水泉选煤厂煤泥干燥系统改造实践

水泉选煤厂煤泥干燥系统改造实践
韩万东;李明
【摘要】为了解决水泉选煤厂煤泥干燥系统中缓冲给料机堵料和滚筒式干燥机粘料的问题,结合选煤厂生产现状,对缓冲给料机的前挡板、尾煤泥刮板机下料漏斗和电机、干燥机尾部扬料板进行改造.在对相关设备和部件改造后,缓冲给料机不再堵料,干燥机粘料次数减少;干燥煤泥水分由19.60％降至14.80％,发热量由17.60 MJ/kg提高到19.20 MJ/kg,达到了企业内定的质量指标,且干燥设备所排尾气满足环保要求.煤泥干燥系统的稳定运行,为同步处理生产系统的煤泥提供了技术保障,并为企业带来了良好经济效益、社会效益及环境效益.
【期刊名称】《选煤技术》
【年(卷),期】2017(000)006
【总页数】4页(P26-29)
【关键词】煤泥干燥;缓冲给料机;滚筒式干燥机;粘料;堵料;质量指标;环保要求【作者】韩万东;李明
【作者单位】内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;神华包头能源有限责任公司万利一矿,内蒙古包头014010
【正文语种】中文
【中图分类】TD946.2
煤泥是煤炭在开采、洗选过程中产生的一种副产品[1-2]。

在煤炭洗选过程中，由
于原煤质量不同，煤泥产量也存在着差异，一般占原煤入选量的10%～20%[3]。

目前，我国煤泥年产量在4亿t以上，随着原煤产量及其入选比例的逐年增加[4]，加上采煤机械化程度的不断提高，原煤中的煤粉含量不断增大，煤泥产量必将继续增长[5]。

长期以来，我国对煤泥综合利用重视程度不够，导致煤泥综合利用产业
发展较晚，且基础较差[6-7]。

大量的煤泥堆积不但占用大量土地，浪费有限的土
地资源[8-9]，而且存在遇水流失、风干飞扬的问题，对周边环境污染严重 [10-11]。

如果将其作为废料排放，则造成的环境污染问题比矸石大得多，故需要妥善
解决煤泥存放与利用中存在的问题[11-13]，实现煤泥的资源化利用迫在眉睫。

水泉选煤厂是一座矿区型选煤厂，由两套独立的生产系统组成，其中二车间生产系统设计能力为2.00 Mt/a，主选工艺为无压三产品重介质旋流器分选、煤泥重介质旋流器分选的联合工艺，以入选动力煤为主[14]。

由于生产系统煤泥含量高，原生煤泥含量在30%以上，故采用两段浓缩-两段回收工艺回收煤泥，煤泥水处理实现一级闭路循环。

但由于尾煤泥产量大、水分高、发热量低，无法实现直接配煤，且冬季不能直接装车，严重制约了正常生产[15]。

为此，对多个正在运行的煤泥处理项目进行了实地考察，积极寻求可靠、实用的解决途径。

通过技术经济分析，并结合选煤厂的实际情况，决定采用干燥系统对煤泥进行干燥处理，以从根本上解决因煤泥水分高、发热量低引起的一系列问题。

1 生产现状
该选煤厂干燥系统的原料(滤饼)来自压滤车间的两台出厂刮板输送机，两者中间位置留有排料孔，并安装有两台电动平板闸门，用于实现煤泥的卸载。

生产时，煤泥经一台煤泥缓冲给料机和两部带式输送机转载后，由煤泥入料密封刮板输送机给入MGT3420滚筒式干燥机；干燥后的煤泥经带有自密封的排料器和煤泥出厂带式输
送机运至中煤带式输送机，与中煤混合后外销。

煤泥干燥系统工艺流程如图1所示。

图1 煤泥干燥系统工艺流程Fig.1 Block diagram showing the flowsheet of
the drying system
由于煤泥自身的特性，在干燥系统运行初期，曾出现一些问题，对煤泥干燥过程和产品质量产生了不良影响。

1.1 缓冲给料机给料不稳定
二车间的煤泥采用两段浓缩-两段回收工艺处理，经卧式沉降过滤离心脱水机、斜
管浓缩机、压滤机等设备脱水的煤泥，被输送到干燥车间进行干燥处理。

实际生产中压滤车间的煤泥通过613、614两条刮板输送机输送给缓冲给料机，再由其缓慢、均匀地给入干燥系统。

由于压滤机是间歇性出料设备，导致613、614刮板
输送机向缓冲给料机供料不稳定，供料过程中煤泥容易大量堆积，且积压过实，致使缓冲给料机堵料，尤其是靠近缓冲给料机机头的614刮板输送机供料时，给料
机堵塞更加频繁。

当缓冲给料机堵料时，滚筒式干燥机就会断料，造成煤泥过分干燥，干燥煤泥水分过低，容易扬尘，造成粉尘量大，对环境污染严重。

1.2 滚筒干燥机筒壁粘料
该选煤厂入选原煤来自水泉露天矿，由于埋藏较浅，风化严重，原煤煤质较差，洗选过程中泥化现象严重。

二车间原煤采用全部入选方式，故采用压滤机脱水回收的煤泥粒度细、粘度大、水分高，导致干燥过程中煤泥在干燥滚筒内粘结相当严重，尤其是物料移动到第四区时(带有清扫装置的圆弧形扬料板)，部分物料无法形成正常的“料幕”，煤泥干燥过程被破坏，并给干燥系统带来一系列不利影响。

(1)设备负荷增大。

由于煤泥在滚筒内不断积压，干燥设备入料与出料之间不平衡。

在正常生产情况下，粘附在滚筒内的煤泥量约为12.50 t；经测算，滚筒内煤泥的实际粘附量为28 t，超出正常量12.40倍。

在这种生产条件下，设备负荷增加，
甚至可能遭到严重损坏，只有定期停产清理，才能勉强维持生产。

(2)干燥煤泥质量不达标。

化验结果表明：入料的水分为28.70%、发热量为15.00 MJ/kg，干燥煤泥的水分为19.60%、发热量为17.60 MJ/kg。

企业内定质量指标为：干燥煤泥水分不得高于15%，发热量不得低于18.80 MJ/kg。

就化验结果来看，干燥煤泥质量无法满足企业质量要求。

(3)燃煤消耗多。

由于煤泥粘附在滚筒壁上，一方面无法形成正常的“料幕”，与
烟气之间的传热传质效果大大降低；另一方面由于翼板和扬料板表面粘附有煤泥，两者在上部空间不能被烟气预热，与煤泥之间的传热效果进一步降低，导致煤泥的干燥质量变差。

为了保证煤泥的干燥效果，只能通过增加燃煤数量的方式提高炉膛温度，以致实际生产中燃煤消耗增多。

在生产初期，平均每干燥1 t煤泥需要消耗燃料40 kg，实际用量超标1倍。

(4)现场工作环境恶劣。

由于煤泥粘附在滚筒壁上，烟气系统阻力增大，气流运行
不畅，经常出现热风炉炉膛正压的现象；部分煤泥被过度干燥，致使CO和粉尘浓度超标，工作环境恶劣。

2 改造方案与实施
针对煤泥干燥系统生产中的堵料和粘料问题，在对生产系统和关键设备分析的基础上，结合煤泥干燥过程特征，对缓冲给料机和滚筒式干燥机进行技术改造，以保证干燥系统的正常、稳定运行。

2.1 缓冲给料机结构改造
结合实际生产中的具体问题，对缓冲给料机进行技术改造，主要包括以下三个方面：(1)将给料机缓冲箱前侧的挡板提高180 mm，方向由向后改为向前，并将其角度
调整约20°，以减少侧挡板对煤泥的阻力。

(2)将靠近给料机机头一侧的614刮板输送机下料漏斗由垂直向下改为向缓冲给料
机机尾方向，以降低煤泥在给料机机头堆积的几率。

(3)由于压滤机卸料时，613、614刮板输送机向缓冲给料机供料速度过快，将613、614刮板输送机的电机改为调频控制，以降低刮板输送机的运行速度，从而保证整板煤泥能够缓慢、均匀地洒落在缓冲给料机上。

2.2 滚筒干燥机结构改造
滚筒干燥机尾部是粘料严重的主要部位之一，由于无扬料板的区域较短(仅0.5 m)，加之干燥煤泥不能被及时排出，致使其积压并粘附。

为此，拆除滚筒尾部的6排
扬料板，将无扬料板的区域增大至2 m；为了进一步加快干燥煤泥的外排速度，
在该区域沿滚筒圆周等间距安装8组导料板，同时沿滚筒内壁增加挂链钢环，且
钢环连接清扫链。

这样一方面可以加快煤泥从滚筒排出的速度，另一方面可通过清扫链清除少量煤泥在导料板滚筒壁上的粘附，避免煤泥进一步粘结，保证煤泥干燥过程持续、顺利地进行。

3 改造效果
通过上述改造后，缓冲给料机堵料的问题得到彻底解决，干燥系统运行中几乎不再出现堵料问题；滚筒机内的干燥煤泥能够及时外排，煤泥堆积和粘料现象大大减少，干燥滚筒的清理周期明显延长，由原来的每周停产清理一次改为每月维护、清理一次；干燥煤泥的平均水分降至14.80%，平均发热量提高到19.20 MJ/kg，完全能够满足企业内部的质量要求；同时，干燥系统产生的粉尘量大大减少，尾气排放满足环保要求。

改造完成后，煤泥干燥系统运行正常，能够同步处理生产系统产生的煤泥。

该选煤厂原煤中的粉煤平均含量在13%左右，按每年洗选2.00 Mt原煤计算，回收的合
格煤泥数量约为26万t。

将这些煤泥完全掺配到商品煤中销售，每年可提高销售
收入约520万元。

从运行效果来看，此次改造为选煤厂带来良好的经济效益、社
会效益及环境效益。

4 结语
为了解决煤泥给实际生产带来的困扰，水泉选煤厂采用煤泥干燥系统对其进行干燥处理。

由于煤泥自身的特性，生产初期煤泥干燥系统的缓冲给料机、滚筒干燥机均出现生产故障，对煤泥干燥过程和产品质量产生了一定的负面影响。

为此，结合生产现场实际情况，对缓冲给料机和滚筒式干燥机的结构进行改造，彻底解决了设备堵料、粘料的问题，从而保证了生产的持续、稳定进行，且干燥煤泥质量得到提高，能够满足企业内部的质量要求，为企业的发展带来了良好的经济效益、社会效益及环境效益。

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