FBS粗煤泥分選機在石板選煤廠的應用

張新凡，趙 強，鄒 勇，向必正

(川煤華榮能源公司 石板選煤發電廠，四川 達州 635015)

1 概 述

石板選煤發電廠(簡稱“石板廠”)重介選煤生產線于2007年10月改造完成，入洗原煤能力設計為1.5 Mt/a。經過幾年擴能改造，目前處理能力已經達到1.8 Mt/a。2009年對粗煤泥分選系統進行了技術改造，用TBS粗煤泥分選機分選脫泥后的0.25～1 mm粗煤泥。選煤工藝為：原煤預先脫泥后，脫泥篩篩上大于1 mm原煤用雙供介無壓三產品重介旋流器分選，0.25～1 mm粗煤泥用TBS干擾床分選機分選，細粒煤泥采用直接浮選工藝，尾煤濃縮壓濾脫水。近年來因原煤質量的變化和TBS使用年限較長，結構老化，導致 TBS 分選機對粗煤泥的分選精度變差。盡管該廠在操作制度上，如水量、水壓、分選密度等做了大量工作，但分選效果仍然不理想，這表明 TBS 的設備性能已經不能適應目前的煤質變化，需要對設備進行調整和改造。

2 TBS分選機應用中存在的問題

2.1 原煤煤質變化

由于近年來各礦井下采煤機械化程度的提高，原煤煤質變化較大。據統計，2020年各礦原煤合計灰分較2009年高出10.9%，而且煤泥灰分也增加到14.41%，說明2020年煤質比2009年TBS投入使用時變差了很多。

2.2 TBS分選精度和效率分析

TBS入料小篩分試驗結果見表1。從表1可以看出，TBS入料中小于0.25 mm 級占比較大，灰分偏高，而大于0.25 mm級占比較小。

表1 TBS入料小篩分試驗結果

TBS溢流小篩分試驗結果見表2。從表2可以看出，TBS溢流中大于0.5 mm級產率為0，而0.25～0.5 mm級含量很低，只占5.41%。而TBS主要的分選粒度為0.25～1.5 mm，對小于0.25 mm粒級分選效果極差，因此大部分小于0.074 mm的高灰細泥隨頂水成為溢流，而大部分低灰粗顆粒損失在底流中。

表2 TBS溢流小篩分試驗結果

TBS底流小篩分試驗結果見表3。由表3可知，TBS底流中大于0.25 mm級占44.23%，底流灰分為50.28%，TBS入料灰分為42.79%，說明TBS分選精度低。

表3 TBS底流小篩分試驗結果

TBS底流大于0.25 mm級小浮沉試驗結果見表4。由表4可知，TBS底流大于0.25 mm中小于1.5 kg/L密度級精煤含量占23.33%，灰分為8.92%，說明TBS分選精度低，分選效果差，溢流和底流產品中錯配率較高，大量粗顆粒精煤損失在底流中，因此粗煤泥精煤的產率低。難以符合經濟效益最大化原則。

表4 TBS大于0.25 mm底流小浮沉試驗綜合

3 改造方案

針對目前TBS設備老化、分選效率低等問題，經過考察研究，決定采用分選精度和智能化程度更高的FBS粗煤泥分選機替換現有TBS粗煤泥分選機，以降低精煤和尾煤產品中的錯配率，從而提高精煤產率。

3.1 FBS粗煤泥分選機簡介

粗煤泥分選機是一種利用上升流在分選機內產生紊流的干涉沉降分選設備。分選機內的流態化床層為自生介質床層，它可以利用物料密度的不同來分選物料。一定壓力和流速的上升流通過流體彌散板均勻地分布到分選機底部。固體物料進入分選機后在上升流的作用下開始分層，粗顆粒高密度的物料可以透過自生流態化床層集中于分選機的底部，細顆粒和低密度物料則流向分選機槽體的上部。

隨著物料的連續給入，細而輕的物料不斷溢流至溢流槽，高密度的物料通過由PLC全自動控制的排料閥排出。密度計浸入到流態化床層中的相應高度，對分選機內的流態化床層的密度進行在線監測。當床層的密度達到或超過設定值時，執行機構開始動作，并打開底流排料閥排料，直到床層密度降低至設定值，排料閥關小或關閉。通過PLC全自動控制系統控制排料閥的開啟度，使分選機內流態化床層始終保持穩定的設定密度。

與目前所用TBS粗煤泥分選機相比，FBS粗煤泥分選機具有以下技術優勢：

(1)FBS粗煤泥分選機配套第三代電液動執行機構，具有靈敏度更高、可靠性更強、防護等級更高的優點；

(2)相對于TBS采用的三執行器—三底流閥結構，FBS進行了結構優化，獨創性地研發出了單執行機構—單底流閥結構，在保證分選精度和處理能力的前提下，徹底解決了傳統三執行器—三底流閥結構所存在的排料不同步、故障率高的缺點；

(3)FBS底流閥采用海王公司專利結構，相較于傳統底流閥而言，其優點在于可保證底流閥在閥座內做垂直直線運動，不左右晃動，底流排料穩定，不易堵塞，關閉時密封性能較好，且該專利底流閥規格可根據現場處理量、煤質要求進行調整；

(4)FBS入料井采用預沉降螺旋線進料方式，可使來料有效地分散在筒體中，有利于分選效率的提高；

(5)FBS采用德國進口的E+H高精度密度傳感器，具有安全系數高、防護等級高(IP68)、運行穩定、故障率低、床層密度檢測精確(可精確至0.001 g/cm3)等優點，可實現高精度的密度控制。

3.2 設備選型比較

主要設備選型原則：在滿足最大工藝的前提下，要最大限度降低投資，同時技術上兼顧先進性，而且要運行可靠。

表5 FBS系列設備技術參數

根據石板廠入洗原煤情況可知，入洗原煤最大處理量為420 t/h，脫泥篩下小于1 mm級煤泥量按20%計算，FBS處理量最大為84 t/h，考慮到為以后擴能改造作準備，故選用FBS3000粗煤泥分選機替換TBS分選機。

4 應用效果及經濟效益

4.1 應用效果

2020年12月實施技術改造，拆除原有的TBS粗煤泥分選機，在原TBS基礎上安裝FBS分選機。經短時間調試后投入正常運行。

FBS入料小篩分試驗結果見表6。從表6可以看出，FBS入料中0.25～0.125 mm級含量為37.2%，占比較大，而小于0.125 mm級含量較少，灰分偏高。

表6 FBS入料小篩分試驗結果

表7為改造后FBS溢流小篩分試驗結果。由表7可以看出，FBS溢流灰分為22.85%，較TBS溢流灰分低7個百分點左右，精煤中大于0.25 mm級粗顆粒含量明顯增加，占溢流的24.92%，灰分為4.29%，說明低灰粗顆粒得到了較好回收，精煤產率大幅提升。

表7 FBS溢流小篩分試驗結果

FBS底流小篩分試驗結果見表8。由表8可知，底流灰分高達63.4%，比TBS底流灰分高13.12%，各粒度級灰分分布均勻，說明FBS 分選精度高、分選效果好。

4.2 經濟效益

表9為TBS和FBS相關數據對比分析。通過表9資料分析，FBS溢流產率增加了26.79%，總精煤產率按46%計算，粗煤泥精煤占比總精煤產率按5%計算，FBS溢流精煤產率增加0.62%，按年入洗180萬t計算，每年約增加精煤量1.11萬t，精煤與中煤的差價為750元/t左右，每年可增加銷售收入約837萬元。

表8 FBS底流小篩分試驗結果

表9 TBS與FBS 產率對比分析

5 結 語

石板選煤廠通過應用FBS3000粗煤泥分選機的升級改造，優化了粗煤泥系統的分選效果，提高了粗煤泥分選機的分選精度，大幅度增加了溢流中低灰粗粒級的回收量，提高了粗煤泥精煤產率，大幅度降低了粗煤泥精煤灰分，解決了主洗精煤為高灰粗煤泥的“背灰”現象，提高了重介主洗分選密度，提高了主洗精煤產率，經濟效益明顯。