新峪选煤厂脱泥筛工业性试验分析

新峪选煤厂脱泥筛工业性试验分析

新峪选煤厂一期工程处理能力为2.0吨/a（78.8吨/h）。选择猪就是肥煤。在分离过程中，采用脱泥和压力给料两产品的重型介质旋转机，主场景选择粗煤泥，细煤泥由漂浮渣收获。预先脱泥作业选用了一台22m2的进口香蕉筛。1脱泥机工程试验1.1可能偏差检验脱泥筛入料、筛上物、筛下物粒度组成见表1。根据GB/T15716《煤用筛分设备工艺性能评定方法》计算出筛上物产率γo=73.90%,筛下物产率γc=26.10%,计算入料粒度组成、分配率见表2。根据表2绘制分配曲线,见图1,由该图可求得分配粒度,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计算指标及方法投产之初,香蕉筛采用筛缝为0.5mm的不锈钢条缝筛面,由于脱泥量过小,不得不将倾斜段筛面的筛缝改为0.75mm,水平段的筛缝改为1.0mm。本次试验确定粒度Sd=1.0mm,即把大于1.0mm粒级的颗粒视为粗粒,小于1.0mm粒级的颗粒视为细粒,以此来计算筛分效率等指标:筛分效率:η=Ec+Ef-100%(4)η=Ec+Ef−100%(4)粗粒物正配效率:Ec=γoΟcFc‚r×100%(5)细粒物正配效率:Ef=Ef‚r-γoΟfFf‚r×100%(6)式中:Oc——筛上物中粗粒物产率,%,据表1:Oc=89.86%;Fc,r——计算入料中粗粒物产率,%,据表2:Fc,r=67.73%;Ff,r——计算入料中细粒物产率,%,据表2:Ff,r=32.27%;Of——筛上物中细粒物产率,%,据表1:Of=10.14%。则:粗粒物正配效率Ec=98.05%,细粒物正配效率Ef=76.78%,筛分效率η=74.83%。1.3粗粒错配动产率总错配物产率:mu=mc+mf(7)mc=γuUc×100%(8)mf=γoΟf×100%(9)式中:mc——粗粒错配物产率,即筛下物中的粗粒占入料的百分数,%;mf——细粒错配物产率,即筛上物中的细粒占入料的百分数,%。Uc——筛下物中粗粒物产率(占本产物),%,据表1:Uc=5.04%。则:mc=1.32%、mf=7.49%、m0=8.84%。1.4难筛粒的范围GB/T15716中规定以分配粒度Sp(1+0.25)为上限,以Sp(1-0.25)为下限,在此范围内的颗粒称为难筛粒。本次试验的难筛粒范围为0.36～0.60mm,根据计算入料粒度特性曲线(图2),得∑Fr(-0.60)=28.8%,∑Fr(-0.36)=25.2%,故难筛物产率为3.60%。1.5计算检测疗效用均方差核实筛分产物产率和试验资料的正确性。均方差计算见表3。σ=√∑Δ2Ν-Μ+1=√39.768-2+1=2.38因σ小于临界值3.0,故认为本次工业性试验合格,可以采用。脱泥筛工艺性能评定报告见表4。2分析与总结2.1单位面积处理能力k根据GB50359-2005《煤炭洗选工程设计规范》,对于采用湿法预先脱泥的筛分设备,单位面积处理能力见表5。在选煤厂设计时,筛分面积的计算式为:S=Qkq(10)式中:S——筛分面积,m2;Q——设计小时处理量,t/h,新峪选煤厂Q=378.8t/h;k——不均衡系数,取k=1.15;q——单位面积处理能力,t/(m2·h)。根据式(10),新峪选煤厂设计计算应需筛面的面积见表5。从表中可看出,当初在脱泥筛筛缝为0.5mm的条件下,应该选用2～3台筛面面积为22m2的BRU型筛分机,而实际只选用了1台,显然是不合理的。面对脱泥量不足的情况,不得不将筛缝改大。按设计规范计算,筛缝加大后其筛分面积仍少32%～98%。本次工业性试验,扣除原煤水分后,脱泥筛入料量为282.5t/h,脱泥筛单位面积处理量为12.8t/(m2·h),位于设计规范要求范围之内,但筛分效率仅达到74.83%,远低于设计目标值85%;且分配粒度仅为0.48mm,与筛缝尺寸相差甚远。由于筛分效果差,给后续作业带来了诸多困难。这里提出一个思考问题:既然国外引进的香蕉筛,其单位面积处理能力在设计规范值之内时,筛分效率尚且如此低下,而其它型号规格的筛分设备又会如何呢?因此必须思考设计规范上的取值是否偏大而需要修正。2.2粒度特性分析与处理量的关系GB/T15716-1995中,将难筛粒定义为分配粒度Sp×(1±0.25),这个指标计算方法值得商榷。难筛粒产率是定量评价入料粒度组成固有特性的指标之一,在指定筛缝(或筛孔)尺寸为d的前提下,人们常常认为难筛粒的范围是d×(1±0.25),而不是Sp×(1±0.25)。分级粒度Sp大小与入料粒度组成并没有直接关系,而Sp与筛分机的工作参数紧密相关,例如处理量减小,Sp值必然增大,反之处理量增大,Sp必然减小,所以,Sp×(1±0.25)只能表征某台脱泥筛工业性试验时的一项特性,而d×(1±0.25)应该作为确定筛分面积的重要依据之一。按常规,本次工业性试验难筛粒范围为1.25～0.75mm,根据计算入料的粒度特性曲线(图2)可求得其产率为4.60%。而计算入料中小于1mm粒级是主导粒级,产率为32.27%,难筛粒占应透筛粒级的14.25%。难筛粒的概念与颗粒的概率透筛理论是吻合的。单位面积处理量与入料中的细粒级产率有关,更与难筛粒产率有关。如何提高细粒物筛分效率是困扰国内外选煤行业的一项技术难题,也是预先脱泥重介质旋流器选煤工艺面临的现实问题。它决定了设计规范中脱泥筛单位面积处理量到底确定在什么范围内才是合理的,其基础工作是难筛粒产率与单位面积处理量的关系,这是一项需要深入研究的工作。目前还少有专业人士进行研究。2.3筛下物粒级产率粗粒物正配效率与粗粒错配物产率均是表征粗粒物(大于1mm)在筛分过程中分离精度的指标,前者是用相对值来评定该粒级在筛上物中精确分配的情况,粗粒物正配效率为98.05%,其含义是该粒级(占入料)有100%-98.05%=1.95%误入到筛下物中。后者是用绝对值来表示粗粒级错配到筛下物中的数量,即占原料煤的1.32%。本次工业性试验是脱泥筛筛面更换一星期后进行的,处于最佳状态,不锈钢筛条因磨损使筛孔变大的因素可以基本排除,但筛条缝隙因制造精度所限,产生变形,筛面与筛框紧固不严两个因素客观存在,不能排除,所以在筛下物中大于1mm粒级产率为5.04%,这在诸多选煤厂可视为良好的指标,在实际生产中此粒级产率要大得多。表6列出了该厂筛面工作3周后筛下物的粒度组成,从中可以看出,随着筛面工作时间的延长,筛下物中大于1mm粒级产率增加至7.61%。虽然本次工业性试验的结果比较理想,但按该厂设计处理量来计算,每小时有5.0t大于1mm的颗粒进入筛下物中。该厂脱泥筛筛下水由粗煤泥分选机系统来处理,分选粒度范围1～0.25mm,这些超粒绝大多数沉淀到设备底部,而粗煤泥分选机底部较为平缓,在对底流重产物采样时,这些超粒不易被采到。定时清理粗煤泥分选机内的沉积煤泥是各选煤厂规定的日常工作。按筛面良好状态下的数据计算,新峪选煤厂每年至少有2.64万t煤炭没有得到有效分选,直接成为了粗煤泥分选机的重产物,作为中煤销售。2.4试验细粒正配效率细粒物正配效率与细粒错配物产率是表征细粒物(小于1mm)在筛分过程中分离精度的指标,前者是用相对值来评定该粒级正确分配到筛下物中的情况,本次工业性试验细粒正配效率为76.78%,其含义是该粒级(占入料)有近1/4没有透筛。后者是用绝对值来表示细粒级错配到筛上物中的数量,即占原料煤的7.49%,其中1～0.5mm粒级为3.55%,按设计能力来计算,每小时有13.4t细粒煤进入重介质旋流器。这些细粒煤需要后续作业进行分选,因此增加了生产系统的复杂性。由于重介质旋流器的工作压力H与分选下限的当量直径d的3次方成反比,即Η∝1d3,因此若要使这部分颗粒得到有效分选,必须保证相应的工作压力。3