选煤厂煤炭洗选工艺改造优化研究

赵银良

（汾西矿业贺西煤矿，山西 柳林 033300）

引言

山西某选煤厂为已生产接近10 年的现代化大型选煤厂，洗选能力达到500 万t/a，现阶段主要洗选矿井生产的3#煤层。选煤厂洗选包括洗选前准备、洗选、装运等环节，其中块煤（200 mm～25 mm）、末煤（25 mm～1.5 mm）分别采用采用重介浅槽分选机、重介旋流器分选；煤泥（1.5 mm以内）用分级旋流器处理，粗煤泥（1.5 mm～0.2 mm）用离心机（卧式刮刀式）脱水，细煤泥（0.2 mm以内）用隔膜、加压压滤机配合脱水。选煤厂原煤洗选后得到的产品主要为汽液化用煤以及动力煤。选煤厂在煤炭洗选过程中受到操作因素、设备磨损等因素影响，在生产过程中存在不同程度效率不高问题，需要针对性采取应对措施确保选煤洗选过程高效开展。

1 选煤厂洗选系统问题分析

1.1 洗选系统现状分析

选煤厂洗选系统共有各类洗选设备200 多台，存在设备数量多、种类多特点，系统洗选工艺复杂，在生产过程中难以避免出现各类故障。对2019 年洗选系统故障频率、时间等进行统计，如图1、图2 所示。从图中看出，选煤厂洗选系统中各类设备月故障发生频次达到58 次，月累计影响生产时间平均为15.1 h，洗选系统设备的各项故障均会影响选煤厂洗选效率以及生产成本。

图1 月故障时间统计结果

图2 月故障次数统计结果

1.2 问题分析

1.2.1 脱介筛

块煤通过浅槽分选，洗选得到的精块煤用固定筛板进行脱介、脱水，固定筛板使用规格长×宽×厚为715 mm×485 mm×80 mm 筛板、筛板缝宽2 mm，在使用期间筛板常发生破损，由于筛板规格较为特殊，从而导致无法及时替换[1-3]。

矸石采用双层直线振动筛脱介，外形规格2.4 m×6.1 m、筛面面积14.64 m2，振动筛分级粒度2 mm～25 mm。振动筛上下2 层筛分矸石采用同一个带式输送机运输，从而未起到分级目的，同时采用双层筛会加大筛板检修、维护等工作。

1.2.2 磁选机

块煤洗选后介质采用4台磁选机（规格Φ1 219 mm×2 972 mm）回收，现场共计布置2 个入料箱，2 台磁选机共用1 个入料箱。磁选机通过控制喷水量实现对溢流调节。现场使用过程中为调节磁选机溢流量，从而导致脱介筛喷水量要明显大于脱介使用量，从而导致洗选系统水循环量增大，加剧煤泥水处理系统负载，同时也会不同程度增加精煤含水量[4-5]。

1.2.3 末煤系统

选煤厂末煤系统布置有2 套脱泥系统（设备分别为402A、403A 脱泥筛）。脱泥筛运行过程中预湿水由煤泥泵提供，受管道弯曲、煤泥浓度大等因素制约，导致煤泥泵存在堵塞问题，影响末煤脱泥效果；同时导致后续介质系统波动，甚至出现跑介跑煤问题。

1.2.4 粗煤泥系统

储煤泥通过旋流器进行处理，煤泥处理系统共计有2 台分级旋流器，单台分级旋流器使用一台变频煤泥泵（Q=550 m3/h）泵送煤泥，后通过离心机、弧形筛配合对粗煤泥脱水。现场应用过程中，煤泥水循环用量约800 m3/h，变频煤泥泵工作频率40 Hz，煤泥泵整体利用率不高。

2 工艺优化

为降低选煤厂煤炭洗选过程中故障影响，在生产过程中除强化检修、维护以及保养等之外，选煤厂根据现场洗选工艺情况，重点解决某一设备（环节）出现故障后，可快速切换到其他设备（环节），确保洗选系统可高效运行。通过提高选煤厂洗选工艺灵活性，达到降低故障影响时间、生产成本目的，并提高洗选效率[6-8]。

2.1 脱介筛改造

1）更换块煤固定筛。经过对块煤固定筛测量，去除原本的固定筛筛框将筛框更换为规格610mm×610mm筛框。固定筛使用聚氨酯包边610 mm×610 mm 不锈钢筛板即可满足使用。通过更换块煤固定筛，不仅可提升固定筛筛分、脱介效果，而且固定筛采用聚氨酯包边后可起到一定缓冲效果，可延长固定筛使用效率，并便于固定筛损坏后及时更换。

2）改造双层直线振动筛筛面。针对双层直线振动筛维护工程量大问题，对双层直线振动筛筛面进行改造，具体将上层筛缝缝隙由25 mm 金属筛更换为2 mm 金属筛，并将下层筛网更换为盲板，在确保脱介筛效果作用下前提下简化筛机结构。

2.2 磁选机优化

对磁选机进行改进优化，以便降低循环水用量。煤炭洗选过程中磁选机负载较小，为此可用单台磁选机处理，以便减少循环脱介水用量。在实际优化改造过程中，在磁选机入料口布置盲板，通过阻挡磁选机入料即可实现退出；当后续处理量增大时，可依据现场情况决定是否同时开启两台磁选机。

2.3 末煤系统优化

为避免末煤脱泥筛后无润湿水，通过分析现场循环供水管路布置情况，决定将脱泥筛布流板采用一根水管与高压循环水管连接，以便实现筛后及时浸润。当末煤脱泥筛筛后无水时，通过打开与高压循环水管连接开关，即可不间断提供润湿水，同时末煤洗选与块煤洗选响度独立，可提高末煤洗选工艺灵活性。

2.4 粗煤泥系统优化

根据现场实际情况，调节煤粗煤泥系统用水量，具体调整措施为：降低将块煤脱泥筛、矸石脱介筛以及煤泥筛等循环涌水量，将粗煤泥系统循环涌水量控制在550 m3/h 以内；将煤泥泵工作频率由40 Hz调整至48 Hz，此时使用单台煤泥泵即可实现煤泥处理，另外一台煤泥一直处于备用状态，当正在工作的煤泥泵出现故障时备用煤泥泵可及时替换，从事提高煤泥泵运行可靠性。

3 总结

选煤厂通过对洗选工艺进行改造后，洗选系统故障发生频率由58 次/月降低至12 次/月，月影响洗选时间由15.1 h 降低至40 min 以内，洗选系统处理能力由1 500 t/h 增至1 600 t/h。同时煤炭洗选系统工作效率增至99.52%，预计年可节省设备维修、电费等约500 余万。现场应用实践表明，文中所提选煤厂选煤工艺优化改造技术措施，在提高生产效率同时可降低生产成本目的。