选煤厂煤泥水处理系统降低故障率提高生产效率的改造研究
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【摘 要】针对准能选煤厂煤泥水系统中存在的问题，从耙式浓缩机及加压过滤机现场存在的设备缺陷进行故障分析，提出相应的改造方法。
【Abstract】In view of the problems existing in the slime water system of Zhunneng Coal Preparation Plant， this paper analyzes the fault of the equipment defects existing in the rake concentrator and pressure filter， and puts forward the corresponding transformation methods.
【關键词】煤泥水处理;浓缩机;改造
【Keywords】slime water treatment; concentrator; revamping
【中图分类号】TD52 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）11-0185-02
1 煤泥水处理系统工艺流程
国家能源集团准能选煤厂1200万系统原煤经破碎、筛分、跳汰等工艺洗选加工，产品煤经胶带输送机输送上仓装车，洗选所使用的煤泥水经跳汰水池依靠重力流入浓缩池内，煤泥在浓缩池内浓缩沉淀，上层澄清循环水溢流至循环水池，经循环泵抽至跳汰厂房，重复利用;下层煤泥经浓缩机刮集至中央泵口处，通过底流泵将浓缩煤泥水抽至压滤储液桶，经加压过滤机处理，将煤泥与水分离，煤泥上仓装车，滤液水通过滤液泵抽至跳汰厂房。完成煤泥回收及洗煤用水重复利用，使煤泥水达到一级闭路循环。
2 煤泥水处理主要设备
2.1 耙式浓缩机
耙式浓缩机是根据重力沉降原理，利用装在锥形池底部的旋转耙连续刮集沉淀产品的矿浆浓缩设备。国家能源集团准能集团选煤厂1200万系统使用的浓缩机为NT-45型周边齿条传动耙式浓缩机，内径45m，深度8.2m，沉淀面积1590m2，处理能力3000～4000t/h。由液压驱动装置、轨道及齿条、耙架、刮泥耙及副耙等组成，是煤泥水沉淀浓缩的主要设备。
2.2 加压过滤机
加压过滤机是将盘式过滤机置于一压力容器内，通过注入压缩空气，使滤布产生压差，从而实现煤泥与水分离。国家能源集团准能集团选煤厂使用的压滤机为奥地利生产的HBF-S 120/10型加压过滤机，其过滤面积为120m2，单台处理能力为70t/h，是选煤厂煤泥水处理的主要脱水设备。
3 煤泥水处理设备常见故障分析及解决方法
3.1 浓缩机中心轴承损坏
国家能源集团准能集团选煤厂所用的NT-45耙式浓缩机每1.5～2年会发生中心轴承损坏的故障，一旦中心轴承损坏，整套浓缩设备将无法运转，严重影响洗选生产，只能更换中心轴承。由于浓缩机机架较为庞大，更换其下方的中心轴承须拆解整个走桥及耙架，须动用大型起重设备，且更换工期较长，最少也需15天，严重影响设备生产效率。
3.1.1 故障原因分析
原中心轴承为大直径敞开式推力轴承，其轴承体位于浓缩机入料口下方，直接浸在水中，由于浓缩机入料含大量煤泥，且中心轴承密封较差，因此，煤泥会进入中心轴承的滚动体内，随耙架的圆周运动，煤泥会对轴承滚动体进行磨损，加之水的锈蚀，最终造成中心轴承的损坏。
3.1.2 解决措施
将原浓缩机的推力托盘轴承拆除，更换为油浴式回转支持装置，提高轴承体位置，使之高于水面，采用全密封形式，并加注锂基脂起到润滑密封作用。
3.2 浓缩机压耙事故
3.2.1 故障原因分析
①煤泥量突然增大。当出现上游设备故障、煤质变化、煤泥量监测不及时等情况，进入煤泥水系统细煤泥量突然增大，下游加压过滤机处理量无法满足煤泥产生量时，会造成浓缩机中心堆积过多煤泥，致使浓缩机中心副耙压死无法转动或刮泥耙无法提升。
②高岭土进入煤泥水系统。国家能源集团准能集团选煤厂位于内蒙古准格尔煤田，表层及煤层中富含高岭土，当雨季到来时，表层的高岭土会随雨水混入原煤中，从而进入选煤厂煤泥水系统中。高岭土属一种粒度极细的黏土，遇水便泥化成为微米级颗粒，由于细颗粒间存有较大静电斥力，导致浓缩池内煤泥水沉降困难。由于高岭土粒度细，下游的加压过滤机无法将其过滤，致使其不断在煤泥水系统中循环，并不断增加累积，最终发生压耙事故[1]。
3.2.2 解决措施
①浓缩机中心加装稳流筒。国家能源集团准能集团选煤厂浓缩机此前无稳流筒，浓缩机入料煤泥水直接落入池内，其中粒度较大的颗粒会落在浓缩池中心处，而粒度较小的颗粒会迅速向浓缩池周边扩散，并缓慢沉降，其与所添加的絮凝剂并不能充分混合。这样会造成浓缩底流入料不均匀。而下游的加压过滤机对入料粒度要求较高，单纯粗颗粒上料时，加压过滤机罐内压力较低，煤泥附着力差，产品煤水分高;单纯细颗粒上料时，煤泥过滤效率低，罐内压力低，生产效率低下。只有当粗细颗粒充分混合后，加压过滤机才能保证工作压力，也能保持设备最大产量，保证煤泥水分，保持较高的生产效率。
通过改造，极大改善了下游加压过滤机入料成分组成，有效地提高生产效率，减少压耙事故发生。
②浓缩池溢流堰加装挡板。煤泥水中心入料后，上层细煤泥协同部分絮凝剂会随水流直接流过溢流堰，再次进入循环水系统中，使系统中细煤泥含量不断升高，还造成了絮凝剂的浪费。
通过在浓缩池溢流堰周边加装宽度500mm溢流挡板，使上层水流成S型经过溢流堰，起到很好的缓冲效果，上层细煤泥也能充分与絮凝剂混合，达到提高细煤泥沉降效率，提高絮凝剂使用效率的作用。
③浓缩机加装无线压力传输装置。国家能源集团准能集团选煤厂浓缩机改造前无法直观监测煤泥厚度，只有通过现场使用探杆探测煤泥厚度确定池内煤泥量，无法实时监测浓缩沉内设备运行情况，若煤泥水系统出现煤泥量变化，无法及时发现，极易发生压耙事故及耙架损坏。
通过技术改造，安装模拟量压力传感器，采集浓缩机行走压力数据。由于浓缩机为转动设备，数据无法通过线缆传输，因此，在浓缩机内安装无线传输和接受装置，从而解决了信号传输困难的问题，并在浓缩岗位室安装数字显示仪，直接显示浓缩机行走压力，达到实时监测浓缩机运行状态的效果。
④循环水系统中添加聚合氯化铝。当循环水系统进入大量高岭土时，由于其粒度极细，且高岭土颗粒表面电负性，浓缩机生产所添加的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂无法将其沉降，造成循环水系统高岭土越积越多，最终造成压耙事故。
车间通过研究实验，最终确定添加聚合氯化铝，并根据循环水情况，配置溶液，达到沉降高岭土的目的。改进加药方式后，车间再未出现因系统进入高岭土发生压耙事故。
4 结语
通过对选煤厂煤泥水系统设备多年的使用与维护，车间从浓缩机的中心结构、系统监控方式、煤泥沉降药剂等方面，逐渐摸索研究，探索出一系列针对性的改进改造措施，有效降低设备故障率，提高突发情况应对水平，从根本上提高了煤泥水系统生产效率。
【参考文献】
【1】王敦曾.选煤新技术的研究与应用[J].煤炭工业出版社，2015（01）：15.
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