陳 通

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

神華韓家村選煤廠兩期改造工藝均采用了重介淺槽系統(tǒng)，原煤通過(guò)篩分準(zhǔn)備，篩上物50～200 mm塊煤直接入淺槽分選，分選出矸石和精煤2種產(chǎn)品，精煤部分通過(guò)雙層篩脫介，50～200 mm塊精煤進(jìn)入SSC600分級(jí)破碎機(jī)進(jìn)行破碎，一期破碎機(jī)產(chǎn)品出料粒度≤40 mm，單臺(tái)破碎機(jī)處理能力為200 t/h。破碎后的精煤經(jīng)過(guò)分級(jí)篩保留3～50 mm物料與淺槽后篩分精煤匯合經(jīng)膠帶入成品倉(cāng)。一期SSC600分級(jí)破碎機(jī)投產(chǎn)后，精煤破碎出料粒度能夠滿足工藝使用需求，但使用現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求處理能力和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求處理能力有差距，物料最大瞬時(shí)入料量比原定參數(shù)高出約20%，這就使得破碎機(jī)破碎腔體內(nèi)出現(xiàn)間斷性卡堵現(xiàn)象，卡堵造成破碎機(jī)失速報(bào)警停車，整個(gè)工藝系統(tǒng)受集控信號(hào)閉鎖調(diào)控全部停止運(yùn)行，清理破碎腔體內(nèi)卡堵物料往往花費(fèi)1～2 h，影響了選煤系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也降低了生產(chǎn)效率和選煤廠經(jīng)濟(jì)收益。在這種情況下，二期SSC600分級(jí)破碎機(jī)需要在原一期設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，解決現(xiàn)有破碎腔體物料卡堵問(wèn)題，并在一定程度上降低過(guò)粉碎率，增加高價(jià)值塊精煤產(chǎn)出量，提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

1 SSC600分級(jí)破碎機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

SSC600分級(jí)破碎機(jī)由主機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)組成，主機(jī)部分又分為破碎輥總成、破碎腔體、軸承座組件、機(jī)架4個(gè)部分，傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、液力偶合器、減速機(jī)、聯(lián)軸器4個(gè)部分組成，見(jiàn)圖1。整臺(tái)設(shè)備通過(guò)電機(jī)接電獲得動(dòng)力，由液力耦合器彈性傳動(dòng)力矩、減速機(jī)減速提升扭矩，帶動(dòng)2個(gè)破碎齒輥旋轉(zhuǎn)，破碎齒輥轉(zhuǎn)速為106 r/min，破碎齒間隔咬合物料并通過(guò)撕裂、拉扯、擠壓將其破碎成符合粒度要求的小塊產(chǎn)品。破碎機(jī)整機(jī)配備獨(dú)立電控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)破碎齒輥的正反轉(zhuǎn)、失速保護(hù)、電流保護(hù)、自動(dòng)潤(rùn)滑等功能，并留有通訊接口接入選煤廠集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)集中控制。

圖1 SSC600分級(jí)破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

2 兩期工藝參數(shù)對(duì)比細(xì)化

由于一期2臺(tái)分級(jí)破碎機(jī)產(chǎn)品參數(shù)嚴(yán)格按照單臺(tái)出料粒度≤40 mm、200 t/h的處理能力設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)破碎齒外形較小，兩齒輥齒頭交叉間隙也相對(duì)較小，當(dāng)瞬時(shí)入料塊煤量超過(guò)設(shè)定值時(shí)，大量物料無(wú)法同時(shí)通過(guò)，容易在破碎腔體內(nèi)形成堆積，造成卡堵故障。同時(shí)，較小的齒型使得出料產(chǎn)品過(guò)粉碎率高、破碎齒壽命相對(duì)較短。

二期選煤工藝仍采用重介淺槽系統(tǒng)，產(chǎn)品布局與一期完全相同，通過(guò)一期破碎機(jī)情況反饋，破碎機(jī)參數(shù)更改為：入料50～200 mm塊精煤，出料≤50 mm，單臺(tái)破碎機(jī)處理能力250 t/h。由于產(chǎn)品外形尺寸應(yīng)與一期相同，且傳動(dòng)零件參數(shù)不變。基于此，將兩期產(chǎn)品大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成相同尺寸，既能降低產(chǎn)品圖紙繪制工作量，又能為選煤廠節(jié)省配件成本。

3 破碎腔體結(jié)構(gòu)和齒板齒型優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于二期產(chǎn)品參數(shù)要求，破碎機(jī)結(jié)構(gòu)中除破碎輥?zhàn)?、齒板和側(cè)梳齒外，在調(diào)整軸套的基礎(chǔ)上其余零部件應(yīng)與一期設(shè)備完全相同。

3.1 一期和二期腔體結(jié)構(gòu)對(duì)比

一期SSC600分級(jí)破碎機(jī)在腔體內(nèi)齒輥上方設(shè)計(jì)了阻料梁結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2。阻料梁部件雖然能阻止塊煤對(duì)齒板緊固螺栓的沖擊，但在塊煤大量進(jìn)入破碎腔時(shí)，也使其無(wú)法在阻料梁部分通過(guò)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品處理能力，同時(shí)不方便齒板和緊固螺栓組件的更換。

圖2 一期破碎腔結(jié)構(gòu)

二期SSC600分級(jí)破碎機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到塊精煤硬度較低，對(duì)齒板緊固螺栓的沖擊較小，將阻料梁部件去除，以齒板上的不完全齒結(jié)構(gòu)代替，見(jiàn)圖3。

圖3 二期破碎腔結(jié)構(gòu)

3.2 一期和二期齒板結(jié)構(gòu)對(duì)比

一期破碎齒板齒頭小、齒間距小、齒輥齒頭交叉間隙小、梳齒間距小，見(jiàn)圖4。這種基于出料產(chǎn)品嚴(yán)格要求的設(shè)計(jì)方式能夠有效控制產(chǎn)品出料粒度≤40 mm，但由于選煤廠實(shí)際入料量和瞬時(shí)入料量遠(yuǎn)大于理論入料量，該設(shè)備處理能力富余系數(shù)不足，腔體間歇性卡堵，且由于破碎齒形態(tài)較小，齒頭磨損相對(duì)較快。

圖4 一期破碎齒結(jié)構(gòu)

二期破碎齒板齒頭加大、齒間距加大、齒輥交叉間隙加大、梳齒間距加大，見(jiàn)圖5。在保證出料粒度≤50 mm的前提下，減少了齒頭數(shù)量。

圖5 二期破碎齒結(jié)構(gòu)

4 二期分級(jí)破碎機(jī)優(yōu)化改造后參數(shù)特點(diǎn)

二期SSC600分級(jí)破碎機(jī)優(yōu)化改造后，與一期產(chǎn)品對(duì)比，齒頭高度增加了15 mm，齒頭長(zhǎng)度增加了22 mm，齒尖線速度增加了0.06 m/s，齒頭安裝仰角提升1.6°，軸向間距增加了14 mm，每塊齒板上齒頭數(shù)量減少了14個(gè)；去除阻料梁部件增加了有效破碎長(zhǎng)度330 mm。齒頭的增高和齒間距的增大有利于大塊精煤的咬合；齒數(shù)減少有利于減少同一塊精煤被咬合的點(diǎn)數(shù)，極大的降低過(guò)粉碎率；齒尖線速度增加有利于為落料精煤提速，提升通過(guò)率；阻料梁部件的去除使輥長(zhǎng)度方向上的破碎有效長(zhǎng)度增加，進(jìn)一步緩解了瞬時(shí)過(guò)量物料的沖擊。

5 優(yōu)化改造效果

二期SSC600分級(jí)破碎機(jī)在神華韓家村選煤廠第二生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用后改造效果顯著，破碎機(jī)整體處理能力和瞬時(shí)處理能力得到大幅度提升，破碎腔體再未出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象，破碎機(jī)上下游集控閉鎖設(shè)備未見(jiàn)突發(fā)停機(jī)現(xiàn)象，破碎機(jī)出料粒度成塊率得到提升。

5.1 處理能力得到提升

塊精煤最大瞬時(shí)入料量達(dá)280 t/h，破碎腔體未出現(xiàn)卡堵問(wèn)題，最大處理能力至少提高40%，每周因腔體卡堵造成的檢修時(shí)間縮短2.5 h，周降低生產(chǎn)損失45萬(wàn)元。

5.2 出料成塊率明顯提高

出料精煤產(chǎn)品13～50 mm塊產(chǎn)率提升5.7%，6～13 mm塊率提升2%，3～6 mm塊率提升0.5%，3 mm以下粉煤率下降8.2%，見(jiàn)表1和圖6。齒板更換周期由一期的18個(gè)月延長(zhǎng)至36個(gè)月，3 a生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)收益增加約430 萬(wàn)元，塊煤總量提升，經(jīng)濟(jì)收益增加6.58%。

表1 一期和二期破碎機(jī)出料粒度組成

圖6 出料粒度對(duì)比

5.3 設(shè)備維護(hù)頻率降低、生產(chǎn)損失降低

一期破碎機(jī)緊固齒板螺栓或更換齒板時(shí)需拆裝阻料梁部件，平均拆裝時(shí)間70～90 min，二期去除阻料梁部件后可直接操作，單次拆裝阻料梁降低生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失約22萬(wàn)元，齒板磨合期間螺栓緊固周期由原來(lái)20 d延長(zhǎng)至40 d，操作難度大大降低，螺栓松動(dòng)周期明顯延長(zhǎng)。

6 結(jié) 語(yǔ)

韓家村選煤廠二期SSC600分級(jí)破碎機(jī)優(yōu)化改造成果顯著，不僅解決了破碎腔體間歇堵料問(wèn)題，提升了破碎機(jī)產(chǎn)品可靠性，而且提高了出料產(chǎn)品3～50 mm粒級(jí)產(chǎn)率，延長(zhǎng)了齒板壽命，節(jié)約了大量的設(shè)備維護(hù)時(shí)間，大大降低了人力成本和配件成本，為一期破碎機(jī)產(chǎn)品齒輥更換提供了保障，為同系列破碎機(jī)產(chǎn)品提供了寶貴資料，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。