卧式沉降离心脱水机

卧式沉降离心脱水机（精选6篇）

卧式沉降离心脱水机 第1篇

1卧式沉降过滤离心机概述

1.1工作原理。卧式沉降过滤离心机属于一种固液分离设备, 能够进行连续化的作业生产, 工作原理为物料进入到离心机转鼓内后, 在离心力的作用下, 煤浆中的固体颗粒沉降在转鼓内壁上, 而液体和少量难以沉降的微细颗粒从转鼓大端溢流口排出, 形成离心液。在此基础上, 沉淀在转鼓内壁上的固体颗粒被螺旋推送到过滤段, 过滤段设置的陶瓷筛网以及螺旋和转鼓之间的转速差促进了物料的进一步脱水, 最终实现了干物料的排出。

1.2工作性能及影响因素。就宏观层面来看, 卧式沉降过滤离心机的工作效率主要受到其离心强度、离心机的结构参数以及被分离物料的性质等因素的影响。在实际应用过程中, 应当对多因素进行合理的控制, 促进卧式沉降过滤离心机有效发挥实际应用价值, 从而切实提高浮选精煤脱水的工作质量。那么就离心强度 (即物料所受离心力与重力的比值) 来看, 离心强度与转鼓转速之间存在着密切的联系, 转鼓转速越快离心强度越高。早期离心机转鼓的速度为700-1000r/min, , 离心强度为500-700, 而随着现代科学技术的进步, 制作设备的加工精度提高以及新材料在设备中的应用, 极大的提高了离心机的离心强度。当前小型卧式沉降过滤离心机的转鼓速度可达3000r/min, 其离心强度可达到2500, 此种情况下, 明显改善了固液分离效果, 精煤水分得以有效的降低。

与此同时, 离心机的结构参数也会对卧式沉降过滤离心机的实际工作效率产生一定影响, 尤其是长径比、转速差以及筛孔尺度等, 都在一定程度上影响着浮选精煤脱水的效果。除此之外, 在物料分离过程中, 随着物料粒度小于0.045mm含量超出40%时, 产品水分和离心液浓度会随着增加, 导致固体回收率下降, 精煤脱水效果并不理想。并且随着物料粘度的加大, 卧式沉降过滤离心机的工作效率降低, 离心脱水效果较差。

也就是说, 卧式沉降过滤离心机在选煤厂浮选精煤脱水工作中可有相应的应用价值, 能够提高精煤脱水效果, 并且在相同入料性质条件下, 其产品质量与加压过滤机以及真空过滤机等相比, 其水分更低, 相对处理能力较大, 能够取得比较理想的应用效果。

2卧式沉降过滤式离心机的发展状况

就沉降离心机的总体发展情况来看, 在20世纪80年代之前, 国内选煤厂仅仅以国产WX-1型沉降离心机作为尾煤泥的脱水工具, 应用效果相对较好, 但是受到零件寿命短以及维护工作相对复杂等因素的影响, 导致其应用范围受到一定程度的限制。

沉降过滤离心机在通过技术鉴定后, 逐渐得以推广应用, 但其结构设计上存在一定不足, 导致该项设备的实际加工精度受限, 并且差速器使用时间较短, 筛网等磨损较大, 一定程度上影响了设备的实际工作效率和工作质量, 因此该项设备也未能够得到广泛的推广应用。在此种情况下, 相关技术人员不断加大力度进行研究和实践, 开发了WLG-1100×2600型离心机, 该设备促进了选煤厂生产能力的提升, 尽管其实际使用效果较好, 但受到以往WLG900机型的实际使用效果的影响, 推广应用也受到一定阻碍。

在20世纪80年代初期, 我国积极引进先进的制造技术和机械设备, 促进了我国选煤机械水平的有效提升, 卧式沉降过滤离心机在此种条件下应运而生。我国部分地区使用了卧式沉降过滤离心机来开展精煤脱水工作, 取得了比较理想的脱水效果, 有效地提高了浮选精煤脱水的工作效率。

沉降过滤式离心机在煤泥和浮选精煤脱水中有明显的优点, 但近些年始终未能得到大范围的推广和应用, 分析原因, 主要有以下几个方面:第一, 我国自行设计研究的WLG型离心机, 由于受到当时的技术水平、材料和制造工艺的限制, 使其在生产应用中出现一些问题。离心机的结构参数、零部件使用寿命、处理能力和使用中的工艺参数等方面与国外同类离心机均有一定的差距。第二, 在制造精度、加工工艺和材料等方面均达不到设计要求, 不能保证制造质量, 从而影响了离心机正常的使用和寿命。第三, 研究制造单位不能根据出现的问题和用户的要求, 不断地完善和改进产品的结构, 提高产品的质量;有的制造厂售后服务跟不上, 出了问题不能很快解决, 影响了离心机的推广使用。

3卧式沉降过滤离心机的未来发展及应用建议

在选煤厂浮选精煤脱水工作中, 为了更好的提高精煤质量, 在卧式沉降过滤离心机的实际应用过程中, 应当立足于国内外沉降过滤式离心机状况的基础上, 充分做好调查研究工作, 分析卧式沉降过滤离心机在实际浮选精煤脱水过程中的优势和不足, 明确不足的产生原因, 进而促进离心机的结构参数的优化, 促进卧式沉降过滤离心机的整体工作效率的提升。

加强离心机前期试验研究工作。在有条件的研制单位, 要应用现场煤样, 进行充分试验, 进一步优化有关的离心机结构参数。在研究确定方案的过程中, 应以设备的可靠运转为基础, 技术上的先进为前提。要加强研究、设计、制造厂和选煤厂之间的结合, 充分听取各方面的意见, 并组织专家进行论证, 以确保方案的可靠性和可行性。制造厂应提高机械加工技术水平, 确保离心机的制造精度, 保证离心机的质量可靠, 技术上应达到国际先进水平。进行工业性试验的选煤厂要对离心机的主要参数进行考核, 并对相关的工艺开展研究, 进一步降低离心液的浓度和产品水分, 并提高检修维护水平。

结束语

卧式沉降过滤离心机在浮选精煤脱水的过程中具有良好的应用价值, 能够有效地降低精煤水分、提高固体回收率, 促进选煤厂经济效益和社会效益的提升。因此相关人员应当积极加大研究力度, 积极提供现代化的高效设备, 充分做好浮选精煤脱水工作, 推进我国煤炭洗选加工行业的发展, 从而更好的满足国际及国内市场的实际需求。

参考文献

[1]刘泓, 王兆申, 张双江, 李江源.卧式沉降过滤式离心机综合评述[J].选煤技术, 2012 (3) .

[2]黄小英.螺旋式分离机在选煤厂煤泥分离中的应用研究[J].煤炭技术, 2014 (6) .

[3]杨丽, 黄猛, 朱国英, 苏怀东, 张光玉.卧式沉降离心机处理浮选精煤的优化实践[J].水力采煤与管道运输, 2015 (3) .

[4]王洋, 何丽君, 杨胜林, 刘钢枪, 朱爱敏.确定选煤厂最佳分选条件的新思路[J].煤炭工程, 2016 (3) .

卧式沉降离心脱水机 第2篇

关键词 LW21400×2000A沉降过滤式离心脱水机 浮选精煤脱水系统 工作原理 应用效果

一、概述

新疆焦煤集团艾维尔沟洗煤厂（以下简称为新焦洗煤厂）为群矿型焦煤洗煤厂，现有二套相对独立的洗煤生产系统，总设计生产能力为年人洗原煤330万t。一套为跳汰一煤泥浮选联合工艺是1988年投产，设计能力为60万t/a的矿井型练焦煤洗煤厂，洗煤方法为：50mm～Omm混合跳汰主洗一浮选联合工艺，分选出精煤、中煤、矸石三种产品。于2003年跳汰系统进行技术改造及设备更新，经过技术改造后，安装了三台QXA2200-D型精煤压滤机。2010年投产使用群矿型焦煤洗煤厂重介一煤泥浮选联合工艺，设计能力为270万吨t。，设计都采用不脱泥不分级重介质旋流器、直接浮选联合工艺，分选出精煤、中煤、矸石三种产品，入洗原煤牌号为肥煤、气煤及主焦煤。

二、原跳汰一浮选精煤脱水系统存在的问题

（l）新焦选煤厂原有的跳汰一浮选系统经过多次改造，现采用浮选机分级浮选，浮选精煤直接采用精煤压滤机脱水。精煤压滤机2003年技改时新安装的，处理能力：9.7t/h～14.7t/h，压滤机滤饼水分在27%～ 29%，脱水效果一直不是很好，导致精煤水分始终居高不下，对精煤质量有较大影响。

（2）1988年投入使用的网盘真空过滤机采用的是PG-78型网盘真空过滤机，该机设计单台处理能力是15.6t/h，滤饼水分在24%～28%，，滤饼水分偏高，滤饼脱落率低，滤液中同体含量较高，实际生产效果中滤饼水分在29%～31%。当来料粒度较细时，吸饼效果不好，只能吸起很薄的一层物料，并且物料不易脱落；此外，过滤机底流打回浮选精矿重新进行回收，效率不高，存在浮选精煤损失。

（3） GP-78型网盘过滤机和QXA2200-D型全闩动压滤机滤板磨损较快，滤布更换工作量大，成本较高，费时费力，且过滤机本身也老化严重，配件更换滞后，这些都严重影响了正常生产。

三、LW21400×2000A沉降过滤式离心脱水机

针对跳汰一浮选精煤脱水系统存在的问题，2010年投产使用群矿型焦煤洗煤厂重介一煤泥浮选联合工艺，采用了LW21400×2000A沉降过滤式离心脱水机取代了圆盘过滤机和精煤压滤机对浮选精煤进行脱水，以降低粗精煤泥及浮选精煤水分，节约电能。改造后，精煤磁尾浓缩旋流器底流和浮选精煤一起经沉降过滤离心机脱水，回收物进入精煤刮板，根据煤质情况，离心液既可直接去精煤压滤，利用精煤压滤机脱水回收后，进入精煤胶带。

1.工作原理。LW21400×2000A沉降过滤式离心脱水机（见图1）是一种连续处理物料的同液分离设备。工作时，煤浆通过入料管进入螺旋体内，再经过螺旋体的出料口分配到转鼓内；再离心力作用下，煤浆中的同体颗粒迅速沉降在转鼓内壁上，水和微细颗粒从转鼓大端溢流口排出，即为离心液；沉降在转鼓内壁上的煤颗粒由螺旋输送到过滤段，经过滤段再次脱水后由转鼓小端排料口排出，即为脱水产物。该机连续生产两种产品，即脱水产物和離心液，透过筛网的过滤液可作为循环物料重新进入离心液处理。

2.应用效果。LW21400×2000A沉降过滤式离心脱水机投入使用后，精煤水分可稳定在16%左右，比跳汰一浮选联合工艺的圆盘真空过滤机、精煤压滤机的30%左右降低了10个百分点，且产品质量稳定。同时，通过浮选精矿小筛分资料（见表1）分析可知，还可多回收浮选精矿。

因<0.043 mm占67.95%，那么，采用过滤机和压滤机脱水（回收下限0.25mm）只能回收煤泥的12.95%。考虑到圆盘真空过滤机再一个工作周期内，只有在过滤的初期滤板上积料不太多时，粒度为0.25mm～0.125mm的物料可跑出去一部分，大约为20%，但在物料越积越多的情况下，0.25mm～0.125mm的物料会被阻截再滤饼上，最终被回收。在这种情况下，采用网盘真空过滤机、精煤压滤机脱水可回收浮选精煤的12.95%+30.90%×80%=37.67%。而采用沉降过滤离心脱水机脱水（回收下限0.045mm）则可回收浮选精煤中的43.95%，可见，后者较前者可多回收浮选精煤6.28个百分点。

四、效果分析

1.提高了精煤产量。按2013人选原煤216万t，总煤泥含量为10%，浮选产率70%计算，每年可多回收精煤1.51万t。精煤价格按600元/t，中煤按30元/t计算，二者差价为570元/t，因此新焦洗煤厂重介一浮选系统年可增收1.51万t×600元/t=906万元。

2.节约了电能。新焦洗煤厂跳汰一浮选系统和重介一浮选系统脱水主要耗能设备的功率对比计算结果如下所示：

（1）按照选煤厂工作制度（300d/a、16h/d）计算，使用一台圆盘真空过滤机和三台精煤压滤机每年消耗电为（2.2kW+2.2kW+185kW+45kW+llkW+7.5kW+7.5kW+7.5kW+2.2kW+2.2kW+2.2kW+75kW+75kW+75kW+75kW+llkW）×300d/a×16h/d=281.04万kW·h

（2）使用沉降式过滤离心机每年消耗的电能为（1.1kW+30kW+200kW+15kW）×300d/h×16h/d=118.13万kW·h

（3）两者相比，后者较前者节约电能为162.91万度，电价按0.4元/度计算，每年在电能上就可节约162.91×10 000×0.40=65.16万元。

3.降低了浮选精煤水分。使用圆盘真空过滤机、精煤压滤机回收的精煤水分一般在30%左右，使用沉降过滤离心机回收的精煤水分再13%～17%，南此可见，使用沉降式过滤离心机回收浮选精煤可以较大幅度的降低浮选精煤水分，从而降低总精煤水分。若按2013年浮选精煤产量26.1万t计算，使用沉降式过滤离心机后浮选精煤平均水分降低10个百分点计算，可以直接减少运力2.61万t，从而大大降低了运输成本。

五、结束语

卧式沉降离心脱水机 第3篇

离心机主要由主电动机、副电机、动力和控制系统、差速器、转鼓及盖、螺旋输送器、润滑系统及机座等组成。

离心机的工作原理是螺旋输送器套装在转鼓内,通过两端的同心轴承安装连接,主电动机通过皮带轮带动转鼓旋转,转鼓通过空心轴与差速器的外壳相连接,差速器的动力输出轴带动螺旋输送器与转鼓作同向转动,但形成一定的转速差[1]。差转速与转鼓转速所产生的负转差率,有利于沉渣的输送,且可降低减速器的功率。污泥物料通过螺旋中间进料管送到离心机的转鼓内,随转鼓高速旋转。密度大的固相颗粒在高速旋转形成的离心力的作用下甩到转鼓壁上,水分也会同时被甩出,从而实现泥渣与液体分离。由于螺旋叶片与转鼓的相对运动,泥渣会被螺旋叶片推进送到转鼓的小径端,经出渣口排出。在转鼓的大端盖上开设有若干的溢流孔,以排出甩出分离后的液体。通过调节转速、转鼓与螺旋推进器的差速、进料速度及调整调节阀,可以改变分离出沉渣的出料量和干湿度[2]。

1 离心机勘验检查情况

设备的转鼓和皮带轮处均有防护罩盖。但进料口处的轴承座轴颈部位防护不全,底部均有4个没有安装螺栓的支撑胶脚垫,设备通过支撑胶脚垫安置在机架的工字钢钢梁上,离心机的电气控制柜安装在距离设备约600 mm处的位置。离心机外观如图1所示。

2 离心机转鼓勘验

2.1 离心机转鼓的勘验情况

鼓体表面有不同程度但较为严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷,从表面可发现一段长度大于90 mm的铸造缺陷,以及一些裂纹。锯开转鼓体的法兰凸缘,发现其内部也有很严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷。转鼓的中间连接螺栓均有锈蚀现象,部分已折断缺失。离心机砂孔及铸造缺陷状况如图2所示。

2.2 离心机转鼓的径向跳动和端面跳动状况

对设备的转鼓进行径向跳动和端面跳动检查。离心机的转鼓经机加工后通过螺栓联接装配而成,在转鼓上取多个检测点进行测量。其结果如表1。

3 离心机运行试验[2]

3.1 离心机空载运行试验

对离心机进行空载运行,先启动主电机,运行2 min再启动副电机,在主电机转速提升过程中当转速达到400 r/min时,整个安装平台开始有震感产生。调节主电机变频器,通过控制柜面板显示读数,使转鼓转速保持在610 r/min,变频器显示16.25 Hz,此时运行未见异常情况。

运行20 min后,将主电机频率调高,通过控制柜面板显示读数,使转鼓转速保持在1 128 r/min,主电机变频器显示29.85 Hz,差速显示9.2 r/min,副电机频率为12.00 Hz。

当设备运行了25 min后,在提升主电机变频器频率过程中,听到有转鼓连接螺丝断掉飞出的撞击声音,当时转鼓转速为1 280 r/min。为安全起见,将转鼓转速调回1 128 r/min继续运行。

经过2 h运行后停机,打开转鼓防护罩,检查转鼓法兰连接螺栓情况,发现自编号为17#位置的螺栓头已断掉,只有半截螺丝杆留在螺孔内。

空运行期间,使转鼓在1 128 r/min状态下运行,记录此过程中的离心机4点位置的噪声值,分别为96.3 d B(A),92.9 d B(A),95.9 d B(A),106.7 d B(A),其噪声值均超过90d B(A)。

在最高转速1 882 r/min的条件下运行1小时,测得轴承1最高温度为134.8℃,轴承2最高温度为57.4℃。

3.2 离心机负载生产试验

启动离心机,控制柜面板显示转鼓转速为1 128 r/min,差速为9.1 r/min,从进料口注入清水,经过10 min运行后,打开设备进料阀门,启动送料设备,使送料量保持在30%左右,排渣口有污泥排出。持续10 min送料后,副电机出现过载报警,差速显示为5.7 r/min,停机重启,经多次调节,把送料量控制为15%左右,运转情况回复正常。

使转鼓在1128 r/min状态下运行,记录此过程中的离心机4点位置的噪声值,分别为91.6 d B(A),93.3 d B(A),91.2 d B(A),107.1 d B(A),其噪声值均超过90 d B(A)。

测得差速器最高温度60℃,测得皮带及带轮的温度达到99.2℃。运行过程中主电机和副电机皮带轮的温度还在不断上升,最高温度达到125.8℃。

4 主要零部件的材质检验情况

4.1 离心机转鼓的材质检验

对离心机转鼓法兰进行取样,带回实验室进行材质分析,得到样品中各元素含量的检验结果如表2[3]。

4.2 转鼓联接螺栓的材质检验及金相检验

把离心机已断裂的转鼓联接螺栓头带回实验室进行进一步的检验,经检查,发现这些样品均已严重锈蚀。

4.2.1 螺栓的材质检验

对断裂的螺栓头抽样后进行材质分析,结果如表3[4]。

4.2.2 螺栓的断口扫描分析

2号样品的断口比较平整,表面锈蚀严重。

将2号样品的断口表面清洗干净,在扫描电镜1000倍下观察,可见为沿晶的脆性断裂,还可见局部的晶间裂纹。

4.2.3 螺栓的金相检验

将1号和2号样品沿螺栓的轴向剖开,取样进行金相检验,发现其断口和其他位置上有许多垂直于螺栓轴向、沿表面(腐蚀坑)向内部扩展的裂纹,其显微组织为奥氏体,裂纹沿着奥氏体晶界扩展。

5 分析说明

(1)离心机转鼓径向跳动和端面跳动检查结果表明,转鼓的机加工精度基本合乎要求。

(2)离心机运行过程振动噪声过大,最高值达到107.1 d B(A),远远超过国家机械行业标准JB/T502-2004《螺旋卸料沉降离心机》中“离心机运转时噪声应不大于90 d B(A)”的规定[5],存在伤害人员听觉器官的危险危害。

(3)空运行和负载试验中,轴承温度(轴承座外表最高温度)达到134.8℃和125.8℃,远远超过一般设备正常安全使用的温度(一般不大于65℃),不符合国家机械行业标准JB/T502-2004《螺旋卸料沉降离心机》中“主轴承温度应不大于70℃,温升不大于35℃”的规定[5],存在烫伤人员的危险,长时间的高温也会烧干润滑脂,烧毁轴承,损坏设备。

(4)离心机鼓体表面都有不同程度但较为严重的砂孔、缩孔等铸造缺陷。由于存在这些制造缺陷,使转鼓质量分布不均匀,设备高速运转时,会影响转鼓的动平衡质量,造成设备振动过大,并使轴承磨损而发热[6];另一方面,在高速运转情况下,这些制造缺陷还容易造成转鼓体开裂甚至解体飞出,造成危险,引发生产安全事故。

(5)离心机转鼓的中间连接螺栓均有锈蚀现象,部分已折断缺失,甚至在现场鉴定开机过程中也有断联接螺栓的现象。表明设备存在缺陷,已不能正常使用,设备的安全性能已无法保障。

(6)对取样带回的转鼓样件的元素成分分析结果表明(见表2),样品中的各元素均符合304不锈钢(1Cr17Ni7)标准的要求[1]。

(7)对断裂的螺栓头抽样后进行材质分析的检验结果表明(见表3),3个样品的Mn含量很高,而Cr含量均在10﹪以下,Cr元素的含量偏低,不符合不锈钢的要求,不属于不锈钢[2]。螺栓存在质量缺陷降低了螺栓的机械性能,即降低了螺栓的承载能力,容易引发设备事故。

(8)螺栓断裂原因分析:由于离心机露天放置时间较长,且离心机上螺栓材质未达到不锈钢的要求,在空气、雨水的作用下表面首先发生化学腐蚀,由于螺栓的组织结构为奥氏体,而奥氏体具有晶间腐蚀的敏感性,腐蚀裂纹沿晶界扩展,上紧的螺栓有一定的轴向拉力,在这样的条件下,螺栓发生了应力腐蚀,加快了螺栓的腐蚀速度,使螺栓上有大量垂直于轴向的,由表面向里面扩展的裂纹,这些沿晶裂纹严重破坏了螺栓的机械性能,降低了螺栓的承载能力。而当设备运行时会产生较大的振动和离心力,使已经脆弱的螺栓过载,螺栓顺着应力腐蚀的裂纹发生了脆性断裂。

6 结束语

本文主要对卧式螺旋卸料沉降离心机进行质量分析,确定了离心机转鼓内有严重的沙孔、缩孔等铸造缺陷,转鼓法兰连接螺栓存在缺陷,锈蚀较为严重,部分已折断缺失,存在严重的质量问题。在高速运转情况下,这些制造缺陷还容易造成转鼓体开裂甚至解体飞出,造成危险,引发生产安全事故。

参考文献

[1]姚海云.离心机分离效果的影响因素[J].中国机械,2014(4):250-251.

[2]GB/T 10901-2005.离心机性能测试方法[S].

[3]GB/T 20878-2007.不锈钢和耐热钢牌号及化学成分[S].

[4]汤慧华.螺旋卸料过滤离心机的理论研究[J].过滤与分离,2004,14(4):12-14

[5]JB/T 502-2004.螺旋卸料沉降离心机[S].

卧式沉降离心脱水机 第4篇

在20世纪中后期,我国绝大多数选煤厂采用跳汰选煤工艺。选后精煤及其携带的煤泥水一般采用斗子捞坑进行水力分级,如果捞坑有足够的沉淀面积,合理的入料及溢流方式,可以有效地将溢流粒度控制在0.5 mm以下,所以通常采用单段浓缩、单段回收的煤泥水流程(见图1)。

因为压滤机固液分离彻底,常将其作为浓缩底流脱水回收的把关设备。生产实践表明,该流程有其不足之处,主要表现如下:

(1)滤饼水分高且粘结成团,若将其掺入中煤(或混煤)作为动力煤供电厂燃用,在磨制煤粉时,常粘结磨机,严重影响发电生产。若单独落地销售,对于交通不便的选煤厂,滤饼长期积压堆积,造成资源浪费。

(2)压滤机单台处理量小,常因煤泥无法及时回收,造成细泥在循环水中积聚,致使连锁反应、恶性循环,严重影响主选设备的分选效率。严重时不得不外排煤泥水,污染环境。

(3)一些选煤厂由于煤泥中粗颗粒分级控制不好,大量大于0.5 mm的颗粒进入压滤机,影响其正常生产。

(4)由于压滤机处理能力低,大型选煤厂需要的台数多,增加了基建和生产费用。

21世纪以来,我国推广使用重介质旋流器选煤工艺,分选出的中煤、矸石磁选机尾矿亦进入煤泥水系统,尾矿中含有一定数量的大于0.5 mm粒级颗粒,所以单段浓缩、单段回收煤泥水处理流程的弊端显得更为突出。

为解决这些问题,早在上世纪80年代,业内人士就提出了煤泥水二段浓缩二段回收的流程(见图2)。煤泥水首先进入一段浓缩机进行水力分级,细泥随溢流进入二段浓缩机,一段浓缩机的底流用沉降过滤式离心脱水机回收,其滤液及离心液亦进入二段浓缩机。二段浓缩机的溢流作为循环水,底流用压滤机回收。

沉降过滤式离心脱水机的优点是设备占用空间少,便于布置,单机处理量大,脱水产物水分低。但国内外制造厂商均提出了该机使用的前提条件是入料中小于0.045 mm粒级含量不得超过40%,否则脱水产物会成为粘糊状,严重影响脱水效果。因此,一段浓缩机的实质是进行水力分级,脱除大部分细泥,以确保底流的粒度组成,为离心机脱水创造必要的工艺条件。

由于从国外进口的沉降过滤式离心机价格过于昂贵,而从美国引进技术、国内制造的TCL1418型离心机以及我国自行开发的同类设备,受到当时技术条件的制约,在设备可靠性,使用寿命上尚有较大差距,所以上世纪沉降过滤式离心机在我国并没有大面积使用。

2 重要参数

2.1 转鼓转速

转鼓转速是沉降过滤式离心机的重要工作参数,它决定了离心强度的大小。离心强度F的计算式如下:

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式中:r转鼓半径,m;

n转鼓转速,r/min。

(1)式表明,转鼓转速越高,物料所受到的离心强度越大,离心沉降的颗粒度更细。所以在沉降过滤式离心脱水机的研发中有一种趋势,将转速提高到900 r/min,甚至更高,离心强度超过500。

沉降过滤式离心机的结构和工作原理与实验室用于煤粉浮沉试验的离心机根本不同,前者为动态离心沉降,连续给料、排料,而后者为静态离心沉降,即事前加料,事后出料。具体的讲,沉降过滤式离心脱水机在转鼓内进行的是离心干扰沉降:① 大量离心液从转鼓大端的溢流口排出,其平均流速约0.3 m/s,煤泥水在设备中的离心沉降时间仅短短几秒钟;② 转鼓与螺旋体的差速运动,造成螺旋叶片具有1 m/s左右的相对线速度。它对环状沉降区(见图3)产生了强烈的搅拌作用;③ 在离心力作用下,煤浆通过螺旋体出口被甩到转鼓内的环状沉降区,该沉降区的高度仅几十毫米。设备转速越快,煤浆的冲击力就越大。

由此可以看出,高转速使得颗粒在离心力场中干扰沉降的程度变得更为严重,细颗粒不可能完全沉降下来。所以脱水产物固体回收率的提高不明显,甚至适得其反。

转速高还使电力消耗、设备磨损增加。为保证动平衡和轴承润滑,要求更为严格的机器制造精度和维护保养水平,设备的价格和运行成本自然要提高。

为了使沉降过滤式离心脱水机在我国选煤领域能普遍推广,在煤泥水二段浓缩二段回收的流程中,该设备定位于回收以大于0.045 mm粒级为主的物料。这样就可采用较低转速的工作参数。如转鼓直径为1 400 mm的离心机,当推荐转速为500 r/min时,离心强度为195.5。

2.2 转鼓长度

转鼓长度是离心机的一项重要结构参数。转筒的长度与其直径之比不小于2时,称为长筒体;小于2时则为短筒体。由于工艺上确定回收以大于0.045 mm粒级为主的物料,所以采用了短筒体的结构,其长度与直径的比值在1.5左右。

众所周知,旋转体的轴向长度越大,动平衡就越难实现,即使制造装配精度达到要求,但在生产过程中的磨损是不均匀的,仍然会产生振动,给维护保养带来难度。

总之,由于沉降过滤式离心脱水机采用了低转速和短筒体,减小了电力消耗和设备体积,延长了部件的使用寿命,增加了设备的可靠性,降低了设备价格。

制造单位还在行星齿轮差速器、润滑油防渗漏、机器减振和隔振、电气控制和报警、易磨损部位防护等方面作了实质性改进,使性价比上升到一个新台阶。

鉴于螺旋外径与转鼓内壁的间隙只有2～3 mm。而尾煤泥中粗颗粒的硬度大,为防止挤卡现象,在工艺流程中对其入料增设了截粗、除杂作业。

3 工艺指标

将6座选煤厂的煤泥水二段浓缩二段回收流程中沉降过滤式离心机的工艺指标及其平均值列于表1。从表中可以看出:

(1)脱水产物平均外在水分为16.11%是比较低的。这些选煤厂离心机的脱水率都比较高,平均为95.48%,即入料中携带的水量有95.48%从离心液(含滤液)中排除。脱水产物所含的水量只占入料水量的4.52%。

(2)脱水产物固体回收率(即产率)平均为76.94%,也就是说入料中固体有3/4以上被回收,其中大于0.045 mm粒级回收率(即正配率)平均为87.21%,达到了煤泥水流程的工艺要求。

脱水产物中小于0.045 mm粒级细泥的混杂率(即错配率)平均为40.82%。这是由于在离心机过滤段将沉降的颗粒形成了滤层,阻挡了一些细泥的渗透。这种“混杂”对工艺是有利的,减少了尾煤压滤机的负荷。但从6座选煤厂的生产数据来看,其波动范围比较大。

(3)脱水效率平均为72.42%,反映了该设备脱水回收以大于0.045 mm粒级为主煤泥的实际情况。

(4)由于离心液(含滤液)含有大量高灰分小于0.045 mm粒级的细泥,所以脱水产物的灰分普遍低于入料灰分。平均降灰率为5.15%。这对于将脱水产物掺入中煤(或混煤)作为动力煤是有利的。

这里还要指出两点:

(1)土城矿选煤厂离心机入料浓度仅为12.76%,远小于20%～40%的要求范围,并且小于0.045 mm细泥含量较多,达35.20%,所以脱水产物水分较高,为19.00%,而固体回收率较低,为57.70%。与其他选煤厂相对比,该厂脱水产物中大于0.045 mm粒级回收率也比较低。这可能是转鼓过滤段筛条磨损的缘故。

(2)新亚选煤厂的脱水产物中小于0.045 mm细泥混杂率竟达70.88%,这只是“表面”现象。其入料中细泥产率很少,仅有8.14%,而脱水产物中混杂细泥是必然的。虽然绝对值不大,只有6.50%,但所计算的相对值就很大了。

注:降灰率undefined。

4 结 语

沉降过滤式离心脱水机采用了短转鼓型结构参数和较低转速的工作参数,使得设备性价比得到提高。脱水产物外在水分低,松散性好,可以方便地掺入中煤(或混煤),满足了燃煤用户的需要,使得煤炭资源得到合理利用。

该设备将选煤厂2/3以上的煤泥转化为动力煤销售,优化了企业的产品结构,大大增加了销售收入。在煤泥水二段浓缩、二段回收的流程中,尾煤压滤机只需要处理选煤厂1/3左右的煤泥,可显著节省基建投资和运行费用。

近10 a来,煤泥水二段浓缩、二段回收流程不但在新设计的选煤厂使用,而且在老厂技改工程中也是首选内容之一。目前,至少有这种结构参数和工作参数的离心机400余台在选煤厂应用。设计人员应该不断总结经验,在现有的基础上加以完善。

摘要：介绍了常用的煤泥水单段浓缩单段回收流程及存在的问题,分析了煤泥水二段浓缩二段回收流程中所用沉降过滤式离心脱水机的2个重要参数,即转鼓转速和长度对脱水效果的影响,6座选煤厂的煤泥水处理实践表明,煤泥水二段浓缩二段回收工艺可有效降低煤泥水分,提高选煤厂经济效益。

卧式沉降离心脱水机 第5篇

1 设备系统

龙湖选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂,年处理原煤能力120万t,煤种为焦煤,选煤方法采用目前国内较为先进的全重介质选煤工艺。由于该矿原煤煤质比较松软,末煤含量大,-0.5mm级原生煤泥和次生煤泥量约占入选原煤的45%,这给煤泥水系统及产品的脱水回收作业造成较大困难。为保证最终精煤产品水分小于12%,降低细粒精煤的水分尤为必要。为此,该厂选用了WLG9001800A型沉降过滤式离心机进行细粒精煤的脱水,该机的主要技术特征见表1。

为使沉降过滤式离心机可靠运转,达到所要求的脱水工艺指标,该设备在设计上作了进一步改进:①重新设计了行星齿轮差速器,润滑方式由原来的油池润滑改为循环油强制润滑;②调整了推料螺旋导程和推料螺旋与转鼓之间的转差率;③筛网、推料螺旋外缘和排料口等易磨损部位选用新型氧化铝陶瓷耐磨材料制造或防护;④完善了电气控制系统,入料量可按照推料扭矩表检测的数值调节。

2 生产应用

为获得离心机脱水及细粒精煤按0.075mm分级的最佳工艺效果,在改变离心机机械参数和工艺条件的情况下,进行了多次试验,离心机工艺效果见表2,煤样小筛分结果见表3。

由测试结果可知,离心机入料浓度大,粒度偏粗,细粒级(-0.075mm)含量少,易于脱水。当离心机转速降至630r/min时,产品水分可降到14.65%,这是因为虽然降低了离心机转速,但是脱水时间相对延长了,能保证有足够的脱水时间。离心机转速的降低使推料力矩减小,降低了减速器的负荷,节省了动力消耗,减轻了设备的磨擦、磨损程度,延长了易损件的使用寿命,给设备运转带来一系列好处。因此,最终确定该设备的生产转速为630r/min。根据测试结果,当入料浓度为467g/L时,离心机处理量Q=10.25t/h,此时主电机功率N=52.70kW,大大低于额定功率,表明该机处理能力有较大富余,可以达到设备额定处理能力的上限值20t/h。从煤样小筛分结果还可以看出,该机按0.075mm细粒级分级的效果不明显,离心液中全部是-0.045 mm级细泥。

3 使用效果

(1)离心机对精煤泥脱水效果较好。与其他煤泥回收设备相比,WLG9001800A型离心机具有体积小,产品水分低(可以降到14%～16%),单机处理量大的特点,保证了工艺系统对产品水分指标的要求。

(2)离心机兼作细粒(-0.075mm)分级设备时,分级效果不明显。从煤样小筛分结果可以看出,-0.075mm级高灰细泥含量是影响精煤泥灰分指标的主要因素,若能使这些高灰细泥从离心液中排出,无疑将进一步降低精煤泥产品的灰分。在入料精煤泥中,-0.075mm粒级含量约为20%,根据测试排出的离心液中全是-0.045mm级细泥的情况,没达到按0.075mm分级的目的。尽管如此,产品灰分也由入料的19.14%降至13.99%。若能把产品中-0.075mm级高灰细泥从离心液中分离出去,精煤泥产品灰分可降至8.96%。想要达到这一目的,需要进一步降低设备的离心强度或缩短转鼓长径比。

(3)设备运转可靠性较高。由于该机在易损件材料与结构设计上进行了改进,极大地提高了设备运转的可靠程度。运转2a多来,各部件无一损坏,一直困扰该类设备的螺旋和筛网磨损以及差速器损坏等问题得到了有效解决,说明改进设计是成功的,在设备的可靠性方面有了新突破。

4 结语

卧式沉降离心脱水机 第6篇

针对浮选精煤因小于0. 045 mm粒级细泥污染, 质量受到影响以及水分较高的现状, 我国近年推广采用了重介质选煤厂煤泥二次浮选、精煤泥两段脱水的工艺流程 ( 见图1) 。

精煤磁选机尾矿先由精煤泥弧形筛进行分级, 控制浮选入料上限, 其筛下水进入一次浮选作业, 分选出精煤和尾煤, 浮选精煤和弧形筛筛上物掺粗混合后, 再由除杂弧形筛去除大颗粒物料, 以保护沉降过滤式离心机的螺旋和筛篦, 然后进入该设备处理。脱水产物 ( 即粗精煤泥) 掺入全厂最终精煤中, 离心机的离心液 ( 含滤液) 进入二次浮选作业, 分选出精煤和尾煤, 其精煤由快开式压滤机脱水回收, 滤饼 ( 即细精煤泥) 也掺入最终精煤, 滤液返回循环水。

沉降过滤式离心机在该工艺系统中的功用是将其入料中灰分较高的小于0. 045 mm粒级细煤泥脱除, 由二次浮选再进行分选降灰, 并尽可能降低脱水产物水分, 使其呈松散状掺入最终精煤。该类离心机在5 座选煤厂进行工业性试验的工艺指标列于表1。

本文就此简要分析入料性质的影响及离心机脱泥、降灰、脱水各项指标。这5 座选煤厂的离心机实际处理量都在设计范围之内, 有的还超过设计能力, 所有数据都具有说服力。

2 离心机入料粒度组成

5 座选煤厂的沉降过滤式离心机入料的粒度组成及其平均值见表2。

从表2 可看出以下几点:

( 1) 随粒径变小, 灰分增高的规律明显, 其中大于0. 045 mm各粒级之间灰分增幅较小, 而小于0. 045 mm粒级与0. 075 ~ 0. 045 mm粒级之间的灰分增幅很大。

( 2) 大于0. 045 mm各粒级的加权平均灰分已达到或基本达到精煤产品的质量要求, 其平均值为8. 94% , 而小于0. 045 mm粒级的灰分在15. 44% ~ 27. 25% 之间波动, 灰分平均值为20. 14% 。

( 3) 除友谊选煤厂以外, 其余4 座选煤厂的小于0. 045 mm细煤泥产率在44. 49% ~ 24. 96% , 皆为离心机入料中的主导粒级, 在这5 座选煤厂的入料中该粒级的平均产率为28. 96% 。

通过以上三点简单分析可得到结论: 大于0. 045 mm粒级质量上大致已为合格, 而小于0. 045 mm粒级产率大, 灰分高。从工艺上可以将0. 045 mm作为分界线, 大于该粒径者视为粗粒, 反之视为细煤泥。沉降过滤式离心机的任务是将低灰粗粒尽可能脱水回收, 将灰分较高的细煤泥尽可能脱除。

注: 粗细粒级灰分差为: 大于0. 045 mm粒级灰分A1与小于0. 045 mm粒级灰分A2的差值。

3 离心机的分级工艺效果

现以梗阳选煤厂的沉降过滤式离心机工业性试验数据为案例, 来计算分级的各项工艺指标, 其步骤如下:

3. 1计算脱水产物和离心液 ( 含滤液) 的固体产率

脱水产物固、液产率 γ's1系指脱水产物连水带煤的质量占入料的固液总质量的百分比, 计算式为:

式中: a入料百分浓度, % ; 实测a =30. 73% ;

b脱水产物百分浓度, % ; 实测水分为12.39%, 换算为b=87.61%;

c离心液百分浓度, %;实测c=12.72%。

脱水产物产率 γs1, 即固体回收率计算式为:

离心液 ( 含滤液) 产率 γs2= 100 - γs1= 100 -69. 22 = 30. 78% 。

3. 2 计算各粒级在脱水产物中的分配率

根据脱水产物和离心液 ( 含滤液) 的产率和粒度组成, 计算出各粒级的分配率, 见表3。

3. 3 计算分级工艺指标

根据已计算出的各粒级分配率, 求得工艺指标: 一是灰分较高的细煤泥在脱水产物中排除得越多越好的脱泥率; 二是粗粒在脱水产物中回收得越多越好的低灰粗粒回收率; 三是以上二者的综合指标脱泥效率。

从表3 已计算出细煤泥在脱水产物中的分配率为24. 81% , 则脱泥率 ( 即离心液和滤液中细煤泥的分配率) Ef= 100 - 24. 81 = 75. 19% , 这表征离心机能脱除75% 的细泥。

低灰粗粒在脱水产物中的回收率Ec, 即是脱水产物中大于0. 045 mm的诸粒级产率 ( 占入料) 之和与计算入料中大于0. 045 mm的诸粒级产率之和的百分比。

从该厂离心机的离心液 ( 含滤液) 粒度组成上看 ( 见表3) , 大于0. 25 mm粒级甚少, 说明离心机过滤段的筛篦没有意外破损, 属正常状态。这表征离心机能回收80% 以上的粗粒。

从粒群分级的角度来讲, 粗粒的正配率就是低灰粗粒的回收率Ec, 细泥的正配率就是脱泥率Ef, 则离心机的分级效率: η = Ec+ Ef- 100 =81. 03 + 75. 19 - 100 = 56. 22% 。

众所周知, 无论什么类型的分级设备, 粒度越细, 分级就越困难, 对于0. 045 mm ( 325 网目) 的颗粒, 能达到这样的指标已经很好。

其他4 厂的分级工艺指标已列于表1, 其平均值如下: 脱泥率Ef= 75. 78% ; 低灰粗粒回收率Ec= 86. 02% ; 分级效率 η = 61. 80% 。

3. 4 分配粒度

根据表3 的数据, 绘制了梗阳选煤厂离心机的分配曲线 ( 见图2 ) , 从而求得分配粒度为0. 061 mm, 这表示该粒径的颗粒到脱水产物或到离心液 ( 含滤液) 中的概率皆为50% 。

各选煤厂的分配粒度皆列于表1 之中, 此值大小不一, 其平均值为0. 050 mm, 从0. 045 mm这个粗、细颗粒的分界线来看, 两者还是比较接近的。

3. 5 脱水产物相对降灰率

沉降过滤式离心机之所以将脱泥率列为它的工艺指标, 其用意是判定脱水产物的降灰情况, 从表1 可看出, 这5 座选煤厂的脱水产物相对降灰率差异还是很大的。

因为离心机入料灰分高低不一, 所以用相对降灰率E来表示, 其计算式如下:

式中: Aa入料灰分, % ;

Ab脱水产物灰分, % 。

土城选煤厂的入料灰分为16. 69% , 其中小于0. 045 mm细泥产率高达44. 48% , 脱水产物灰分为10. 20% , 相对降灰率为38. 85% 。这是相当满意的结果, 充分显示出煤泥二次浮选、精煤泥两段脱水工艺的优越性。

也有选煤厂的相对降灰率不超过10% , 这有两种情况: 一是如梗阳选煤厂, 离心机入料灰分仅是9. 75% , 脱水产物灰分为8. 98% , 降灰幅度为0. 77 个百分点, 相对降灰率为7. 89% , 像这类在原有灰分较低的情况下, 进一步降灰也是很有意义的。另一种如新亚选煤厂相对降灰率仅为5. 21% , 这是由于脱泥率低, 只有60. 34% , 分配粒度偏小, 仅是0. 019 mm所造成的, 可适当调整离心机转速或转鼓端面上的溢流口位置来改变。

4 离心机的脱水指标

脱水产物平均水分为16. 62% , 其中梗阳选煤厂水分最低为12. 39% , 新亚选煤厂最高为19. 35% 。

脱水作业的工艺指标为脱水率 γw, 其含义是脱水作业所排出的水量 ( 即离心液和滤液所携带的水量) 占入料水量的百分比, 其计算式为:

式中: γ's2离心液 ( 含滤液) 固液产率, % ;

对于梗阳选煤厂:

这也表征脱水产物的水量只占入料水量的100 - 95. 41 = 4. 59% , 脱水工艺指标是良好的。由表1 可知, 5 座选煤厂的沉降过滤式离心机的平均脱水率为95. 97% , 各厂的此项指标都较为接近。

5 结语