[发明专利]一种选煤设备的防止跑煤系统及选煤设备

说明书

技术领域

本发明涉及选煤相关技术领域，特别是一种选煤设备的防止跑煤系统及选煤设备。

背景技术

重介质旋流器是一种利用离心力场强化细粒级矿粒在重介质中分选的设备，能使密度差值小(±0.1含量大)的难选和极难选细粒物料也能获得精确的分选。该设备结构简单，无运动部件，分选效率高。对于选煤工业来说，重介质旋流器的入料粒度上限可达到50mm，有效分选下限可达到0.1mm，且随着旋流器规格参数的变化，其入料粒度和分选下限会有所变化。在分选细粒煤时，重介质旋流器的可能偏差E＝0.02－0.06，分选效率高，同时，由于其分选密度的可调性，工业上可以用其来脱除煤中黄铁矿硫。

通过不断的发展，重介质旋流器可分为两个系列、两种工艺装备：根据产品种类可分为两产品和三产品两个系列，即针对不同煤质和用户要求一次生产出两种(精煤和矸石)和三种(精煤、中煤和矸石)产品。在选煤工业工艺装备时，根据煤种及对产品质量要求的不同又可分为有压给料和无压给料两种方式，有压给料将煤和重介质混合后，用泵或定压方式给入旋流器，而无压给料是物料在无压状态下直接给入旋流器，减少了泵对物料的粉碎，又可增加入料的粒度上限。

重介质旋流器在工作前必须由一台离心泵将重介质悬浮液与煤块(一般其粒度小于50mm)混合后的物料打入重介质旋流器器腔内，且泵入方向沿锥形腔体的切线方向，这样以来，混合物料便可沿着旋流器内腔壁做旋转运动。同时，重介质旋流器一般倾斜安装，旋流器轴线与水平夹角为10°，底流嘴朝下，溢流嘴朝上。

当混合物料在旋流器腔内做旋转运动时，受到重力和离心力的作用而分离，大于悬浮液密度的矸石，所受作用力的方向与离心加速度方向相同，在悬浮液中作离心运动，集中在外层形成矸石带，由于干扰沉降作用，紧贴器壁的是大矸石，其次是中等粒度、小粒度矸石，汇合成螺旋运动沿器壁由底流嘴排出。小于悬浮液密度的煤，在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近呈旋涡运动形成中煤和精煤带，在溢流管附近，由于溢流底部的涡流作用发生二次分选，精煤沿溢流管排出，中煤和矸石将再旋流，中煤带在轻颗粒与重颗粒间起隔栅作用，该处可使灰分较低的中煤向底流嘴方向运动，作为尾煤排出或随精煤沿溢流管排出。因此，在重介质旋流器工作过程中，物料在器腔内受到离心力、悬浮液的浮力及物料自身的重力三种力作用，由于物料群密度的不同，其所受到的离心力、浮力也会不同，通过两种力的相互作用，使物料按照密度不同进行分离，通过物料自身的重力作用，使重产物物料沿倾斜器腔向下运动，最终通过底流嘴排出，而低密度精矿产品在器腔内吸的作用下向上运动，最终通过溢流嘴排出，因此，物料在旋流器中通过三种力的相互作用，最终决定了其去向。

一般情况下，选煤厂在工艺设计时，便需要根据原煤粒度组成、密度组成、泥化特性和对产品的质量要求等要素，对重介质旋流器进行选型及安装工艺进行设计。安装完毕后的重介质旋流器，在工作过程中，根据煤质不同，可通过调整入料泵转速和入料固液比来调整分选效果，一般情况下，重介质旋流器正常工作时的入料压力为1.3Kpa，但在有压两产品重介质旋流器启动时和事故突然停车时，由于重介质悬浮液的粘度较高，启动时旋流器入料泵转速要达到设定值需要一定的时间，而在突然停车时，入料泵会突然断电停止，造成重介质旋流器内物料突然失压，上述两种情况均会造成重介质旋流器腔内物料靠自重从底流嘴排出，从而造成精煤损失，此种现象在重介质旋流器使用中极为普遍。

就神华神东洗选中心乌兰木伦选煤厂来说，其末煤系统采用进口Krebs D48″φ(直径1200mm)的有压两产品重介质旋流器，而入料泵采用进口MM400-D43U旋流器入料泵，电机采用500KW型号为YPT 450-6的变频调速三相异步电动机，在实际应用中经常会出现底流嘴跑煤现象，通过现场观察分析，系统内发生重介质旋流器底流嘴跑煤现象的原因总结如下：

1、事故停车时，随着重介质旋流器入料泵的突然断电，入料泵叶轮在入料管道内物料的反冲阻力下迅速停止，而旋流器腔内剩余物料随着入料压力的消失，物料在器腔内所受到的三种作用力中的离心力逐渐消失，器腔内物料在重力作用下逐渐改变运动状态，螺旋运动逐渐破坏，转而受重力作用向下直接运动，腔内物料在重力作用下随着底流嘴跑出，从而形成跑煤事故。