新峪選煤廠脫泥篩工業(yè)性試驗分析

新峪選煤廠一期工程處理能力為2.0噸/a（78.8噸/h）。選擇豬就是肥煤。在分離過程中，采用脫泥和壓力給料兩產(chǎn)品的重型介質(zhì)旋轉(zhuǎn)機，主場景選擇粗煤泥，細煤泥由漂浮渣收獲。預先脫泥作業(yè)選用了一臺22m2的進口香蕉篩。1脫泥機工程試驗1.1可能偏差檢驗脫泥篩入料、篩上物、篩下物粒度組成見表1。根據(jù)GB/T15716《煤用篩分設備工藝性能評定方法》計算出篩上物產(chǎn)率γo=73.90%,篩下物產(chǎn)率γc=26.10%,計算入料粒度組成、分配率見表2。根據(jù)表2繪制分配曲線,見圖1,由該圖可求得分配粒度,上、下可能偏差和平均可能偏差。分配粒度Sp=0.48mm上可能偏差:Epu=S75-S50=0.68-0.48=0.20mm(1)Epu=S75?S50=0.68?0.48=0.20mm(1)下可能偏差:Epl=S50-S25=0.48-0.32=0.16mm(2)Epl=S50?S25=0.48?0.32=0.16mm(2)平均可能偏差:Epm=S75-S252=0.68-0.322=0.18mm(3)Epm=S75?S252=0.68?0.322=0.18mm(3)1.2計算指標及方法投產(chǎn)之初,香蕉篩采用篩縫為0.5mm的不銹鋼條縫篩面,由于脫泥量過小,不得不將傾斜段篩面的篩縫改為0.75mm,水平段的篩縫改為1.0mm。本次試驗確定粒度Sd=1.0mm,即把大于1.0mm粒級的顆粒視為粗粒,小于1.0mm粒級的顆粒視為細粒,以此來計算篩分效率等指標:篩分效率:η=Ec+Ef-100%(4)η=Ec+Ef?100%(4)粗粒物正配效率:Ec=γoΟcFc?r×100%(5)細粒物正配效率:Ef=Ef?r-γoΟfFf?r×100%(6)式中:Oc——篩上物中粗粒物產(chǎn)率,%,據(jù)表1:Oc=89.86%;Fc,r——計算入料中粗粒物產(chǎn)率,%,據(jù)表2:Fc,r=67.73%;Ff,r——計算入料中細粒物產(chǎn)率,%,據(jù)表2:Ff,r=32.27%;Of——篩上物中細粒物產(chǎn)率,%,據(jù)表1:Of=10.14%。則:粗粒物正配效率Ec=98.05%,細粒物正配效率Ef=76.78%,篩分效率η=74.83%。1.3粗粒錯配動產(chǎn)率總錯配物產(chǎn)率:mu=mc+mf(7)mc=γuUc×100%(8)mf=γoΟf×100%(9)式中:mc——粗粒錯配物產(chǎn)率,即篩下物中的粗粒占入料的百分數(shù),%;mf——細粒錯配物產(chǎn)率,即篩上物中的細粒占入料的百分數(shù),%。Uc——篩下物中粗粒物產(chǎn)率(占本產(chǎn)物),%,據(jù)表1:Uc=5.04%。則:mc=1.32%、mf=7.49%、m0=8.84%。1.4難篩粒的范圍GB/T15716中規(guī)定以分配粒度Sp(1+0.25)為上限,以Sp(1-0.25)為下限,在此范圍內(nèi)的顆粒稱為難篩粒。本次試驗的難篩粒范圍為0.36～0.60mm,根據(jù)計算入料粒度特性曲線(圖2),得∑Fr(-0.60)=28.8%,∑Fr(-0.36)=25.2%,故難篩物產(chǎn)率為3.60%。1.5計算檢測療效用均方差核實篩分產(chǎn)物產(chǎn)率和試驗資料的正確性。均方差計算見表3。σ=√∑Δ2Ν-Μ+1=√39.768-2+1=2.38因σ小于臨界值3.0,故認為本次工業(yè)性試驗合格,可以采用。脫泥篩工藝性能評定報告見表4。2分析與總結2.1單位面積處理能力k根據(jù)GB50359-2005《煤炭洗選工程設計規(guī)范》,對于采用濕法預先脫泥的篩分設備,單位面積處理能力見表5。在選煤廠設計時,篩分面積的計算式為:S=Qkq(10)式中:S——篩分面積,m2;Q——設計小時處理量,t/h,新峪選煤廠Q=378.8t/h;k——不均衡系數(shù),取k=1.15;q——單位面積處理能力,t/(m2·h)。根據(jù)式(10),新峪選煤廠設計計算應需篩面的面積見表5。從表中可看出,當初在脫泥篩篩縫為0.5mm的條件下,應該選用2～3臺篩面面積為22m2的BRU型篩分機,而實際只選用了1臺,顯然是不合理的。面對脫泥量不足的情況,不得不將篩縫改大。按設計規(guī)范計算,篩縫加大后其篩分面積仍少32%～98%。本次工業(yè)性試驗,扣除原煤水分后,脫泥篩入料量為282.5t/h,脫泥篩單位面積處理量為12.8t/(m2·h),位于設計規(guī)范要求范圍之內(nèi),但篩分效率僅達到74.83%,遠低于設計目標值85%;且分配粒度僅為0.48mm,與篩縫尺寸相差甚遠。由于篩分效果差,給后續(xù)作業(yè)帶來了諸多困難。這里提出一個思考問題:既然國外引進的香蕉篩,其單位面積處理能力在設計規(guī)范值之內(nèi)時,篩分效率尚且如此低下,而其它型號規(guī)格的篩分設備又會如何呢?因此必須思考設計規(guī)范上的取值是否偏大而需要修正。2.2粒度特性分析與處理量的關系GB/T15716-1995中,將難篩粒定義為分配粒度Sp×(1±0.25),這個指標計算方法值得商榷。難篩粒產(chǎn)率是定量評價入料粒度組成固有特性的指標之一,在指定篩縫(或篩孔)尺寸為d的前提下,人們常常認為難篩粒的范圍是d×(1±0.25),而不是Sp×(1±0.25)。分級粒度Sp大小與入料粒度組成并沒有直接關系,而Sp與篩分機的工作參數(shù)緊密相關,例如處理量減小,Sp值必然增大,反之處理量增大,Sp必然減小,所以,Sp×(1±0.25)只能表征某臺脫泥篩工業(yè)性試驗時的一項特性,而d×(1±0.25)應該作為確定篩分面積的重要依據(jù)之一。按常規(guī),本次工業(yè)性試驗難篩粒范圍為1.25～0.75mm,根據(jù)計算入料的粒度特性曲線(圖2)可求得其產(chǎn)率為4.60%。而計算入料中小于1mm粒級是主導粒級,產(chǎn)率為32.27%,難篩粒占應透篩粒級的14.25%。難篩粒的概念與顆粒的概率透篩理論是吻合的。單位面積處理量與入料中的細粒級產(chǎn)率有關,更與難篩粒產(chǎn)率有關。如何提高細粒物篩分效率是困擾國內(nèi)外選煤行業(yè)的一項技術難題,也是預先脫泥重介質(zhì)旋流器選煤工藝面臨的現(xiàn)實問題。它決定了設計規(guī)范中脫泥篩單位面積處理量到底確定在什么范圍內(nèi)才是合理的,其基礎工作是難篩粒產(chǎn)率與單位面積處理量的關系,這是一項需要深入研究的工作。目前還少有專業(yè)人士進行研究。2.3篩下物粒級產(chǎn)率粗粒物正配效率與粗粒錯配物產(chǎn)率均是表征粗粒物(大于1mm)在篩分過程中分離精度的指標,前者是用相對值來評定該粒級在篩上物中精確分配的情況,粗粒物正配效率為98.05%,其含義是該粒級(占入料)有100%-98.05%=1.95%誤入到篩下物中。后者是用絕對值來表示粗粒級錯配到篩下物中的數(shù)量,即占原料煤的1.32%。本次工業(yè)性試驗是脫泥篩篩面更換一星期后進行的,處于最佳狀態(tài),不銹鋼篩條因磨損使篩孔變大的因素可以基本排除,但篩條縫隙因制造精度所限,產(chǎn)生變形,篩面與篩框緊固不嚴兩個因素客觀存在,不能排除,所以在篩下物中大于1mm粒級產(chǎn)率為5.04%,這在諸多選煤廠可視為良好的指標,在實際生產(chǎn)中此粒級產(chǎn)率要大得多。表6列出了該廠篩面工作3周后篩下物的粒度組成,從中可以看出,隨著篩面工作時間的延長,篩下物中大于1mm粒級產(chǎn)率增加至7.61%。雖然本次工業(yè)性試驗的結果比較理想,但按該廠設計處理量來計算,每小時有5.0t大于1mm的顆粒進入篩下物中。該廠脫泥篩篩下水由粗煤泥分選機系統(tǒng)來處理,分選粒度范圍1～0.25mm,這些超粒絕大多數(shù)沉淀到設備底部,而粗煤泥分選機底部較為平緩,在對底流重產(chǎn)物采樣時,這些超粒不易被采到。定時清理粗煤泥分選機內(nèi)的沉積煤泥是各選煤廠規(guī)定的日常工作。按篩面良好狀態(tài)下的數(shù)據(jù)計算,新峪選煤廠每年至少有2.64萬t煤炭沒有得到有效分選,直接成為了粗煤泥分選機的重產(chǎn)物,作為中煤銷售。2.4試驗細粒正配效率細粒物正配效率與細粒錯配物產(chǎn)率是表征細粒物(小于1mm)在篩分過程中分離精度的指標,前者是用相對值來評定該粒級正確分配到篩下物中的情況,本次工業(yè)性試驗細粒正配效率為76.78%,其含義是該粒級(占入料)有近1/4沒有透篩。后者是用絕對值來表示細粒級錯配到篩上物中的數(shù)量,即占原料煤的7.49%,其中1～0.5mm粒級為3.55%,按設計能力來計算,每小時有13.4t細粒煤進入重介質(zhì)旋流器。這些細粒煤需要后續(xù)作業(yè)進行分選,因此增加了生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性。由于重介質(zhì)旋流器的工作壓力H與分選下限的當量直徑d的3次方成反比,即Η∝1d3,因此若要使這部分顆粒得到有效分選,必須保證相應的工作壓力。3