FBS粗煤泥分选机在石板选煤厂的应用

张新凡，赵 强，邹 勇，向必正

(川煤华荣能源公司 石板选煤发电厂，四川 达州 635015)

1 概 述

石板选煤发电厂(简称“石板厂”)重介选煤生产线于2007年10月改造完成，入洗原煤能力设计为1.5 Mt/a。经过几年扩能改造，目前处理能力已经达到1.8 Mt/a。2009年对粗煤泥分选系统进行了技术改造，用TBS粗煤泥分选机分选脱泥后的0.25～1 mm粗煤泥。选煤工艺为：原煤预先脱泥后，脱泥筛筛上大于1 mm原煤用双供介无压三产品重介旋流器分选，0.25～1 mm粗煤泥用TBS干扰床分选机分选，细粒煤泥采用直接浮选工艺，尾煤浓缩压滤脱水。近年来因原煤质量的变化和TBS使用年限较长，结构老化，导致 TBS 分选机对粗煤泥的分选精度变差。尽管该厂在操作制度上，如水量、水压、分选密度等做了大量工作，但分选效果仍然不理想，这表明 TBS 的设备性能已经不能适应目前的煤质变化，需要对设备进行调整和改造。

2 TBS分选机应用中存在的问题

2.1 原煤煤质变化

由于近年来各矿井下采煤机械化程度的提高，原煤煤质变化较大。据统计，2020年各矿原煤合计灰分较2009年高出10.9%，而且煤泥灰分也增加到14.41%，说明2020年煤质比2009年TBS投入使用时变差了很多。

2.2 TBS分选精度和效率分析

TBS入料小筛分试验结果见表1。从表1可以看出，TBS入料中小于0.25 mm 级占比较大，灰分偏高，而大于0.25 mm级占比较小。

表1 TBS入料小筛分试验结果

TBS溢流小筛分试验结果见表2。从表2可以看出，TBS溢流中大于0.5 mm级产率为0，而0.25～0.5 mm级含量很低，只占5.41%。而TBS主要的分选粒度为0.25～1.5 mm，对小于0.25 mm粒级分选效果极差，因此大部分小于0.074 mm的高灰细泥随顶水成为溢流，而大部分低灰粗颗粒损失在底流中。

表2 TBS溢流小筛分试验结果

TBS底流小筛分试验结果见表3。由表3可知，TBS底流中大于0.25 mm级占44.23%，底流灰分为50.28%，TBS入料灰分为42.79%，说明TBS分选精度低。

表3 TBS底流小筛分试验结果

TBS底流大于0.25 mm级小浮沉试验结果见表4。由表4可知，TBS底流大于0.25 mm中小于1.5 kg/L密度级精煤含量占23.33%，灰分为8.92%，说明TBS分选精度低，分选效果差，溢流和底流产品中错配率较高，大量粗颗粒精煤损失在底流中，因此粗煤泥精煤的产率低。难以符合经济效益最大化原则。

表4 TBS大于0.25 mm底流小浮沉试验综合

3 改造方案

针对目前TBS设备老化、分选效率低等问题，经过考察研究，决定采用分选精度和智能化程度更高的FBS粗煤泥分选机替换现有TBS粗煤泥分选机，以降低精煤和尾煤产品中的错配率，从而提高精煤产率。

3.1 FBS粗煤泥分选机简介

粗煤泥分选机是一种利用上升流在分选机内产生紊流的干涉沉降分选设备。分选机内的流态化床层为自生介质床层，它可以利用物料密度的不同来分选物料。一定压力和流速的上升流通过流体弥散板均匀地分布到分选机底部。固体物料进入分选机后在上升流的作用下开始分层，粗颗粒高密度的物料可以透过自生流态化床层集中于分选机的底部，细颗粒和低密度物料则流向分选机槽体的上部。

随着物料的连续给入，细而轻的物料不断溢流至溢流槽，高密度的物料通过由PLC全自动控制的排料阀排出。密度计浸入到流态化床层中的相应高度，对分选机内的流态化床层的密度进行在线监测。当床层的密度达到或超过设定值时，执行机构开始动作，并打开底流排料阀排料，直到床层密度降低至设定值，排料阀关小或关闭。通过PLC全自动控制系统控制排料阀的开启度，使分选机内流态化床层始终保持稳定的设定密度。

与目前所用TBS粗煤泥分选机相比，FBS粗煤泥分选机具有以下技术优势：

(1)FBS粗煤泥分选机配套第三代电液动执行机构，具有灵敏度更高、可靠性更强、防护等级更高的优点；

(2)相对于TBS采用的三执行器—三底流阀结构，FBS进行了结构优化，独创性地研发出了单执行机构—单底流阀结构，在保证分选精度和处理能力的前提下，彻底解决了传统三执行器—三底流阀结构所存在的排料不同步、故障率高的缺点；

(3)FBS底流阀采用海王公司专利结构，相较于传统底流阀而言，其优点在于可保证底流阀在阀座内做垂直直线运动，不左右晃动，底流排料稳定，不易堵塞，关闭时密封性能较好，且该专利底流阀规格可根据现场处理量、煤质要求进行调整；

(4)FBS入料井采用预沉降螺旋线进料方式，可使来料有效地分散在筒体中，有利于分选效率的提高；

(5)FBS采用德国进口的E+H高精度密度传感器，具有安全系数高、防护等级高(IP68)、运行稳定、故障率低、床层密度检测精确(可精确至0.001 g/cm3)等优点，可实现高精度的密度控制。

3.2 设备选型比较

主要设备选型原则：在满足最大工艺的前提下，要最大限度降低投资，同时技术上兼顾先进性，而且要运行可靠。

表5 FBS系列设备技术参数

根据石板厂入洗原煤情况可知，入洗原煤最大处理量为420 t/h，脱泥筛下小于1 mm级煤泥量按20%计算，FBS处理量最大为84 t/h，考虑到为以后扩能改造作准备，故选用FBS3000粗煤泥分选机替换TBS分选机。

4 应用效果及经济效益

4.1 应用效果

2020年12月实施技术改造，拆除原有的TBS粗煤泥分选机，在原TBS基础上安装FBS分选机。经短时间调试后投入正常运行。

FBS入料小筛分试验结果见表6。从表6可以看出，FBS入料中0.25～0.125 mm级含量为37.2%，占比较大，而小于0.125 mm级含量较少，灰分偏高。

表6 FBS入料小筛分试验结果

表7为改造后FBS溢流小筛分试验结果。由表7可以看出，FBS溢流灰分为22.85%，较TBS溢流灰分低7个百分点左右，精煤中大于0.25 mm级粗颗粒含量明显增加，占溢流的24.92%，灰分为4.29%，说明低灰粗颗粒得到了较好回收，精煤产率大幅提升。

表7 FBS溢流小筛分试验结果

FBS底流小筛分试验结果见表8。由表8可知，底流灰分高达63.4%，比TBS底流灰分高13.12%，各粒度级灰分分布均匀，说明FBS 分选精度高、分选效果好。

4.2 经济效益

表9为TBS和FBS相关数据对比分析。通过表9资料分析，FBS溢流产率增加了26.79%，总精煤产率按46%计算，粗煤泥精煤占比总精煤产率按5%计算，FBS溢流精煤产率增加0.62%，按年入洗180万t计算，每年约增加精煤量1.11万t，精煤与中煤的差价为750元/t左右，每年可增加销售收入约837万元。

表8 FBS底流小筛分试验结果

表9 TBS与FBS 产率对比分析

5 结 语

石板选煤厂通过应用FBS3000粗煤泥分选机的升级改造，优化了粗煤泥系统的分选效果，提高了粗煤泥分选机的分选精度，大幅度增加了溢流中低灰粗粒级的回收量，提高了粗煤泥精煤产率，大幅度降低了粗煤泥精煤灰分，解决了主洗精煤为高灰粗煤泥的“背灰”现象，提高了重介主洗分选密度，提高了主洗精煤产率，经济效益明显。