筛网沉降离心机在选煤厂的应用及改进建议

 

山西西山晋兴能源公司斜沟选煤厂是一座特大型矿井型选煤厂，其设计处理能力15.0 Mt/a。该厂粗粒煤泥先经旋流器组分级浓缩，然后分别采用粗煤泥离心机和筛网沉降离心机处理。自一期系统投入生产运行7 a以来，先后选用的10台美国DMI 44×132型筛网沉降离心机总体运行平稳，大大减轻了浓缩机、压滤机负担，降低了混煤水分，在煤泥水处理系统中发挥了巨大作用，取得了较好的经济效益，但是在使用和维护过程中，发现该型离心机部分构件的设计仍有优化空间。

01设备技术参数、结构和工作原理

斜沟选煤厂采用的美国DMI44×132型筛网沉降离心机，设计入料上限3 mm，有效回收下限0.045 mm，最大矿浆入料量225 m³/h，产品外在水分不大于18％，筛网尺寸1 118 mm×3 353 mm。该设备具有运行可靠性高，滤饼水分低，排料均匀、稳定、连续的优点，为其产品均匀掺混煤创造了条件，与“弧形筛预脱水＋高频筛”的处理方法相比，产品水分可以控制在16％以内，单台处理量可达35 t/h。

筛网沉降离心机的内部构造见1图。转鼓在入料端为圆柱形，在中间过渡段为圆锥形，在出料端筛网脱水段为圆柱形，转鼓靠近入料端的端面上有溢流堰，调整该堰板深度即可控制料浆池的深度，靠近中间两个溜槽为脱水产物排出口。进入沉降离心机入料室的煤泥水在转鼓转动产生的离心力作用下，在沉降脱水段实现初步固、液分离，固体物料下沉到底部紧贴机体内壁，被转鼓内的螺旋转子推送到筛网脱水段，上层澄清液体和细微颗粒通过溢流堰排出，被螺旋转子推送到筛网脱水段的煤浆在挤压力和离心力的共同作用下，在筛网脱水段进行二次脱水后被螺旋转子推送到卸料端，被卸料刮刀刮出成为滤饼产品，最后筛网脱水段滤液和溢流堰流出的离心液汇集到一起排出。

 

2使用效果

 使用过程中，多次对DMI-44×132型筛网沉降离心机进行检查，发现其具有以下特点：

（1）产品外在水分低。该型沉降离心机产品水分在14％～16.5％之间波动，入料中被脱水回收的煤泥超过60％。随着入料中小于0.045 mm粒级的增加，固体回收率也随之增加，该指标的高低仅是一个使用效果的参考值。脱水率达到98.6％，即脱水产品中混杂的水量占入料水量的1.4％时，脱水效果明显优于高频筛。

（2）能有效回收大于0.045 mm粒度级煤泥。在该型离心机脱水产品中，0.075～0.045 mm粒度级为主导粒级，在产品中约占1/3，小于0.2 mm粒级占50％以上，对细颗粒回收效果较好（见表1），进入下一段浓缩作业的固体量减少，大大减轻了浓缩和压滤系统的负担，保证了煤泥水系统正常运转。

（3）提高了煤泥水系统工艺调整的灵活性。生产过程中，根据不同粒度级含量的变化，需要减轻浓缩机负荷时，只需要调整浓缩旋流器入料压力或底流口直径，便可调整沉降离心机入料量，调整灵活方便。

（4）提高了产品质量稳定性。斜沟选煤厂主要产品包括气精煤和洗混煤，混煤产品对细粒度煤泥的均质化程度要求较高，而筛网沉降离心机脱水产品水分低，产品出料连续、松散，能均匀掺入洗混煤，满足洗混煤质量的要求，这对保证混煤质量均衡、稳定有重要作用。

 

3存在的问题

（1）应力应变器（见图1）反馈的扭矩值准确度差。应力应变器反馈的扭矩值需要定期校准，相同处理量下，扭矩值偏差最大可达30％。如果扭矩过大时得不到准确反映，容易使安全销折断，影响设备正常运行，且安全销折断后自动开启筛篮冲洗水功能，导致产品水分大幅波动。

（2）润滑系统的热交换器冷却面积小，冷却水流量表结垢严重。润滑系统油泵从油箱内吸油，经过过滤器、水冷式热交换器（图2），然后经过流量开关分配，分别送入主轴承、副轴承和齿轮箱，最终回流到油箱。系统采用的冷却器型号是AB-703-B4-FP，存在冷却面积偏小、内部蜂窝状通道容易结垢堵塞、润滑系统的降温效果差导致轴承温度偏高、冷却水流量表结垢导致流量显示不准确等问题。在手动控制调节离心机进料阀门的情况下，不能根据离心机运行状况对入料进行实时控制和调节优化，在入料浓度出现大幅波动时，扭矩变化较快，极易导致安全销扭断，影响了设备的平稳运行。

 

（3）入料端支撑转子的耳轴轴承润滑标准不合理，密封圈容易失效。靠入料端的轴承和支撑转子的耳轴之间有两道骨架密封，其作用是将轴承的润滑系统和转子的入料腔隔离，4个润滑脂注入口分别对应不同的润滑通道，需定期分别注入足量润滑脂，确保密封圈得到充分润滑，同时保持轴承侧的压力高于转子入料仓。斜沟选煤厂先后有多台离心机出现煤泥水串入轴承润滑系统的案例，在拆开后发现按照说明书指示润滑脂注入量难以满足实际需求，导致耳轴和骨架密封接触部位出现磨损，密封圈失效后，沉降离心机入料仓内的煤泥水渗入耳轴轴承润滑系统，最终影响了轴承使用寿命。

（4）筛网冲洗水喷头容易磨损和堵塞。离心机筛网为钢结构筒体，上面布满一排13个边长为50.8 mm的方孔，筒体内部粘结细长孔的碳化钨筛瓦和陶瓷片。在工作过程中，筛网脱水段的物料承受500 g的离心力，被脱除的离心液高速甩向由耐磨陶瓷保护的离心液仓体，而没有耐磨陶瓷保护的筛网冲洗水喷管及喷头暴露在外，容易受到离心液的冲击而造成磨损。由于筛网冲洗水喷头孔径过小，在使用洁净度较差的循环水时还容易堵塞。

（5）滤饼卸料冲洗喷头容易堵塞，导致滤饼卸料刮刀使用寿命受影响。DMI筛网沉降离心机在卸料端装有阿留马铝锰合金材质的滤饼卸料刮刀，设计使用寿命2 500 h。使用过程中发现，沉降离心机卸料端物料在刮刀四周槽体上粘连现象较明显，使刮刀和周围槽体粘连的物料之间产生摩擦，导致刮刀寿命不足1 500 h。有时粘连的物料在生产过程中堵死卸料端喷头，造成喷头在停机时不能正常发挥作用。

 

4改进建议

（1）增设现场PLC控制柜，预留移动终端控制接口，将沉降离心机入料阀门、旁通阀门、冲泵水阀门、筛网冲洗水阀门及扭矩传感器等接入现场控制柜，通过预留移动终端控制功能，实现远程持续精确监控离心机运行状态，利用智能化选煤厂移动控制终端和集中控制系统同时对离心机进行监控。

（2）将应力应变器更换为称重传感器形式，对设备工作过程中的扭矩进行准确监控。在扭矩过载情况下，自动打开旁通阀门切断入料，从而控制设备入料量，保证设备的稳定运行。

（3）对润滑系统进行改造，更换换热能力更大的换热器和防结垢流量计，从而降低润滑油温，提高流量监控准确性，保证设备正常运行。

（4）优化螺旋转子推力轴承润滑系统的密封设计，避免润滑脂注入量掌握不当导致煤泥水进入润滑系统。

（5）改造筛网冲洗水系统，延长喷头、喷管的使用寿命，降低喷头堵塞的故障率。

（6）优化卸料端卸料冲洗喷头的位置，同时对卸料冲洗喷头采用单独供水，提高冲洗水压，改善冲洗效果，以延长卸料刮刀使用寿命。

 

5结语

DMI筛网沉降离心机工艺性能稳定，脱水效果好，出料均匀稳定，能满足选煤厂工艺需求，但在扭矩传感系统、润滑冷却系统、筛篮冲洗系统上仍需要进一步优化，以适应现场工况，不断提高其在煤泥水处理系统中的使用效果。