改造喷水系统 降低洗煤介耗
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作者: 张永彪 孙丽艳
[摘 要]铁煤集团大隆矿选煤厂重介洗煤喷水系统存在着喷水压力低、喷水流量小、喷嘴喷水方式落后等实际问题,造成本应回收利用的洗煤介质被洗产品和洗矸石带走,既大大提高了洗煤成本,又影响着洗产品的外观质量,从而给企业带来很大的经济损失。通过对喷水压力泵、喷水管路和喷水喷嘴的技术改造,彻底完善了喷水系统工艺,合理解决了长期存在的实际问题,最大限度地降低了介质消耗。
[关键词]重介洗煤;喷水系统;技术改造;降低介耗
一、概述
洗煤喷水系统是重介洗煤生产中的主要工艺环节,用于完成洗产品的脱泥、脱介和降低灰分,在生产过程中作用极为重要。大隆矿选煤厂是1971年建成投产的老厂,洗煤工艺为重介斜轮机分选,主产品为20mm~60mm的洗中块和6mm~13mm的洗粒,洗副产品为6mm以下洗末。1998年经技术改造后系统处理能力由原来的90万吨/年提高到180万吨/年,甚至高达300万吨/年。但随着生产能力的不断提升,介质消耗也明显增加。造成介耗不合理增加的主要原因是喷水系统没有随着当时的技术改造而改变,仍然停留在建厂时的原始设计水平上,突出问题表现为:喷水系统压力低、流量小、喷嘴喷水方式落后,大量介质被洗产品和洗矸石带走,不但严重影响着洗产品的外观质量,而且造成洗煤成本提高,从而给企业带来很大的经济损失。因此,对大隆矿洗煤喷水系统进行彻底改造已经势在必行。
二、改造前喷水系统状况
1.洗煤喷水系统组成。大隆矿选煤厂洗煤喷水系统主要由喷水压力泵2台(1台使用1台备用)、喷水输送管路一套、喷水支管路5套和喷嘴5套组成。
原喷水压力泵使用的是石家庄水泵厂生产的150ZJ-I-A50型渣浆泵,流量375立方米/小时,扬程18米;
喷水输送管路管径为150mm;
喷水喷嘴为管径54mm钢管钻孔喷雾形式。
2.改造前喷水效果及工艺弊病。大隆矿选煤厂1998年技改中对2207#精煤筛、2254#洗粒分级筛、2211#洗矸石脱介筛均进行了技术改造,小时处理能力提高到原来的2倍,满足了矿井年产180万吨甚至300万吨的洗煤能力要求。但喷水系统仍然沿袭使用原来系统,所以喷水系统能力明显不足,喷水压力低、喷水流量小,不能将物料层喷洗冲透,造成介质与洗产品、洗矸石不能很好分离,进而大量介质被带走,只能靠不断补充新介质来维持生产。
3.改造前压力泵流量、扬程测定。2008年3、4、6月份对压力泵性能参数进行了三次实际测定,结果详见附表1。
4.改造前介质消耗测定及计算。2008年4-6月洗中块产率为24%,洗粒产率为22%,洗矸产率为37%,洗末产率为9%,煤泥产率为8%。由此对大隆矿洗煤介质消耗进行了测定,结果为:
(1)洗中块带走介质测定:
①洗中块取样总量G总=40.2Kg×{(1-13%)÷(1-10%)}=38.86 Kg
②选出磁性物为:G=16.1 g
③又因介质的磁性物含量为B=90.7%
④洗中块产率r=24%
⑤洗块带走介质(折算成吨原煤介耗)为
16.1÷38.86÷90.7×24×1000 =0.11 kg/t・入洗原煤
(2)洗粒带走介质测定:
①洗粒总样总量G总=30.5Kg×{(1-15%)÷(1-10%)}=28.81 Kg
②洗出磁性物为:G=73.64 g
③介质的磁性物含量B=90.7%
④洗粒产率r=22%
⑤洗粒带走介质(折算成吨原煤介耗)为
73.64÷28.81÷90.7×22×1000=0.62 kg/t・入洗原煤
(3)洗矸带走介质测定:
①洗矸取样总量G总=43.2Kg×{(1-12%)÷(1-10%)}=42.24 Kg
②选出磁性物为:G=48.6 g
③介质的磁性物含量B=90.7%
④洗矸产率r=37%
⑤洗矸带走介质(折算成吨原煤介耗)为
48.6÷42.24×90.7×37×1000=0.47 kg/t・入洗原煤
(4)洗末带走介质测定:
①洗末取样总量G总=16.9Kg×{(1-16.5%)÷(1-10%)}=15.68 Kg
②选出磁性物为:G=121.68 g
③介质的磁性物含量B=90.7%
④洗末产率r=9%
⑤洗末带走介质(折算成吨原煤介耗)为
121.68÷15.68÷90.7×9×1000=0.77 kg/t・入洗原煤
从表2中可以看出,介质测定损失为1.97Kg/ t・入洗原煤。结果表明,虽然洗中块、洗矸石脱介效果较好,但洗粒、洗末脱介效果较差,可见有必要对洗煤喷水系统进行技术改造,使介质消耗降低到最佳合理值。
三、改造方案设计及实施
1.改造方案的主要内容。此次改造的核心内容主要为压力泵改造、管路改造和喷嘴改造。
2.改造需要解决的关键问题。① 联合泵房喷水压力泵流量小、压力低问题;② 喷水输送管路管径小、输水能力不足问题;③ 喷嘴喷水形式落后、喷水效果差问题。
3.改造方案的实施。经过设计计算,喷水压力泵改造为湖南远通泵业有限公司生产的200YTZ-500型渣浆泵,流量550立方米/小时,扬程27米,并且采用机械密封,进而解决以往长期存在的跑冒滴漏问题。
喷水输送管路管径由150mm改造为200mm,改造管路长度95米。
喷嘴改造为XH-4C型脱介专用喷嘴,喷水形式由喷雾型改为扇面喷水型。
此喷嘴优点为:安装简单,维修方便;喷水呈扇型,洒水集中,而且能够调控水量;增加水压,洒水面宽,冲击力强;节水节介,脱泥、脱介、降灰效果显著,洗产品外观质量明显提高。
为了充分发挥喷嘴功能,安装时应遵循以下原则及标准:
① 喷嘴间离平均为150mm,喷嘴接管采用6分管,6分管采用细扣内螺纹接头;
② 喷嘴离筛板高度保持250mm;
③ 喷嘴接管向下有50°左右斜角,使水的冲出力能够翻滚煤块,脱介效果更佳。
四、改造后压力泵流量、扬程测定
改造结束后于2008年9月15、19、27日分别对压力泵性能参数进行了三次实际测定,结果见附表3。
测定结果表明,压力泵改造更换后流量增加47%,压力增加50%。
五、改造后介质消耗测定及计算
1.洗煤过程中产品产率测定。经实际测定,洗产品产率为:洗中块产率为23%,洗粒产率为21%,洗矸产率为39%,洗末产率为9%,煤泥产率为8%。
2.洗中块带走介质测定:
①洗中块取样总量G总=38.9Kg×{(1-13%)÷(1-10%)}=37.60 Kg
②选出磁性物为:G=10.64 g
③又因介质的磁性物含量为B=89.3%
④洗中块产率r=23%
⑤洗块带走介质(折算成吨入洗原煤介耗)为
10.64÷37.60÷89.3×23×1000=0.08 kg/t・入洗原煤
3.洗粒带走介质测定:
①洗粒总样总量G总=35.5Kg×{(1-15%)÷(1-10%)}=33.53 Kg
②洗出磁性物为:G=64 g
③介质的磁性物含量B=89.3%
④洗粒产率r=21%
⑤洗粒带走介质(折算成吨原煤介耗)为
64÷33.53÷89.3×21×1000=0.45 kg/t・入洗原煤
4.洗矸带走介质测定:
①洗矸取样总量G总=41.8Kg×{(1-12%)÷(1-10%)}=41.0 Kg
②选出磁性物为:G=30.66 g
③介质的磁性物含量B=59.3%
④洗矸产率r=39%
⑤洗矸带走介质(折算成吨原煤介耗)为
30.66÷41÷89.3×39×1000=0.34 kg/t・入洗原煤
5.洗末带走介质测定:
①洗末取样总量G总=18.1Kg×{(1-16.5%)÷(1-10%)}=16.83 Kg
②选出磁性物为:G=93.06 g
③介质的磁性物含量B=89.3%
④洗末产率r=9%
⑤洗末带走介质(折算成吨原煤介耗)为
93.06÷16.83÷89.3×9×1000=0.56kg/t・入洗原煤
六、经济效益分析计算
大隆矿洗煤喷水系统改造后压力泵流量增加47%,压力增加50%,介质消耗降低27.4%,经济效益十分可观。
1.改造前洗产品平均介耗为 1.97kg/ t・入洗原煤(1～8月)。
2.改造后洗产品介耗降低到1.43kg/ t・入洗原煤(9月～12月)。
3.每年入洗原煤量按1 150 000吨计算,则全年可节约介质为
(1.97-1.43)kg/ t・入洗原煤×1 150 000吨=621吨。
4.介质粉价格为0.13万元/吨,则全年可节省资金
621吨×0.13万元/吨=80.73万元。
七、结束语
2008年7-9月大隆矿选煤厂洗煤喷水系统成功技术改造后,突出特点是压力高、流量大,冲洗效果十分理想,尤其在铁煤集团首次成功引进XH-4C型脱介专用喷嘴,更是完善了现场生产工艺,最大限度地降低了介质消耗。经现场测定,每年可节约介质621吨,直接经济效益80万元。此次喷水系统的成功改造,既解决了现场多年存在的问题和弊病,又为大隆矿洗煤生产降低介质消耗、提高洗产品质量做出了巨大贡献,同时也为其他选煤厂提供了宝贵经验,具有很好的推广使用价值。
参考文献:
[1]谢广元.选矿学[M].中国矿业大学出版
社,2000.
[2]匡亚莉.选煤工艺设计与管理[M].中国
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沈阳设计院,1996.
[4]程居山.矿山机械[M].中国矿业大学出
版社,2007.□
(编辑/刘佳)
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