劉建國，劉飛
（山西西山晉興能源公司斜溝煤礦選煤廠）

　　斜溝選煤廠是一座特大型礦井型選煤廠，其設計處理能力15.0Mt/a。該廠粗粒煤泥先經旋流器組分級濃縮，然后分別采用粗煤泥離心機和篩網沉降離心機處理。自一期系統投入生產運行7a以來，先后選用的10臺美國DMI44×132型篩網沉降離心機總體運行平穩，大大減輕了濃縮機、壓濾機負擔，降低了混煤水分，在煤泥水處理系統中發揮了巨大作用，取得了較好的經濟效益，但是在使用和維護過程中，發現該型離心機部分構件的設計仍有優化空間。

　　1　設備技術參數、結構和工作原理

　　斜溝選煤廠采用的美國DMI44×132型篩網沉降離心機，設計入料上限3mm，有效回收下限0.045mm，Z大礦漿入料量225m3/h，產品外在水分不大于18％，篩網尺寸1118mm×3353mm。該設備具有運行可靠性高，濾餅水分低，排料均勻、穩定、連續的優點，為其產品均勻摻混煤創造了條件，與“弧形篩預脫水＋高頻篩”的處理方法相比，產品水分可以控制在16％以內，單臺處理量可達35t/h。

　　篩網沉降離心機的內部構造見1圖。轉鼓在入料端為圓柱形，在中間過渡段為圓錐形，在出料端篩網脫水段為圓柱形，轉鼓靠近入料端的端面上有溢流堰，調整該堰板深度即可控制料漿池的深度，靠近中間兩個溜槽為脫水產物排出口。進入沉降離心機入料室的煤泥水在轉鼓轉動產生的離心力作用下，在沉降脫水段實現初步固、液分離，固體物料下沉到底部緊貼機體內壁，被轉鼓內的螺旋轉子推送到篩網脫水段，上層澄清液體和細微顆粒通過溢流堰排出，被螺旋轉子推送到篩網脫水段的煤漿在擠壓力和離心力的共同作用下，在篩網脫水段進行二次脫水后被螺旋轉子推送到卸料端，被卸料刮刀刮出成為濾餅產品，Z后篩網脫水段濾液和溢流堰流出的離心液匯集到一起排出。

　　2　使用效果
　　使用過程中，多次對DMI-44×132型篩網沉降離心機進行檢查，發現其具有以下特點：
　　（1）產品外在水分低。該型沉降離心機產品水分在14％～16.5％之間波動，入料中被脫水回收的煤泥超過60％。隨著入料中小于0.045mm粒級的增加，固體回收率也隨之增加，該指標的高低僅是一個使用效果的參考值。脫水率達到98.6％，即脫水產品中混雜的水量占入料水量的1.4％時，脫水效果明顯優于高頻篩。

　　（2）能有效回收大于0.045mm粒度級煤泥。在該型離心機脫水產品中，0.075～0.045mm粒度級為主導粒級，在產品中約占1/3，小于0.2mm粒級占50％以上，對細顆粒回收效果較好（見表1），進入下一段濃縮作業的固體量減少，大大減輕了濃縮和壓濾系統的負擔，保證了煤泥水系統正常運轉。
　　（3）提高了煤泥水系統工藝調整的靈活性。生產過程中，根據不同粒度級含量的變化，需要減輕濃縮機負荷時，只需要調整濃縮旋流器入料壓力或底流口直徑，便可調整沉降離心機入料量，調整靈活方便。
　　（4）提高了產品質量穩定性。斜溝選煤廠主要產品包括氣精煤和洗混煤，混煤產品對細粒度煤泥的均質化程度要求較高，而篩網沉降離心機脫水產品水分低，產品出料連續、松散，能均勻摻入洗混煤，滿足洗混煤質量的要求，這對保證混煤質量均衡、穩定有重要作用。

　　3　存在的問題
　　（1）應力應變器（見圖1）反饋的扭矩值準確度差。應力應變器反饋的扭矩值需要定期校準，相同處理量下，扭矩值偏差Z大可達30％。如果扭矩過大時得不到準確反映，容易使安全銷折斷，影響設備正常運行，且安全銷折斷后自動開啟篩籃沖洗水功能，導致產品水分大幅波動。
　　（2）潤滑系統的熱交換器冷卻面積小，冷卻水流量表結垢嚴重。潤滑系統油泵從油箱內吸油，經過過濾器、水冷式熱交換器（圖2），然后經過流量開關分配，分別送入主軸承、副軸承和齒輪箱，Z終回流到油箱。系統采用的冷卻器型號是AB-703-B4-FP，存在冷卻面積偏小、內部蜂窩狀通道容易結垢堵塞、潤滑系統的降溫效果差導致軸承溫度偏高、冷卻水流量表結垢導致流量顯示不準確等問題。在手動控制調節離心機進料閥門的情況下，不能根據離心機運行狀況對入料進行實時控制和調節優化，在入料濃度出現大幅波動時，扭矩變化較快，極易導致安全銷扭斷，影響了設備的平穩運行。

　　（3）入料端支撐轉子的耳軸軸承潤滑標準不合理，密封圈容易失效。靠入料端的軸承和支撐轉子的耳軸之間有兩道骨架密封，其作用是將軸承的潤滑系統和轉子的入料腔隔離，4個潤滑脂注入口分別對應不同的潤滑通道，需定期分別注入足量潤滑脂，確保密封圈得到充分潤滑，同時保持軸承側的壓力高于轉子入料倉。斜溝選煤廠先后有多臺離心機出現煤泥水串入軸承潤滑系統的案例，在拆開后發現按照說明書指示潤滑脂注入量難以滿足實際需求，導致耳軸和骨架密封接觸部位出現磨損，密封圈失效后，沉降離心機入料倉內的煤泥水滲入耳軸軸承潤滑系統，Z終影響了軸承使用壽命。

　　（4）篩網沖洗水噴頭容易磨損和堵塞。離心機篩網為鋼結構筒體，上面布滿一排13個邊長為50.8mm的方孔，筒體內部粘結細長孔的碳化鎢篩瓦和陶瓷片。在工作過程中，篩網脫水段的物料承受500g的離心力，被脫除的離心液高速甩向由耐磨陶瓷保護的離心液倉體，而沒有耐磨陶瓷保護的篩網沖洗水噴管及噴頭暴露在外，容易受到離心液的沖擊而造成磨損。由于篩網沖洗水噴頭孔徑過小，在使用潔凈度較差的循環水時還容易堵塞。
　　（5）濾餅卸料沖洗噴頭容易堵塞，導致濾餅卸料刮刀使用壽命受影響。DMI篩網沉降離心機在卸料端裝有阿留馬鋁錳合金材質的濾餅卸料刮刀，設計使用壽命2500h。使用過程中發現，沉降離心機卸料端物料在刮刀四周槽體上粘連現象較明顯，使刮刀和周圍槽體粘連的物料之間產生摩擦，導致刮刀壽命不足1500h。有時粘連的物料在生產過程中堵死卸料端噴頭，造成噴頭在停機時不能正常發揮作用。

　　4　改進建議
　　（1）增設現場PLC控制柜，預留移動終端控制接口，將沉降離心機入料閥門、旁通閥門、沖泵水閥門、篩網沖洗水閥門及扭矩傳感器等接入現場控制柜，通過預留移動終端控制功能，實現遠程持續精確監控離心機運行狀態，利用智能化選煤廠移動控制終端和集中控制系統同時對離心機進行監控。
　　（2）將應力應變器更換為稱重傳感器形式，對設備工作過程中的扭矩進行準確監控。在扭矩過載情況下，自動打開旁通閥門切斷入料，從而控制設備入料量，保證設備的穩定運行。
　　（3）對潤滑系統進行改造，更換換熱能力更大的換熱器和防結垢流量計，從而降低潤滑油溫，提高流量監控準確性，保證設備正常運行。
　　（4）優化螺旋轉子推力軸承潤滑系統的密封設計，避免潤滑脂注入量掌握不當導致煤泥水進入潤滑系統。
　　（5）改造篩網沖洗水系統，延長噴頭、噴管的使用壽命，降低噴頭堵塞的故障率。
　　（6）優化卸料端卸料沖洗噴頭的位置，同時對卸料沖洗噴頭采用單獨供水，提高沖洗水壓，改善沖洗效果，以延長卸料刮刀使用壽命。

　　5　結語
　　DMI篩網沉降離心機工藝性能穩定，脫水效果好，出料均勻穩定，能滿足選煤廠工藝需求，但在扭矩傳感系統、潤滑冷卻系統、篩籃沖洗系統上仍需要進一步優化，以適應現場工況，不斷提高其在煤泥水處理系統中的使用效果。

來源：《煤炭加工與綜合利用》2018第07期