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循環流化床鍋爐影響重介選煤廠介耗的因素分析

        一、我礦業選煤廠介質損耗現狀
  在重介選煤過程中,重介懸浮液加重質(磁鐵礦粉)的損耗是避免不了的。而介質損耗一直是重介選煤廠一項重要的技術評價指標。通常分選塊煤的介耗要比分選末煤時低,用低密度懸浮液時比用高密度懸浮液時低。按選煤廠設計規范規定,噸原煤介質損耗指標是:塊煤系統為0.2~0.3kg,末煤系統為0.5~1.0k g。事實上,我礦業選煤廠極少有能達到上述指標的。目前,噸原煤介質損耗較先進的指標在1.5kg左右,一般在2~3kg,高的在5~6kg。因此,對我礦業重介選煤廠影響介質損耗因素進行系統分析十分必要。選煤廠介質損耗高時,一方面可能是因煤質變化較大而使原設計的系統不相匹配或設計存在缺陷;另一方面可能是生產管理問題,這就需要在生產中進行有效管理,減少管理損失,控制技術損失。
  二、影響介質損耗的因素分析
  選煤廠介質損耗(簡稱:介耗)常規分為管理損失和技術損失兩方面。管理損失一般較直觀,主要表現在跑、冒、滴、漏、事故放料、儲運等流失的介質;而技術損失影響因素比較復雜,各廠因工藝不同而有所不同。技術損失主要表現在最終產品帶介和磁選尾礦流失兩方面。要減少實際介耗的損失量,必須對影響介耗的因素進行分析、排查并進行治理。
  1、磁鐵礦粉質量
  有的選煤廠存在介質技術損失并不大、但介耗卻很高的情況,原因可能是由于磁鐵礦粉質量沒有達到要求。因為加重質粒度越細,重
  懸浮液密度也越穩定,在重懸浮液中為起穩定作用而摻入的煤泥量也相應減少;加重質粒度變粗后,重懸浮液穩定性變差,為了滿足穩定性的要求勢必要加大泥質物含量,從而導致脫介篩和分選機效率下降,加重質損失明顯增大。故我國設計規范規定,用磁鐵礦粉作加重質時,密度須在4.5g/cm 3左右。對加重質磁性物含量的要求是:磁鐵礦粉磁性物含量需達到95%以上。對加重質粒度含量要求是分選塊煤時,-0.074mm粒度含量必須達到規定的80%以上;分選末煤時,-0.044mm粒度含量必須達到90%以上。現場實踐表明,分選混煤時,-0.044mm粒度含量必須達到80%以上,才能有效保證懸浮液穩定。另外,磁鐵礦粉水分對介耗影響也不容忽視。如水分高,會使介質結團成塊,不僅造成加介困難,而且介質進入料桶后難于分散,造成懸浮液不穩定。
  因此,選煤廠應加強化驗管理,根據分選工藝及分選設備的要求制備加重質,如粒度達不到要求,應增加磨礦環節。磁鐵礦粉的磁性物含量越高,加重質回收再利用的數量也越大,介質消耗量越小,生產費用可大大降低。
  2、重介懸浮液的粘度和固相體積濃度
  影響弧形篩和脫介篩脫介效果的主要因素是原煤中的煤泥含量、噴淋水的方式和壓力、合格介質懸浮液的流動性(固相體積濃度和粘度)。煤泥含量是客觀存在的,噴淋水的方式和壓力受到人們的普遍重視。然而,重懸浮液的體積濃度過高也會造成嚴重的“篩上跑介”卻未引起人們的足夠注意。重介懸浮液的粘度隨固相體積濃度增大而增大。當固相體積濃度達到35%時,粘度急速上升,當達到50%后,粘度接近最高值,重懸浮液表現為幾乎沒有流動性,成漿流狀態,懸浮液透篩就會很困難,脫介效果很差。
  見下表比較:
重介旋流器選煤廠 原煤煤泥含量% 精煤 重懸浮液 磁鐵礦粉損耗量/kg-1 (原煤)
  產率/% 灰分/% 密度/g.L-1 固相體積濃度/% 煤泥含量/% 磁性物含量/g.L-1 分流量/% 產品帶介 磁選尾礦 合計
汾礦A廠 40 70 10.5 1.32 20 32 367 56 0.9 2.6 3.5
汾礦B廠 20 30 10 1.36 28 34 389 44 1.0 2.6 3.6
汾礦C廠 25 35 11 1.33 26 44 319 45 1.3 2.5 3.8
汾礦D廠 25 30 11 1.38 45 65 270 25 6.0 2.6 8.6
汾礦E廠 30 35 11 1.38 43 62 302 25 5.4 2.6 8.0
  
  由表可見:固相體積濃度越高,產品帶介越高,反之越低。要想降低產品帶介,就需加大重懸浮液分流量,排除多余的煤泥,以提高懸浮液流動性,從而降低介耗。分流量過大時,勢必又會加大磁鐵礦粉在磁選尾礦中的損失(盡管這部分損失相對穩定)。磁選尾礦中的介質損失比因固相體積濃度高而導致的產品帶介損失要小得多。因此,應重視重懸浮液體積濃度對介耗的影響。
  眾所周知,重懸浮液粘度對重介質旋流器的分選效果影響較大。重懸浮液粘度過高會影響原煤的分選效果,而對末煤和煤泥的分選影響尤為顯著。在懸浮液密度滿足分選密度要求的條件下,要求懸浮液粘度低,穩定性好,因此固相體積濃度要適宜,這主要取決于非磁性物含量。一般認為,固相體積濃度的上限不超過30%~35%,下限不超過15%。重介質懸浮液中額定的非磁性物含量越高,為保持系統的平衡所需凈化回收的懸浮液數量越少。所以,為減輕凈化回收作業的負擔,減少凈化回收作業中的介質損失,在不影響分選效果和工藝許可的范圍內,適當提高工作介質中額定非磁性物含量是有利的。但不能高于上限。在介質平衡操作中,為保持介質系統中工作介質密度和為保持非磁性物含量穩定在規定指標上所必需的分流量往往不一致。然而工藝上對保持非磁性物含量穩定在規定指懸浮液密度的要求是嚴格的,介質平衡操作應服從于保持介質密度穩定在工藝規定指標的需要。在這種情況下,工作介質中非磁性物含量將是一個隨保持介質密度穩定而形成的平衡值。如不能滿足要求,可考慮通過磨細介質來解決。
  3、懸浮液循環量的調整
  合格懸浮液循環量偏大也會造成脫介效果不好、產品帶介量大。在不影響分選效果的前提下,降低合格懸浮液循環量可減輕弧形篩、脫介篩的工作負荷,從而減少產品帶介與磁選尾礦中的介質損失。
  4、弧形篩、脫介篩的脫介效果
  由于弧形篩和脫介篩在脫介系統中起到至關重要的作用,二者工作效果直接影響到介耗大小。在生產或調試過程中,一旦出現產品帶介高的局面,首先應檢測設備運轉是否正常,脫介效果如何。某一環節出現問題,就應對其進行相應的調整。影響脫介效果的主要因素有:設備的處理能力、入料沿篩寬分布情況、篩面包角、安裝角度、篩面材質等。
  ⑴、弧形篩
  正常情況下,弧形篩的選型應滿足循環懸浮液70%~80% 的脫介能力,甚至更大些。在生產或調試過程中,有時會出現脫介篩篩面跑介現象(此現象是由于弧形篩脫介能力不夠,大量的介質進入脫介篩,使一段合格介質跑到二段稀介質段)。此種情況表明弧形篩脫介能力不夠,一般會采取更換更大型號的設備或適當增大篩縫寬度,以滿足脫介要求。否則會影響稀介質段的噴水脫介效果下降,造成產品帶介明顯增加。介質隨煤流失,又會造成合格介質桶液位和密度不穩定,影響重介系統的正常運行。根據現場經驗,在篩子合格段增設阻尼條,以增加礦漿流動阻力,降低礦漿流速,增強合格懸浮液透篩能力,這也是強化脫介的措施之一。
  (2)弧形篩篩面包角以53°、60°時的脫介效果較理想。
  (3)弧形篩安裝角度以53°為宜,篩前無堆積物料的現象。
  (4)弧形篩入料需沿篩寬均勻分布,并使入料沿其切線方向給入,易于脫介。否則,弧形篩篩面上存在局部堆積物料,影響脫介效果。
  (5)弧形篩篩面應選用防磁材質。否則,因篩面材質無防磁性或防磁性較差,而影響弧形篩脫介效果,導致脫介篩不能滿足脫介需要,產品帶介增加。
  5、脫介篩
  影響脫介篩脫介效果的因素有:篩板材質、設備脫介能力。
  1、        篩板材質  
  脫介篩設備型號一旦選定,其脫介能力也基本一定。但篩板材質對脫介效果有一定影響。眾所周知,提高篩機振幅和篩板的自清能力是提高其工作性能的根本所在。要降低介耗,需提高脫介效果。可供選擇的較理想篩板材質有兩種:
  一是聚氨酯篩板。實踐證明,聚氨酯篩板好于不銹鋼篩板。主要表現在:具有自清理能力:由于聚氨酯有較好的撓性,用聚氨材料制作的篩板在篩分過程中會產生二次振動,使細粒物料不易堵塞篩孔,實現篩機自清理功能,從而大大改善篩機的脫介效果,對細粒物料的篩分效果尤為明顯。耐磨性能好,使用壽命長:耐磨性是鋼制篩板的3~5倍。質量輕:由于聚氨酯密度遠遠低于鋼材,使篩機整體重量下降,參振重量的降低可使振幅增加,從而使篩機的處理能力得到提高,大大改善工作狀態,利于脫介。具有磁功能:由于聚氨酯篩板屬于非金屬物,不會被磁化。
  二是不銹鋼篩板。選用銥鉻18鎳9鈦合金材料,具有磁性小、易于脫介等特點,而且開孔率比聚氨酯篩板通常高20%~25%。
  2、 設備脫介能力
  (1)噴水。產品帶介的高低除與上述因素有關外,還與噴水的水壓、水量、噴水方式有關。實踐表明,噴水的水壓一般以0.3~0.4MPa為宜;噴水量應根據設備性能、物料量和粒度組成而定;噴水方式可根據物料性質、處理量及粒度組成來選擇,可分2~3段噴水;噴水裝置應采用加壓分散性好(如形成扇面)的噴嘴。此外,在實際操作中,為了進一步降低介耗,需加強對弧形篩和脫介篩噴水制度的管理:
  (2)弧形篩的篩面一般需要定期倒換,以保證物料通過弧形篩均勻流入而不是串入脫介篩,確保大部分介質在弧形篩脫除回收,以減輕脫介篩負擔,提高脫介效果,降低介耗。
  (3)調整脫介篩噴水壓力、水量、噴水方式(與上述相同)。噴水量應根據物料量等進行一系列的調整,否則,水量大時,可能影響磁選效率或造成篩面跑水,后續作業無法正常進行;水量小時,脫介效果不好,產品帶介多。
  5、分流量的調整.
  分選后懸浮液中的加重質有一部分被產品帶走,又有一部分在懸浮液凈化回收過程中流失到磁選尾礦中損失掉。要減少這部分技術損失,應盡可能減少進入磁選機的分流量,并使合格介質在脫介篩一段完全回收。
  6、磁選機的分選效率.
  磁選機作為介質凈化回收系統的一種把關設備,磁選效率的高低直接影響介質的損耗。目前,我礦業集團選煤廠用的美國藝利磁選機效率一般在99%左右,仍有約1%的重介質進入磁選尾礦而流失。因此,需對磁選機的滾筒轉速、磁偏角、礦漿通過量、入料濃度等進行必要的調整,提高磁選效率可到99.9%。就我礦業集團美國藝利磁選機使用情況看,允許礦漿的最大入料濃度為25%左右,當最佳入料濃度20%時,磁選效率最高。
  7、磁鐵礦粉添加方式.
  生產所需的磁鐵礦粉要能及時添加到系統中,這就要求路徑要短、反應要快。若磁鐵粉添加是采用介質添加池和高壓水沖方式,當沖加
  的水量過大時,進入添加系統(一般為中煤及矸石磁選系統)的懸浮
  液密度就會過低,生產所需的介質就不能得到及時補加,會使生產陷于低密度運行而打亂系統應有的平衡狀態,勢必造成中煤及矸石產品帶介增加的惡性循環。甚至出現有的選煤廠在調試中一個班加介幾十噸而密度仍未正常的現象。解決的辦法是:① 調整沖加的水量,提高補加的懸浮液密度。② 改變磁鐵粉添加方式:人工將磁鐵粉直接添加到重介分選系統附近的濃介質料桶內,使高密度懸浮液能及時補加到合格介質桶;或人工將磁鐵粉直接添加到中煤及矸石稀介質桶,經磁選后將精礦添加到系統中。
  8、嚴格控制從重介系統中向外排放介質
  對于跑、冒、滴、漏、事故放料等流失的介質,應匯集并自成獨立的介質回收系統,嚴格控制從重介系統中向外排放介質。
  總之,當重介選煤廠介耗指標較高時,應進行損失分類分析并采取相應措施。當管理損失占介耗比例過大時,就應從磁鐵礦粉質量、存放、轉運和添加等環節找原因,加強管理。當技術損失占介耗比例過大時,應檢查各工藝環節:如果是產品帶介造成的損失,就應提高脫介環節的工藝效果;如果是磁選尾礦中流失介質多,則應提高磁選機的回收率;若因分流量處理不當,就應對分流量進行嚴格控制等等。

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