我国选煤设备的现状及发展趋势

我国选煤设备的现状及发展趋势摘要随着我国煤炭开采的机械化程度不断的提高，和煤炭资源的采掘难度加大导致了如洗原煤的不定性越来越大，随着我国矿产资源开发工艺的进一步发展，对选煤设备产品的要求也越来越高，大型化、安全可靠性、节能环保等成为产品改进方向。这也是我国选煤设备企业需要面临的一个深刻的话题。国际上发达国家选煤机械企业在充分考虑“人性化”这一点上做得十分的到位，国内企业也需要改变技术创新重点，以市场需求为重点，研发市场需要的设备。关键词：破碎机、筛分机、重介质旋流器、一．我国选煤设备的现状1.筛分机械的现状筛分是利用多孔工作面将颗粒大小不同的混合物进行分级的作业。利用筛粉可以把物料加工成成品(独立的筛分)；也可以为下道工序作准备(预备筛分)；可以为破碎作业服务(辅助筛分)；也可以脱水、脱泥、脱介。筛分机械的种类很多。在工业上，一般是根据其运动特征进行分类的。根据这种分类方法，筛分机械主要可分为以下五种：固定筛、滚轴筛、摇动筛、振动筛和圆筒筛。在选煤厂的生产系统中，很多作业需要筛分机去完成。例如：煤的准备筛分、检查筛分以及煤的脱水、脱泥、脱介质等。由于使用范围广，所以目前我国煤用筛分机的类型几乎包括了上述全部形式振动筛分机械是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级，也常用于物料的脱水、脱介及清洗物料表面的污泥。它一般安装在给料设备的下边，给料机应均匀地供料。振动筛种类繁多，一般常用的有惯性振动筛（简称振动筛）、共振筛；根据物料特性而设计的有弧形筛、弛张筛、概率筛、滚轴筛；振动筛驱动形式有振动电机、普通电机一偏心轴、普通电机一偏心块三种形式。1.1惯性振动筛惯性振动筛是借高速回转着的不平衡重产生离心力使筛箱振动，从而筛面上物料层松散使细粒级通过筛孔排出。近年来惯性振动筛由于其性能较好、结构和维护工作都较简单，故在选煤、选矿厂得到推广应用，受到各国的重视，尤其是直线振动筛发展很快。美国和日本等国一般根据质点的运动轨迹将惯性振动筛分为圆运动振动筛和直线振动筛。a圆运动振动筛圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子，其运动轨迹一般为圆形。它普遍应用于煤炭、矿山厂的预先筛分、准备筛分以及脱水作业中。由于其筛面的圆形振动轨迹，使筛面上的物料不断地翻转和松散，因而圆振动筛具有以下特点：细粒级有机会向料层下部移动，并通过筛孔排出；卡在筛孔中的物料可以跳出，防止筛孔堵塞；筛分效率较高；可以变化筛面倾角，从而改变物料沿筛面的运动速度，提高筛子的处理量；对于难筛物料可以使主轴反翻，从而使振动方向同物料运动方向相反，物料沿筛面运动速度降低（在筛面倾角与主轴转速相同的情况下），以提高筛分效率。b直线振动筛直线振动筛是靠两根带不平衡重的轴作同步异向旋转而产生振动的筛子。其筛面呈水平或倾斜安装，运动轨迹一般为直线，故称之为直线振动筛或水平振动筛。直线振动筛具有下列特点：它的动力平衡与物料在筛面上的运动情况较好；物料在筛面上的移动不是依靠筛子的倾角而是依靠激振力，故筛面一般水平安装，所以厂房高度较低；全封闭、不堵孔和坚固耐用，筛面有两层、三层和四层之分；由于筛箱运动中有较大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱泥、脱介以及物料的分级。1.2共振筛共振筛从50年代应用于煤炭和矿石中，该筛的振动系统是在接近共振区的条件下工作的，即筛子的工作频率接近其本身的自振频率。它既可用作煤和矿的预先筛分和最终筛分，也可以脱水、脱泥和脱介。共振筛因利用了共振原理，具有下列特点：在共振频率附近，使用较小的激振力来驱动较大面积的筛箱；可以节省传动系统的功率消耗，并减少轴承等机件的受力；利用了非线性振动系统，筛子的瞬时加速度大，故对分级、脱水等作业有益。但由于其在安装上要求高，技术上比较复杂，国外共振筛的发展较缓慢，如西德除部分生产厂使用外已不再推广应用了。典型共振筛有波兰ZDR型振动筛：它是波兰近十年来发展的新型共振筛，与CDR型共振筛相比，结构上变化不大，仅处理量有所提高，但其振动大，要求有高质量的橡胶弹簧元件，故仍处在试验研究阶段。该筛的型号有ZDR-1.8型和ZDR-2.2型共振筛，筛分面积为17m2和21m2。2碎机机械煤的破碎作业有两种系统：开路破碎系统和闭路破碎系统，开路破碎系统用于对破碎产物的粒度没有严格要求，或是破碎时不产生过大块的情况，闭路破碎系统又叫循环破碎系统，用于破碎产物必须严格保证小于规定尺寸，而破碎机本身又不能达到这个要求的情况。在闭路破碎系统中，破碎产物要经过筛子检查，筛上的煤块则重新返回破碎机破碎，直到通过筛孔为止。选煤厂中多采用开路破碎系统。2.1颚式破碎机颚式破碎机是以挤压方式为主，兼有弯曲、冲击和磨剥作用的破碎机械。主要有简单摆动颚式破碎机和复杂摆动颚式破碎机两种类型。颚式破碎机的优点是工作可靠，能胜任坚硬物料的破碎。其缺点是由于间断工作、自重排料，故处理能力低；破碎煤时，粉煤较齿辊式破碎机多。颚式破碎机适用于矸石含量大而硬或黄铁多的原煤的破碎。选煤厂中常用的颚式破碎机主要为中、小型。3．重介质旋流器旋流器选煤理论：煤炭颗粒这一物体处于水(悬浮液)中时,如果它的密度大于水(悬浮液)的密度就会上沉。重介质选煤就是利用阿基米德定律,即当一个物体置于液体中时受到液体对它的浮力,浮力的大小等于物体所排开液体的重量这原理而使介质中的轻重产物得以分离的。选煤过程就是将待分选的原煤置于内有一定密度悬浮液的分选设备中,低于悬浮液密度物料上浮成为轻产物,而高于悬浮液密度的物料下沉成为重产物。视悬浮液在分选设备中的运动形式(水平流动、螺旋运动),重介质分选设备分为重力分选和离心力分选(旋流器选煤)。由于分离过程是严格按被分选物料的密度进行的,所以,重介质选煤工艺的分选精度很高,可用于分选其他重力分选设备难于分选的难选煤和极难选煤。重介质旋流器按产品的外形分类，分为圆筒—圆锥形和圆筒形重介旋流器；按给料方式分类，分为有压给料和无压给料重介质旋流器；按产品数目分类，分为两产品和三产品重介质旋流器3.1圆筒圆锥形重介质旋流器普通（圆筒圆锥形）重介质旋流器的结构，与分级或浓缩用的普通水力旋流器基本相同，区别仅在于给人的介质不是水，而是与重介质相混合物的悬浮液。被选物料在重介质旋流器内，基本上还是遵循阿基米德原理，按物料密度大小分层。颗粒的粒度及形状的差异对按密度分层有影响，但并不十分明显。分层最终结果是密度小的颗粒将向旋流器轴线中心方向云聚，然后，经溢流口排走；密度大的颗粒在分选过程中将向器壁方向聚集，然后，由底流口排出。当然，因旋流器内存在着向心液流，故很有可能使一些密度虽然高，但粒度却很细的颗粒，在分选过程中波向心液流掠至中央，混迹于溢流之中。但实际上因离心力很大，除非少数粒度极细物料外，绝大部分高密度物料仍将随底流而去。所以从整个分选结果来看，粒度与形状对按密度分选的影响是很小的。工业生产中所使用的重介质旋流器，分选粘度下限一般可到0．3mm，有的甚至达到0．lmm.其结构特点为：一段旋流器采用了圆筒型，而且是双给介入口（其中一个是稳定的大流量入口，一个是调节的小流量入口）。其结构是在采用激光测速仪和告诉录像及图像分析系统对圆筒型和圆筒—圆锥型旋流器进行了旋流器内速度场和密度场的测定并利用CFD技术对重介质旋流器的流场进行数据模式的基础上确定的。研究结果表明，新结构的圆筒型旋流器内的速度场和密度场更均匀，对物料按悬浮液实际密度分选更有利，分选精度更高，产品质量控制也更容易。同时，双供介口使得其入料压力调整的更为方便，设备配套更容易。实现了悬浮液和被选物料分开给入旋流器，避免物料过粉碎现象，减少了动能损失，同时还便于设备布置。