魏松陽(yáng)，方 玥，么 雷，王鑫才，苑金朝

(北京國(guó)華科技集團(tuán)有限公司，北京 101300)

目前，我國(guó)選煤廠絕大多數(shù)采用濕法選煤工藝。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、買方市場(chǎng)的成熟，用戶對(duì)于煤炭產(chǎn)品的水分、發(fā)熱量的要求越來(lái)越嚴(yán)格。在選煤工程設(shè)計(jì)中，煉焦煤選煤廠的選煤產(chǎn)品水分指標(biāo)通常設(shè)定在10%，對(duì)于動(dòng)力煤選煤廠的選煤產(chǎn)品水分指標(biāo)一般不高于12%。由于精煤產(chǎn)品水分過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸成本增加、發(fā)熱量降低、煉焦成本提高，在嚴(yán)寒季節(jié)，甚至產(chǎn)生凍結(jié)車皮、無(wú)法卸煤的嚴(yán)重惡果，所以，選煤廠脫水設(shè)備在產(chǎn)品質(zhì)量控制中具有極其重要的作用。

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)主要用于粗煤泥脫水，該機(jī)采用大扭矩?cái)[線針輪行星差速器(以下簡(jiǎn)稱“差速器”)以保證螺旋刮刀與篩籃轉(zhuǎn)速差的準(zhǔn)確性和傳動(dòng)的可靠性，在差速器的輸入端安裝扭矩限制器對(duì)差速器進(jìn)行保護(hù)，緊湊的臥式結(jié)構(gòu)可以在水平方向更換易損件，降低了所需廠房高度。

1 結(jié)構(gòu)組成和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)由4部分組成：

(1)工作部分：主要由入料管、刮刀體、布料盤、錐形篩籃、篩籃架等組成。

(2)傳動(dòng)部分：主要由電動(dòng)機(jī)、膠帶輪、差速器組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)V型膠帶帶動(dòng)差速器，差速器為單速輸入、雙速輸出，從而使篩籃和刮刀體同向轉(zhuǎn)動(dòng)，刮刀體轉(zhuǎn)速大于篩籃，約15 r/min。

(3)機(jī)殼：主要由水倉(cāng)體、料倉(cāng)體、差速器箱體、底座等組成。

(4)潤(rùn)滑系統(tǒng)：采用稀油強(qiáng)制循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要由齒輪油泵、磁性過(guò)濾器、安全閥、油箱、壓力表、壓力開(kāi)關(guān)和油管線組成。潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在油箱內(nèi)，經(jīng)油泵抽出后通過(guò)磁性過(guò)濾器將潤(rùn)滑油打入差速器輸入軸端部，差速器與軸承座均有十分精確的用于潤(rùn)滑油分配的油道，潤(rùn)滑油靠油泵提供的壓力供給差速器和軸承，并在重力的作用下通過(guò)差速器箱體底部回油管自流回油箱，回油流速狀況可以通過(guò)半透明材料的回油管觀察。

1—機(jī)座組件；2—篩籃架連接盤；3—潤(rùn)滑油泵站；4—篩籃架；5—擋水圈；6—篩籃；7—刮刀體；8—料倉(cāng)體；9—檢修門；10—入料管；11—水倉(cāng)體；12—差速器；13—差速器箱體；14—通氣帽；15—護(hù)罩；16—扭矩限制器；17—V型膠帶從動(dòng)輪

1.2 工作原理

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)為臥式傳動(dòng)布置、篩籃圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)。當(dāng)設(shè)備工作時(shí)，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)膠帶輪一級(jí)減速帶動(dòng)差速器，從而使篩籃和刮刀體差速旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)物料通過(guò)入料管進(jìn)入刮刀體的內(nèi)部，在離心力的作用下將物料均勻的分配到刮刀體和篩籃小端之間的空間內(nèi)，借助刮刀體和篩籃之間的差速、篩籃傾角和刮刀體的推力等作用，使篩籃上脫水后的物料連續(xù)均勻地向篩籃大端移動(dòng)，并進(jìn)入料倉(cāng)體；離心液則借助離心力和篩籃、刮刀體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流進(jìn)入水倉(cāng)體并收集后由離心液管道排出，且該管道應(yīng)有特殊結(jié)構(gòu)，以便氣流順暢排出，做到水倉(cāng)體內(nèi)的氣壓與外部大氣壓基本持平，否則將增加水流透過(guò)篩籃的阻力。

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品水分取決于入料粒度組成和相應(yīng)的工作參數(shù)，例如篩籃縫隙尺寸、篩籃轉(zhuǎn)速等。于2020年新建投產(chǎn)的甘肅窯街三礦選煤廠(動(dòng)力煤選煤廠)，選用了一臺(tái)臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)處理粗精煤泥，其入料為擊打式弧形篩篩上物，濃度為44.64%，脫水產(chǎn)物水分為13.68%，離心液濃度為10.15%，據(jù)此計(jì)算該臺(tái)離心機(jī)的脫水率為88.81%，脫水產(chǎn)物固體回收率為87.56%，以上兩項(xiàng)的綜合指標(biāo)脫水效率為76.37%。綜上所述，該離心機(jī)各項(xiàng)工藝指標(biāo)良好，尤其是粗精煤泥產(chǎn)品水分指標(biāo)突出。

2 存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)相對(duì)于立式離心脫水機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件較少，易損件主要有V型膠帶、刮刀體、篩籃、篩籃架、擋水圈等。由于易損件的更換、維護(hù)必然會(huì)增加設(shè)備使用成本，且又影響選煤廠的正常生產(chǎn)，因此，提高易損件的使用壽命是設(shè)備優(yōu)化的重要因素。

2.1 提高易損件的壽命

(1)刮刀體，結(jié)構(gòu)如圖2所示。作為直接接觸物料的首要部件，刮刀體首當(dāng)其沖，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量觀察發(fā)現(xiàn)，刮刀體主要磨損位置為葉片接觸物料一面與葉片外緣。刮刀體與物料的接觸面，因?yàn)閷?duì)物料起到推移作用，二者間存在連續(xù)均勻的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，所以磨損較大；而刮刀體與篩籃存在差速時(shí)，由于葉片外緣與篩籃間隙出廠時(shí)一般控制在5～15 mm內(nèi)，間隙中存在的物料會(huì)充當(dāng)磨料加速葉片外緣的磨損，因此，在接觸面與葉片外緣粘貼L型耐磨陶瓷(圖3)進(jìn)行保護(hù)，可大大提高刮刀體的壽命。

圖2 刮刀體結(jié)構(gòu)

圖3 葉片耐磨防護(hù)

(2)篩籃架，結(jié)構(gòu)如圖4所示。篩籃安裝在篩籃架上，篩籃架主要受到離心液的高速?zèng)_刷磨損，因此，對(duì)篩籃架的主體支撐結(jié)構(gòu)采取粘貼U型耐磨陶瓷(圖5)進(jìn)行防護(hù)，該防護(hù)措施對(duì)篩籃架的壽命可以起到有效的延長(zhǎng)作用。

圖4 篩籃架結(jié)構(gòu)

圖5 主體支撐耐磨防護(hù)

2.2 倉(cāng)體的防護(hù)措施

由于篩籃的高速旋轉(zhuǎn)，水倉(cāng)體和料倉(cāng)體分別受到離心液或脫水物料的高速?zèng)_刷而磨損。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，并從設(shè)備防護(hù)費(fèi)用方面進(jìn)行比較，針對(duì)2種倉(cāng)體的不同位置采取不同的防護(hù)措施，水倉(cāng)體采取粘貼6 mm和8 mm厚耐磨陶瓷進(jìn)行防護(hù)，料倉(cāng)體采取粘貼10 mm和14 mm厚耐磨陶瓷進(jìn)行防護(hù)，可以有效提高水倉(cāng)體和料倉(cāng)體的耐磨程度，提高使用壽命。

3 運(yùn)轉(zhuǎn)要點(diǎn)

3.1 脫水效果不佳

對(duì)臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)脫水效果造成影響的因素主要包括：入料濃度、物料粒度組成、篩籃與刮刀葉片外緣間隙、離心強(qiáng)度、篩籃的篩縫間隙及磨損程度。

(1)入料濃度一般45%左右為最佳，過(guò)低的入料濃度，會(huì)因水量大，不能及時(shí)脫除；

(2)入料粒度組成中細(xì)泥含量不應(yīng)過(guò)多，否則會(huì)導(dǎo)致物料層孔隙度減小，透水比阻增大，導(dǎo)致產(chǎn)品水分過(guò)高，脫水效果變差；

(3)篩籃與刮刀葉片外緣的間隙對(duì)離心機(jī)脫水效果的影響比較明顯，間隙增大，導(dǎo)致物料層變厚，產(chǎn)品水分升高，所以生產(chǎn)時(shí)，間隙控制在6～10 mm效果最佳；

(4)篩籃縫隙增大，雖然產(chǎn)品水分降低，但離心液濃度隨之升高，脫水產(chǎn)物固體回收率減少。現(xiàn)場(chǎng)觀察表明，篩縫增大到一定程度，產(chǎn)品水分下降并不明顯，因?yàn)樵陔x心力一定的情況下，脫水后期的離心力不足以克服水分子與物料的吸附力，導(dǎo)致產(chǎn)品水分下降不明顯，所以保持篩縫尺寸為不大于0.4 mm最佳；

(5)離心強(qiáng)度為物料所受的離心加速度與重力加速度的比值，對(duì)于臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)而言，離心強(qiáng)度一般在218～294之間。

離心強(qiáng)度減小，會(huì)導(dǎo)致脫水效果變差。離心機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)可能出現(xiàn)的變量?jī)H為篩籃轉(zhuǎn)速，因此，離心機(jī)轉(zhuǎn)速降低，導(dǎo)致離心強(qiáng)度減小，最終導(dǎo)致物料脫水效果變差。離心機(jī)主機(jī)與電動(dòng)機(jī)是以V型膠帶形式進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)的，因此在生產(chǎn)時(shí)，需要經(jīng)常觀察V型膠帶的張緊程度，并及時(shí)處理。

3.2 振動(dòng)異常

由于刮刀體、篩籃及篩籃架等旋轉(zhuǎn)部件在加工制造過(guò)程中存在允許的裝配誤差，因此，在GB/T 35055《臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)》中規(guī)定：離心機(jī)水平和垂直方向的單振幅均不應(yīng)超過(guò)0.2 mm。當(dāng)離心機(jī)振動(dòng)過(guò)大時(shí)，可能有以下4個(gè)原因，出現(xiàn)這些現(xiàn)象時(shí)應(yīng)逐一檢查。

(1)離心機(jī)主體是旋轉(zhuǎn)體，當(dāng)工作時(shí)，必須保持動(dòng)平衡，否則就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。刮刀體、篩籃或篩籃架磨損嚴(yán)重或損壞，篩籃處有物料堆積，均會(huì)造成許用不平衡量超出設(shè)計(jì)規(guī)定；

(2)主軸承和差速器損壞，引起轉(zhuǎn)動(dòng)故障；

(3)篩籃上料層過(guò)厚；

(4)入料管尾部堵塞，引起扭矩過(guò)載。

4 結(jié) 語(yǔ)

臥式刮刀卸料煤泥離心機(jī)以其脫水效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，深受用戶的青睞，但存在易損件使用壽命短、設(shè)備維修成本高的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)施刮刀體、篩籃架粘貼特殊形狀的耐磨陶瓷，水倉(cāng)體和料倉(cāng)體粘貼不同厚度的耐磨陶瓷進(jìn)行防護(hù)的措施，可提高設(shè)備使用壽命，降低運(yùn)行成本；同時(shí)對(duì)其脫水效果不佳和振動(dòng)異?，F(xiàn)象提出了可以采取的措施。