跳汰机自动排料装置在兴县选煤厂的安装与应用

刘正刚

(冀中能源峰峰集团 邯郸洗选厂，河北 邯郸 056041)

1 选煤厂概述

兴县选煤厂是邯郸选煤厂在山西运营的一座中型中央炼焦煤选煤厂，位于山西省吕梁市兴县固贤乡，2014年4月建成投产，入洗煤种为优质主焦煤，设计处理能力为0.9 Mt/a，产品为混合主焦精煤，选煤工艺为不分级跳汰分选+煤泥直接浮选+煤泥压滤脱水联合工艺。其中跳汰系统主要分选设备为1台国产的非标准三段式跳汰机，设计单台处理能力为130～180 t/h。选煤厂建成初期，由非专业选煤厂管理人员运营，生产管理水平差，精煤产品合格率低，精煤损失严重。应选煤厂投资方的需要，邯郸选煤厂派出专业运营队伍接管该选煤厂，并优先对跳汰机安装自动排料系统，取得了良好的效果。

2 安装自动排料装置前存在的问题

2.1 精煤灰分波动大、销售精煤合格率低

要求灰分不超过9.50%的跳汰精煤和销售精煤统计结果见表1。

表1 自动排料装置安装前跳汰精煤灰分和销售统计

由表1可见，跳汰精煤灰分波动范围大，其中灰分小于8.00%的占2.22%，灰分大于11.00%的占5.12%。另外，销售精煤合格率低，不大于9.50%的合格灰分精煤占总销售精煤的40.72%，其中理想灰分合格范围(9.01%～9.50%)的精煤占总销售精煤的32.72%。

2.2 精煤损失大，矸石、中煤纯度低

生产中各产品的快速浮沉指标见表2。由表2可见，跳汰机分选效果较差，大量精煤损失在矸石和中煤中。

表2 自动排料装置安装前浮沉指标统计

2.3 原煤处理量低

该跳汰机单台设计处理能力为130～180 t/h，但是在生产实践中，当处理量大于120 t/h时，指标很难保证。为了取得较好的生产指标，操作工不得不降低原煤处理量。

通过对上述情况现场观察及分析，可以确定手动排料是主要影响因素。采用手动调节排料轮转速及溢流堰高度的排料方式，床层厚度及排料速度不能随煤流的大小及煤质的变化而改变。仅凭人工经验操作，造成操作滞后，设备分选效果差，精煤损失大，产品质量不稳定，进而影响原煤处理量。

3 跳汰机自动排料装置原理、构成及安装

3.1 工作原理[1]

自动排料装置的原理是，通过位移传感器将浮漂检测的床层厚度的物理信号转换为电信号，通过电信号控制执行机构。其作用是将床层按密度分层后，准确、及时、连续地排出重产品，并保证床层及产品质量稳定，提高跳汰机的处理能力。各段轻产物经溢流排出，重产物由筛上末端排料和透筛排料两种方法排出。块煤以末端排料为主，末煤以透筛为主。自动排料控制过程见图1。

图1 自动排料控制过程示意

3.2 自动排料装置的构成及安装

跳汰机自动排料装置的构成主要有以下三部分：

(1)床层厚度测量装置[2]。由浮漂作为一次传感元件，检测床层的厚度。最常见的浮漂为横水滴形(图2所示)和八面体形(图3所示)。浮漂的密度与跳汰床层的重物料层密度相对应，浮漂随床层厚度做上下位移，由位移传感器将浮漂位移量转换为电流信号输出。测量装置对该跳汰机最薄床层一段设定为200 mm，二段设定为180 mm，三段设定为160 mm，即浮漂在距离筛板200 mm、180 mm、160 mm时，床层厚度显示为零，亦可理解为最下端至筛板的距离。

图2 水滴状浮漂示意

图3 八面体浮漂示意

(2)排料控制装置。该装置采用可调速控制器接收位移传感器输出的电流信号，通过电流信号控制排料执行机构。该控制器可以进行手动、自动转换。

(3)排料系统执行机构。该机构由电机驱动排料轮动作，即电机通过可调速控制器给定的驱动电流大小，控制驱动电机的转速，从而控制排料轮的转速，进而控制排料量。

3.3 自动排料装置的特点

3.3.1 为稳定产品质量提供保证

通过改造，床层检测的可靠性和准确性大大提高，为精确控制排料机构提供了可信数据。当出现因物料性质变化而引起床层的变化时可动态调整排料量，避免了手动排料造成的产品质量波动，从而稳定精煤灰分。

3.3.2 提高了对煤质的适应性

针对不同的入洗原料煤，通过调整配重砝码可改变浮漂的重量，使其准确反映床层的厚度变化，以适应一定范围内不同煤质的变化。

3.3.3 降低了操作人员的劳动强度

自动排料装置可使跳汰机司机根据床层分层情况和产品要求，进行简单方便的操作，减少了对探杆的依赖和人工探测次数，降低了对操作人员技能的要求。

4 自动排料装置的应用效果

自动排料装置安装应用后，生产指标明显好转。自动排料装置应用前后3个月内跳汰精煤和销售精煤的统计结果见表3。

从表3可以看出，自动排料装置安装后，精煤灰分波动明显减小，其中小于8.00%灰分和大于11.00%灰分的精煤量由2.22%和5.12%分别降低为0。另外，销售精煤合格率显著提高，合格灰分不超过9.50%的精煤占总精煤的93.65%，比安装自动排料装置前提高了52.93%，其中理想合格灰分范围(9.01%～9.50%)的精煤量占总销售精煤的90.42%，比安装自动排料装置前提高了57.70%。

表3 自动排料装置安装前后跳汰机精煤灰分统计

根据表3，绘制自动排料装置安装前后精煤灰分对比曲线，见图4。

从图4可以看出，自动排料装置安装后，跳汰精煤灰分明显集中于理想范围，取得了较好的分选效果。

自动排料装置安装使用后，对生产中的快速浮沉指标进行了统计，并与安装前的结果进行了对比，见表4。

图4 自动排料装置安装前后精煤灰分对比

表4 自动排料装置安装前后浮沉指标统计

从表4可以看出，安装自动排料装置后，跳汰机分选效果明显提高，精煤损失大幅度减小，矸石和中煤纯度显著提高。

自动排料装置安装使用后，对3个月的原煤处理量统计得出，原煤平均处理量为160 t/h，比以前的不足120 t/h明显提高，大大缩短了生产时间，生产成本明显降低，达到了优良的生产指标。

5 结 语

跳汰机自动排料装置在兴县选煤厂安装应用后，提高了原煤分选效果，减少了产品的错配率，降低了精煤损失，稳定了精煤灰分，并且提高了原煤处理量。另外，该装置安装使用后，也克服了跳汰机“认人”的缺点，并且大幅度降低了工人的劳动强度。