中小港区煤炭筛分系统的应用分析

中小港区煤炭筛分系统的应用分析
文章以中小港区为例，分析如何在中小场所和有限的投资条件下组成一个功能全面的小型煤炭筛分系统，应用煤炭筛分系统能够进一步提升中小港区的经济效益。

标签：中小港区；煤炭筛分系统；应用效率
中小型港区的货运量不大，针对煤炭装卸作业，多采用桥式抓斗卸船机、带式输送机以及堆料机等设备实现。

桥式抓斗卸船机能够将煤炭从船舱中取出，放入带式输送机进行运输，最后由堆料机进行堆垛，再由装载机装车、装船机装船、皮带机装火车等方式运输出港区。

但是由于块煤和粉煤的市场价格相差较大，客户对于不同类型的煤炭有着不同的需求。

笔者认为采用煤炭筛分系统能够更好地满足客户的不同需求，提升煤炭运输的经济效益。

1 煤炭筛分系统中主要采用的设备
振动筛是一种将物料按直径大小的不同分成两种或多种的设备。

随着现代工业的不断发展，振动筛设备也得到了更新与升级，推出了振动筛、直线振动筛、圆振动筛以及共振筛等类型。

振动筛的主要结构采用的是弹簧加偏心轴[1]。

直线振动筛则主要利用振动电机的激振作为动力，让物料在筛网上做直线运动，物料能够通过均匀的运动进入筛分机的进料口，通过不同孔径的筛网过滤从而筛选出不同规格的物品。

该设备具有能耗低、参量高、结构简单、易于维修、全封闭结构、无粉尘污染、自动排料的优势，比较适合流水线作业。

圆振动筛主要采用的是筒体式偏心轴激振器，能够通过偏块实现振动幅度的调节，物料额筛淌线比较长，筛分的规格也有很多种，具有结构稳定、筛分效率高、振动力强且噪音小的优势。

但其运动曲线导致圆振动筛的塞孔问题，且在振动筛启动、停机时，当激振器的振速无限接近于共振速度时，能够引发共振，导致设备的使用寿命缩短，也导致振动筛的稳定性会受到影响。

共振筛的结构复杂，操作有一定的难度，限制了其在实际工作中的应用[2]。

振动筛可分为单级筛和多级筛，主要是在相同的条件下，单级筛的生产率比多级筛更高，多级筛的功能又比单级筛更多，具有功能性强的优势，但是由于结构复杂，在实际运行过程中容易出现堵料的现象，且生产效率低于单级筛。

2 煤炭筛分系统设计
2.1 煤炭筛分系统设计原则
（1）煤炭筛分流程需要符合煤炭运输流程。

由于中小港区的规模较小，散货堆场较小，需要充分利用有限的土地资源合理布局煤炭筛分设备。

同时，需要从节能环保的层面出发，将筛分流程与煤炭运输流程相结合，从而最大限度地节省能耗。

（2）煤炭筛分环节需要具有独立性。

根据客户的需求，选择煤炭是否进行篩分，对需求煤炭筛分的客户，可以将煤炭筛分后再进行堆存，而不需要筛分
的客户则可以直接进行堆场，从而保障客户的利益，减少港区的工作量[3]。

（3）筛分系统的效率要符合煤炭卸船的效率。

若由于筛分系统而造成卸船效率的下降，不但会造成运行成本的浪费，同时还可能导致港口的通行能力下降。

（4）筛分设备应当安全可靠、维修便捷。

筛分设备的安全运行是保障筛分系统持续工作的重要前提，且筛分设备是筛分系统的主要组成部分，具有不可代替性，若在筛分过程中经常出现故障，势必会造成港区工作效率的下降。

（5）煤炭筛分工艺需要满足筛分需求。

根据客户提出的相关要求，将煤炭分为四种规格：煤粉（粒度80mm），因此该筛分系统需要具备多层筛分的功能。

2.2 装卸设备的选择
装船设备主要分为固定式和移动式，前者是比较不理想的机型，在装船幅度较大时的应用效果不佳，而移动式是近些年来新研发出来的机型，能够根据不同布局调整臂架仰俯、伸缩等结构。

卸船设备主要分为两种：连续式卸船机和间歇式卸船机。

连续式卸船機具有技术先进、能耗低且粉尘少的优势，但是对于煤质、船型以及粒度等因素有着较高的要求，且维修和养护费用昂贵。

间歇式卸船机主要为桥式抓斗卸船机，其适用范围广，且维修和保养便捷，在很多港区都有应用。

本组系统采用3台额定功率为250t/h的桥式抓斗卸船机，轨距为12m，外伸距为18m。

2.3 筛分设备的选择
目前市场中主要采用的筛分设备有固定筛、振动筛以及滚轴筛，本系统主要采用了复合正弦筛，是近些年来研发出来的一种新型滚轴筛，在传统滚轴筛的区别在于筛片的形状，传统滚轴筛采用的是梅花形筛片，复合正旋轴是采用的椭圆形筛片。

复合正弦筛是利用相邻滚轴的椭圆形筛片同步行圆周运动，切点的运动轨迹为正弦波形，椭圆形筛片能够让筛片上的物料更容易松散开来，并在筛片的运动下向前翻滚。

这种筛分装备在煤炭筛分中具有较好的应用效果，且筛分效率高。

复合正弦筛虽然能够应用于中小港区中，但是要想提高筛分效率，需要串联1个或多个设备实现。

但若仅通过简单的串联筛分，能够同时满足煤粉和煤块的筛分，并随着带式输送机传动装置送往堆场。

但这同时又会使得筛分步骤过于复杂，不但增加了作业时间同时也增加了运营成本，因此需要对复合正弦筛进行改造。

笔者在进行反复思考后提出了“串联设备多规格出料”的方法，即在同一复合正弦筛上安装不同规格的筛板，这样就能够得到1种筛上物和2种筛下物，从而满足客户的需求。

2.4 系统方案
中小型港区的货运量不大，针对煤炭装卸作业，多采用桥式抓斗卸船机、带式输送机以及堆料机等设备实现。

桥式抓斗卸船机能够将煤炭从船舱中版取出，然后放入带式输送机进行运输，最后由堆料机进行堆垛，再由装载机装车、装船机装船等方式运输出港区。

通过分析煤炭装卸筛分的流程，在转运站安装筛分设
备是最为合理的，不会影响取料机的作业。

本组设计中，通过复合正弦筛和移动滚轴筛组成筛分缓环节。

1号筛在筛分后，筛下物落于皮带机上，而筛上物则运输至串联筛分机上进行二次筛分，二级筛分出来的筛下物经过斗翻版转换并由传输机转出，从而将煤炭分为不同规格，最后进行堆放。

本次设计是对传统筛分工艺的改造与升级，在第一次筛分后进行二次筛分，筛分设备的选择以及系统设置是值得思考的问题，需要在有限的空间内实现筛分设备与其他系统的有机结合。

例如，复合正弦筛筛板倾角为15度，但是由于本次改造，分别采用了三种规格的角度，并通过不同的计算与分析，通过降低转速比、调节振动器速率等方法，来弥补后续的通过能力。

复合正弦筛片是椭圆形，若采用单轴驱动，可能会由于转速的偏差出现卡死或相干扰的现象，一般采用集中驱动或错位安装的方式，但是这种方式可能会出现安装空间不足的问题。

3 结束语
文章试图解决的问题是：如何在中小场所和有限的投资条件下组成一个功能全面的小型煤炭筛分系统，应用煤炭筛分系统能够进一步提升中小港区的经济效益？综上所述，筛分系统在中小港区中具有较好的应用效果，通过选择合适的卸船与拆分设备，设计了较为合理的工艺方案，为中小港区发展建立了良好的基础。

参考文献
[1]刘志新，闾振华.布袋式除尘在大型煤炭筛分系统中的成功应用[J].中国环境管理干部学院学报，2016，16（1）：51-53.
[2]魏兵虎.赵家寨煤矿原煤筛分系统工艺设计及设备选型[J].煤炭工程，2015，23（5）：18-20.
[3]黄齐，管叙欣，陈香华，等.煤炭码头多级筛分系统的改造和实现[J].港口装卸，2015，34（5）：36-39.。