叠层高频振动细筛在选煤厂技术改造中应用

马 瑞

（山西焦煤西山煤电屯兰选煤厂，山西 古交 030200）

山西屯兰选煤厂选能力为3.60 Mt/a，现有2套洗选工艺相同的生产系统。生产工艺为：块煤采用三产品重介旋流器分选； 粗煤泥使用分选机分选；细煤泥采用浮选结合压滤回收工艺。选煤厂对原煤洗选后得到的精煤为1/3焦煤 （硫份＜0.55%、灰分＜9%），用以炼焦及发电；洗混煤则作为周边电厂动力煤；矸石则用以井下采空区充填。

1 洗选系统粗煤泥分选存在问题分析

选煤厂现采用的洗选系统于2011年投产，其中粗煤泥采用CSS型采用分选机分选，其分选得到的溢流后续经水力分级旋流器（直径500 mm）、振动打击弧形筛（筛缝0.3 mm）以及离心机处理后得到粗精煤，具体分选系统粗煤泥分选流程见图1。

图1 粗煤泥分选流程

由于不同粒经原煤在分选介质中具有不同沉降速度，为了确保入料中各个粒级中存在的原煤均可上浮则需要增加浮选介质密度，从而使得分选机溢流中灰分含量增加，溢流中灰分成为能否在后续处理中高效脱除，是影响储煤泥分选效果关键所在[1-3]。在实际生产过程中分级旋流器、弧形筛拖泥具有以下问题：

1）采用的水力分级旋流器分级效率不高（一般在50%～60%），底流中夹细多（一般在30%～40%）。

2）采用的弧形筛筛缝在0.3～0.6 mm、筛缝较大，在筛除高灰细泥时容易出现筛下跑粗问题。

3）筛板存在磨损周期，当弧形筛出现一定程度磨耗时容易出现窜料、堆料等不良工况，进一步降低脱灰效果。

2 改造技术方案

为降低精煤产品中灰分、稳定精煤产量，并在一定程度上提升粗精煤回收率，选煤厂在2020年5月开始进行计算改造，主要是采用叠层高频振动筛（型号D5FG1021）代替原有分选系统中的2台分级旋流、1台弧形筛，提高粗精煤回收效率。具体粗煤机分选工艺改进后的分选流程见图2。

图2 改进后的分选流程

3 叠层高频振动细筛结构及特点分析

3.1 设备机构及工作原理

改造采用的D5FG1021叠层高频振动筛结构主要有给料箱、筛箱、集料器（筛上及筛下）、机架、检修台、振动电机以及激振排等构成，具体使用的叠层高频振动筛结构见图3。

图3 叠层高频振动筛实物

采用的叠层高频振动筛通过振动电机提供驱动力，利用共振原理实现振动筛直线、激荡两种振动，从而提升筛分效果。采用的叠层高频振动筛结构简单、技术先进，是现阶段细粒物筛分中最新先进设备之一[5-6]。

3.2 设备技术特点

采用的叠层高频振动筛筛箱表面均采用耐磨聚氨酯涂层全覆盖、并呈多层布置形式，上部筛网在激振排、筛箱符合振动作用下，每一层筛箱由于可单独给料从而布料较为均衡，筛下物、筛上物单独出料互不干扰[7-8]。筛箱内筛网均为耐磨、高弹性、高强度聚氨酯筛网，开孔率介于30%～45%，使用过程中不易出现堵孔。筛机有通过两次减震（一次减震通过机架与筛箱间橡胶减震弹簧实现；另外一次通过地基基础与机架间橡胶减震弹簧实现），从而降低设备运行过程中对地基基础载荷，降低对基础要求。具体采用的叠层高频振动筛技术参数见表1。

表1 叠层高频振动筛技术参数

4 改造效果分析

将叠层高频振动筛替代原有的分级旋流器、弧形筛后，筛上物经脱水处理后作为精煤产品销售。同时采用叠层高频振动筛后也有效解决了弧形筛除泥效果差、容易跑水问题。叠层高频振动筛占用空间小、处理能力强，后续维护简单，改造原来给选煤厂带来了明显的经济效益。

4.1 除泥效果分析

为了考察改造效果，对叠层高频振动筛筛分效果机械跟踪考察。浆料分别给弧形筛、叠层高频振动筛后对除灰效果进行分析。具体浆料成分组成见表2，弧形筛、叠层高频振动筛筛分效果见表3。

表2 浆料成本组成

从表2中看出，各粒级灰分含量随着入料粒度下降而呈增加趋势。综合脱泥除灰以及煤泥回收效果，叠层高频振动筛通过0.15 mm筛孔分选入浆煤泥；弧形筛筛缝为0.3 mm，可对0.15～0.21 mm以上粒径物进行筛分。

从表3看出：

表3 弧形筛、叠层高频振动筛筛分效果对比

（1）分选旋流器对浆液分级处理效果能力较差，筛下底流中跑粗、夹细问题较为严重，分级效率较低；弧形筛可对筛上物粒径有效控制，但是筛下物存在跑粗严重，造成粗精煤损失严重。叠层高频振动筛分级处理能力，筛上、筛下物粒度控制能力均高于分选旋流器、弧形筛，同时可有效避免筛下物跑粗问题，提高粗精煤回收效率。

（2）叠层高频振动筛、弧形筛均可实现对0.15 mm粒径以上物料进行筛分，因而将0.15 mm以上粒级产率当作筛上物产率，具体叠层高频振动筛筛上物产率可达80.48%，较普通的弧形筛筛上物产率产率高4.95%； 叠层高频振动筛筛分率达到54.71%，较弧形筛高6.43%，表明采用叠层高频振动筛可实现对入料浆液中的大量高灰细泥进行筛分。

综合上述分析得知，叠层高频振动筛分选效果明显高于分级旋流器+弧形筛组合，在对浮选系统物料粒径控制方面效果表明明显，可对分选系统入料性质控制以及提升粗煤泥回收率均有一定的促进作用。

4.2 经济效益分析

选煤厂采用叠层高频振动筛替代弧形筛后，尾煤泥中灰分含量由30%提升至60%，粗精煤产率也增加2.56%以上，改造前后设备使用效益对比情况见表4。

表4 改造前后设备使用效益对比

从表中看出，弧形筛、叠层高频振动筛运行成本分别为5万元/a、10万元/a，选煤厂按照0.36 Mt/a洗选量来计算每年可多回收精煤约0.012 3 Mt，年增加经济效益约1 150万元。

5 结语

为了降低选煤厂生产成本并提升精煤回收率，提出采用叠层高频振动筛替代弧形筛、分级旋流器对粗精煤进行回收。现场改造后，粗精煤回收率由77.92%提升至80.48%、粗精煤中灰分也由13.07%降低至9.89%。通过技术改造不仅提升了粗精煤产量而且也避免了资源浪费，给选煤厂带来较好的经济收益。具有推广应用价值。