康利萍

（山西省能源職業(yè)學(xué)校，山西 太原 030012）

1 工程概況

陽(yáng)煤集團(tuán)二礦選煤廠采用的是混合入選，原煤經(jīng)1 mm 脫泥篩預(yù)先脫泥，1～50 mm 原煤進(jìn)入無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.25～1 mm 粗煤泥由TBS 分選，0～0.25 mm 細(xì)煤泥用浮選機(jī)分選回收。公司設(shè)計(jì)采用4 臺(tái)GPJ-120 型加壓過(guò)濾機(jī)，加壓過(guò)濾機(jī)對(duì)工作參數(shù)有嚴(yán)格的要求（即物料特性、主軸轉(zhuǎn)速、工作壓力）。在實(shí)際生產(chǎn)中，加壓過(guò)濾機(jī)的濾餅厚度薄、不易脫餅，使加壓過(guò)濾機(jī)的排料周期延長(zhǎng)，影響加壓過(guò)濾機(jī)的處理量。為了不使浮選精礦池漫料，只能采取控制入選量的辦法，進(jìn)而影響原煤的入選量。針對(duì)該情況，必須要對(duì)影響加壓過(guò)濾機(jī)處理量的原因進(jìn)行分析，進(jìn)行針對(duì)性地優(yōu)化改造，使單臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)的處理量達(dá)到20 t/h 以上[1-2]。

2 加壓過(guò)濾機(jī)處理量不高的原因分析

根據(jù)二礦選煤廠實(shí)際生產(chǎn)情況，深入選煤車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)目前各生產(chǎn)環(huán)節(jié)及設(shè)備現(xiàn)狀、運(yùn)行、維護(hù)狀況進(jìn)行了統(tǒng)一摸排，并對(duì)可能存在的影響處理量的原因進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，找到了7 個(gè)末端因素：操作工技術(shù)水平低、倉(cāng)內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細(xì)、入料濃度低。為了確定主要原因，對(duì)所有末端因素逐一分析論證，并到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)。

2.1 操作工技術(shù)水平低且無(wú)績(jī)效考核的要因確定

二礦選煤廠對(duì)所有操作人員均進(jìn)行選煤知識(shí)培訓(xùn)及崗位操作技能培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，方能持證上崗。工作期間，由職教中心組織每周一題、每月一考活動(dòng)，考試內(nèi)容包括理論知識(shí)與實(shí)踐操作兩部分。除對(duì)單位和個(gè)人進(jìn)行考核外，職工考試不合格，需進(jìn)行脫產(chǎn)再培訓(xùn)。因此，操作工理論知識(shí)扎實(shí)，實(shí)際操作技能熟練。

2.2 倉(cāng)內(nèi)工作壓力的影響要因確認(rèn)

對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)工作壓力的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加壓過(guò)濾機(jī)壓力增大時(shí)，濾餅孔隙度減小，濾餅的阻力隨之增大，排除濾液的難度加大。當(dāng)濾餅的飽和度接近剩余飽和度時(shí)，濾餅的水分基本不再降低。因此，應(yīng)針對(duì)不同煤種選取合理工作壓力。因此，倉(cāng)內(nèi)工作壓力的影響是要因。

2.3 主軸轉(zhuǎn)速的影響要因確認(rèn)

當(dāng)加壓過(guò)濾機(jī)在處理浮選精煤時(shí)濾餅形成速度很快，主軸轉(zhuǎn)速慢時(shí)會(huì)形成很厚的濾餅，過(guò)厚的濾餅比阻大、水分高，還會(huì)在過(guò)濾區(qū)提前卸餅而落入礦漿槽內(nèi)，從而使壓縮空氣大量外逸。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)濾板上物料上餅時(shí)間短、成餅很薄，使卸餅困難、排料周期延長(zhǎng)；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速過(guò)慢時(shí)精礦處理量明顯偏小，精礦池料位會(huì)持續(xù)上升，另外還有壓大軸的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要確定合理的主軸轉(zhuǎn)速來(lái)控制濾餅厚度。因此，主軸轉(zhuǎn)速的影響是要因。

2.4 反吹風(fēng)壓差的影響要因確認(rèn)

對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)反吹風(fēng)壓差進(jìn)行實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)加壓過(guò)濾機(jī)反吹風(fēng)壓差低于40 kPa 時(shí)，加壓過(guò)濾機(jī)會(huì)出現(xiàn)卸餅困難，甚至不脫餅；高于80 kPa 時(shí)卸餅效果好，但是濾布破損率高。因此保持合適的反吹風(fēng)壓差，既能保證卸餅正常又不會(huì)導(dǎo)致濾布過(guò)快損壞。因此，反吹風(fēng)壓差的影響是要因。

2.5 濾布不能滿足生產(chǎn)需要要因確認(rèn)

加壓過(guò)濾機(jī)是浮精脫水沒(méi)備，該選煤廠使用的加壓過(guò)濾機(jī)型號(hào)為CPJ-120 型，公司配套的濾布為單絲紡織濾布，過(guò)濾目數(shù)為100 目。在生產(chǎn)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，濾布使用周期短、破損率高，每天更換的破損濾布數(shù)量都在20 塊以上，且過(guò)濾機(jī)濾液中固體物合量高達(dá)80 g/L，濾布破損情況已嚴(yán)重影響浮選精礦的脫水回收。由于透水率不高，平均排料周期都在270 s 左右，脫水后的濾餅水分達(dá)到20%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)要求的平均排料周期178 s左右，脫水后的濾餅水分在18%左右。因此，濾布不能滿足生產(chǎn)需要是要因。

2.6 入料粒度細(xì)要因確認(rèn)

對(duì)浮選精礦進(jìn)行了煤泥小篩分試臉，從試驗(yàn)結(jié)果得出，-0.045 mm 細(xì)粒級(jí)含量為29.8%，浮精中細(xì)泥含量偏高，嚴(yán)重影響脫水效果。因此，入料粒度細(xì)是要因。

2.7 入料濃度低要因確認(rèn)

用濃度壺測(cè)量并套用公式計(jì)算，該選煤廠浮選精礦濃度常在250～380 g/L 之間，符合加壓過(guò)濾機(jī)入料濃度250～350 g/L 的要求。生產(chǎn)中偶有長(zhǎng)時(shí)間不開(kāi)機(jī)時(shí)，精礦池有沉淀現(xiàn)象，濃度會(huì)發(fā)生變化，但不經(jīng)常發(fā)生，故對(duì)生產(chǎn)影響較小。因此，入料濃度低非要因。

根據(jù)以上對(duì)末端因素的確認(rèn)，找到了5 條要因：倉(cāng)內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響、濾布不能滿足生產(chǎn)需要、入料粒度細(xì)。

3 改造方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對(duì)影響過(guò)濾機(jī)設(shè)備處理能力的5 條要因，采取了以下改造方案。

3.1 加壓過(guò)濾機(jī)最佳工作參數(shù)的確定

針對(duì)倉(cāng)內(nèi)工作壓力的影響、主軸轉(zhuǎn)速的影響、反吹風(fēng)壓差的影響，必須要確定最佳倉(cāng)內(nèi)工作壓力值、最佳主軸轉(zhuǎn)速、最佳反吹風(fēng)壓差。設(shè)計(jì)加壓過(guò)濾機(jī)最佳工作參數(shù)的確定試驗(yàn)，根據(jù)加壓過(guò)濾機(jī)工作參數(shù)要求范圍和運(yùn)行記錄，設(shè)定參數(shù)位級(jí)，列出加壓過(guò)濾機(jī)的9 種常用工作參數(shù)組合見(jiàn)表2。

表2 3 個(gè)工作參數(shù)各位級(jí)試驗(yàn)數(shù)值組合表

進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果及參數(shù)選定，不同位級(jí)組合下試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同位級(jí)組合下試驗(yàn)結(jié)果記錄表

研究試驗(yàn)證明，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓力達(dá)到290 kPa、主軸轉(zhuǎn)速平均為1.1 r/min、反吹風(fēng)壓差最大為80 kPa時(shí)，排料周期達(dá)到的效果最好。加壓過(guò)濾機(jī)的處理量提高，隨之帶動(dòng)原煤入選量的提高，原煤入選量由原來(lái)730 t/h 提高為870 t/h，精礦池的料位也基本穩(wěn)定。因此車間將第5 組參數(shù)設(shè)置作為加壓過(guò)濾機(jī)首選工作參數(shù)設(shè)置，可確保加壓過(guò)濾機(jī)處理量及原煤入選量最大化。

3.2 重新選擇確定100 目新型濾布

針對(duì)濾布不能滿足生產(chǎn)需要的要因，重新選購(gòu)100 目的新型濾布。經(jīng)過(guò)到其他選煤公司走訪考察、對(duì)比后，根據(jù)加壓過(guò)濾機(jī)入料情況，公司購(gòu)進(jìn)一批100 目的新型濾布，經(jīng)生產(chǎn)使用后效果良好。加壓過(guò)濾機(jī)平均排料周期能控制在170 s 左右，透水率良好，脫水后的濾餅水分在15%左右，且濾布使用周期大幅延長(zhǎng)，破損率大幅減小。改造前4 臺(tái)ZH7000 型空氣壓縮機(jī)需同時(shí)開(kāi)啟，空壓機(jī)額定功率630 kW。更換濾布后，開(kāi)啟2 臺(tái)即可滿足4 臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)要求，有效提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能效果顯著。

3.3 加壓過(guò)濾機(jī)入料的摻粗工藝改造

針對(duì)入料粒度細(xì)的要因，設(shè)計(jì)進(jìn)行摻粗工藝改造。原工藝設(shè)計(jì)中，0.25 mm 粗煤泥由TBS 分選后的粗精煤經(jīng)過(guò)脫泥降灰系統(tǒng)即大直徑旋流器→疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩→離心機(jī)脫水后，成為粗精煤產(chǎn)品。為降低加壓過(guò)濾機(jī)入料中細(xì)粒級(jí)含量，對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)入料進(jìn)行摻粗工藝改造：將疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩篩上物直接打入加壓過(guò)濾機(jī)入料池和浮精一起做為加壓過(guò)濾機(jī)的入料。摻粗工藝改造后，對(duì)入料進(jìn)行篩分，-0.045 mm 粒級(jí)含量達(dá)到13.2%，加壓過(guò)濾機(jī)脫水效果明顯好轉(zhuǎn)，排料周期大幅度縮短。

4 效果及效益分析

4.1 效果檢查

（1）2020 年10 月，各項(xiàng)措施全部實(shí)施完畢，加壓過(guò)濾機(jī)排料周期大幅度縮短，單臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到了25.04 t/h，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

（2）從2020 年10 月至2021 年7 月，單臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，均能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力到預(yù)期值，原煤小時(shí)入選量由730 t/h 提高至870 t/h。

4.2 效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益。公司噸煤利潤(rùn)為150 元/t，精煤產(chǎn)率40%，本次改造應(yīng)用后的9 個(gè)月，增加入選原煤量：（870-730）×15×40%×30×6+（840-730）×15×40%×30×3=210 600 t，增加效益收入：156 600×150=2349 萬(wàn)元。

（2）社會(huì)效益。此次改造活動(dòng)的開(kāi)展為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)效率的提高使生產(chǎn)成本直接下降，提升了產(chǎn)品的利潤(rùn)空間，使噸煤加工成本降低，成為選煤行業(yè)節(jié)能降耗生產(chǎn)的先驅(qū)。