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

武彦

（国家能源集团准能集团选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯010300）

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。