 低于该值 , 会影响分选效果产 品质量易波动 。 煤泥,介旋流器 近年来 , 为弥补大直径旋流器对粗煤泥分选效 果变差的影响 , 国内对煤泥重介旋流器分选粗煤泥 工艺进行了大量开发和应用研究 。 国内采用的煤泥 重介方式一般有两种 。 预先脱泥后单独设置煤泥重介分选系统 , 如晋阳选煤厂 、 介休选煤厂均采用此工艺 。 原煤 预先脱泥 , 一 采用煤泥重介旋流器分 选 。 一般 , 可选性会随粒度减小有所变化 。 将该粒 级物料单独处理 , 符合等 入原则 , 有利于提高精 煤产率 。 但从现场看 , 采用此工艺后 , 精煤产率 的提高相 当有限 , 反倒暴露 出诸多无法克服的问 题 , 如介耗高 、 煤泥重介系统密度难以控制和稳 定性差等 。 为此 , 晋阳选煤厂不得不把脱泥筛筛孔 改成 , 一 采用三产品重介旋流器分 选 , 刁采用浮选 , 甩开了煤泥重介系统 。 采用煤泥重介方式时 , 不单独设置煤泥 重介系统 , 而是与不脱泥大直径重介旋流系统配合 使用 。 人料来自块煤重介系统的分流部分 , 生产中 需要使用超细粒的介质粉 。 这种磁铁矿粉在市场上 很难购到 , 且价格昂贵 。 成功实例较少 , 主要弊端 是①难以解决细粒分选时介质回收与再生难 、 介 耗高的问题②需要更多的磁选机③两重介系统 相互影响 , 系统稳定性差④其运行成本和可靠性 不及螺旋分选机⑤分选密度不能精确调节 。 逆流分级机】 是由澳大利亚开发的一 种粗煤泥分选设备 。 目前 , 塔山选煤厂 、 柳湾选 煤厂等均已应用 。 其分选原理及人料粒级与相 同 , 与的不同在于 , 在进料口上下方各有一 组斜板 。 这些斜板增加了的沉降面积 , 可以提 高固体颗粒的沉降速度 , 进而在每组斜板的下方 形成两个高密度的矿浆区 , 为创造了最佳的分 选条件另一个不同处是 , 二者外形不同 。 截面 呈圆形 , 截面呈方形 。 因此 , 在相同处理能力 下 , 二者的体积不同 。 结构较复杂 , 体积庞大 , 冲洗 、 检修不 方便 , 这是造成推广缓慢的一个主要原因 。 与上述分选设备的比较 与上述分选设备相比 , 仆 有以下优点 。 分选密度可控可调 , 最低可达 叭 有效分选密度范围宽 , 为 一 泌 自动化高 , 密度设定后 , 无需定岗操作 不需复杂的人料分配系统 , 设备结构简 单 , 维护工作量小 无需重介质和化学药剂 , 运行成本低 。 笔者曾对采用螺旋分选机 、 煤泥重介旋流器 、 的种工艺进行过详细计算 。 发现 , 的经济 效益非常显著 , 仅精煤回收率一项就高出 一 个百 分点 。 从长远角度看 , 必将成为选煤厂粗煤泥 分选工艺的最佳选择 。 在工程中的应用 在邯郸设计公司参与的徐州张双楼选煤厂工程 总承包投标中 , 该公司在国内设计院中首次独立采 用脱泥有压三产品重介旋流器浮选的联合工 艺流程 。 由于方案具有投资费用低 、 精煤回收率 高 、 运营成本低等优点 , 一举脱颖而出 , 燕得了甲 方及评委们的一致认可 。 其工艺流程见图 。 产产尹, 月月 一一 于于于 图张双楼选煤厂工艺流程图 在该工艺流程中 , 发挥了承上启下作用 , 既有利于降低介耗 , 弥补大直径旋流器分选下限高 的不足 , 又减少了浮选入料量 , 降低了浮选成本 , 继而降低了整个系统的运营成本 , 实现了经济效 益最大化 。 张双楼选煤厂于 侧 年月开工建设 , 场年 月一次带煤运行成功 , 以拓年 月正式投 产 , 各项测试结果都超过了设计指标 , 为邯郸公司 在华东设计市场树立了一块品牌 。 与重介旋流分选 、 浮选配 下转第页 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年 月 现漏计脉冲个数的现象 。 成举炳等选煤厂集中控制系统软件编程与仪表的软件化替代第东第 期 伺服放大器 传统的电动执行器必须配合伺服放大器才能实 现位置对输人 一 信号的随动 , 整个机构 内 包含伺服放大器 、 电动执行机构和位置反馈机构 。 以昆腾系列为例必须配备外 接直流电源和 一 模拟量输出点 如果要检测 电动执行器的实际位置 , 还需配备 一 模拟 量输人点 。 存在设备多 、 接线复杂 、 故障点多的缺 点 。 某些电动执行机构虽然只需 一 信号即可 随动 , 但只是把伺服放大器安装在内部 , 设备 、 接 线量仍未减少 。 用软件实现伺服放大器功能后 , 可 省略外接直流电源 、 和的 一 模拟量输出 点 , 只需的 一 模拟量输人点检测实际位 置反馈信号 、 两个开关量输出点控制电动执行机构 的转向 , 即可控制电动执行器和检测实际位置反馈 信号 , 大大简化外部接线 。 对于软件编程 , 不能简 单地用当前设置的 一 信号和位置反馈信号进 行比较 , 而必须考虑死区 、 零位 、 满位的要求 , 防 止出现频繁动作 、 电机堵转的情况 。 变频器的控制 控制变频器的转速通常采用 一 模拟 量输出至变频器 。 按照对应最低频率 , 对应最高频率的关系来控制变频器转速 。 和伺服 放大器的情况类似 , 必须配备外接直流电源和 一 模拟量输出点 。 如果需要检测变频器的实 际转速 , 还需配备 一 模拟量输人点 。 设备 多 , 接线复杂 , 故障点较多 , 而利用控制变频 器 以 公司的变频器为例的 “ 升 、 减速 ” 功能后 , 也可控制变频器的转速 。 但可省略 外接直流电源 、 的 一 模拟量输出点 , 只 需 一 模拟量输人点 、 两个开关量输出点 , 即 可控制变频器转速和检测实际转速反馈信号 , 大大 简化了外部接线 。 对于需要模拟量的控制的外部设备和仪表可考 虑如何转换为开关量控制 , 可参考以上方法 。 通讯模块的软件替代小数据时 当不同仪表或间采用不同的通讯协议需 要少量数据交换或对时延要求不高时 , 采用可编 程的通讯模块如公司的可支 持 、 一 、、 公司的 今如可直接联接第三方的 、 设备 , 自 定义通讯协议性价比太低 , 需要使用或 编程 , 开发 、 调试麻烦 。 针对上述问题 , 可考虑双 方通讯设备均采用模块直接联接 。 采用软件握 手控制时类似于 的 一 协议 , 双方设备各需要一个 、 一个 , 当接收端欲使发送端暂停数据的传送时 , 它 变向发送端送出一个第号字符进制 是 , 而欲返回传送数据时 , 便向发送端送出 第号字符进制是 , 两个字符的 交换使用 , 便可以控制发送端的传送操作了 。 与 软件握手控制对应的是硬件握手控制 , 每个设备需要多使用个点 , 分别是 、、、 , 采用类似于工作模式 。 为保证 通讯的准确性 , 需要考虑数据的错误校验 , 简单的 可采用校验和检验 , 程序较为简单 , 要求较高时 , 可采用循环冗余检验码校 验 , 位数越大 , 数据越不容易出错 , 但程序耗 费的时间越长 。 协议原理可参考犯协议族 。 为保证数据位的正确检验 , 必须保证数据位的 持续电平时间 , 可以为 , 如果系统扫描时间 是 。 这样 , 通讯速率大约为 , 除去状 态位 , 可以保证在每秒钟内有一个字节的数据交换 若使用全双工方式 , 可以为两个字节 , 若减少 数据位电平时间 , 还可以提高通讯速率 。 采用这种 方法时 , 模块须采用或三极管开路输出接 线须做改动 , 不能使用继电器输出 。 采用此种方 法基本可以满足小流量 、 数据速率要求低的场合 , 但成本极低 , 而且易于编程 。 总之 , 充分利用编程软件的强大功能 , 可有效 降低成本并提高可靠性 , 满足业主的多种要求 。 资任编辑魏晋英 〕 沪么不久交 ‘ 沁忆 石厂 一 厂试勺万了召叮 上接第页合使用 , 填补了粗煤泥分选领域的 一块空白 , 打破了沉积多年的传统选煤工艺设计 , 尤其是对无压三产品重介旋流分选含煤泥重介 的炼焦煤选煤工艺 , 形成了很大的冲击 , 被誉为选 煤工艺设计的一次革命 , 必将引领我国选煤工艺实 现跨越式发展 。 其次 , 结合近年来模块化大厅式厂 ’ 叮 一 一长一 价汤 房布置的发展趋势 , 该工艺流程更具推广潜力 , 尤 其是在炼焦煤选煤厂工艺设计中很有推广前景 。 参考文献 高丰粗煤泥分选方法探讨选煤技术 , 仪巧 【资任编辑张松】 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.