畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）五礦選煤廠590萬噸年初步設(shè)計(jì)

1、目錄摘要2第一章 緒論3第一節(jié) 中國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展3一 選煤技術(shù)4二 選煤裝備5第二節(jié) 五礦選煤廠概述6一 設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要求6二 廠區(qū)位置7三 發(fā)展歷史7四 煤質(zhì)9第二章 選煤工藝9第一節(jié) 常用的選煤方法9一 重選法9二 浮選法10三 磁選法10四 電選法10第二節(jié)煤的可選性和破碎10一 煤的可選性10二 塊煤的破碎11第三節(jié) 跳汰選煤11一 國(guó)內(nèi)外跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展11二 跳汰機(jī)的沿革13三 跳汰機(jī)組成特點(diǎn)17四 跳汰機(jī)種類19第四節(jié) 跳汰選煤工藝流程21一 顆粒在垂直交變水流中的受力分析及運(yùn)動(dòng)方程21二 跳汰床層的松散和分層過程25第三章 原煤準(zhǔn)備27第一節(jié)工藝流程27第二節(jié)設(shè)備明細(xì)及

2、參數(shù)27第三節(jié) 相關(guān)計(jì)算29第四章洗選系統(tǒng)31第一節(jié)工藝流程31第二節(jié)設(shè)備明細(xì)及參數(shù)31第三節(jié)相關(guān)計(jì)算34第五章 洗水系統(tǒng)35第一節(jié)工藝流程35第二節(jié)設(shè)備明細(xì)及參數(shù)35第三節(jié)相關(guān)計(jì)算36第六章儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)37第一節(jié) 工藝流程37第二節(jié)設(shè)備明細(xì)及參數(shù)37第三節(jié) 相關(guān)計(jì)算38第七章機(jī)電隊(duì)和信息自動(dòng)化系統(tǒng)38第八章環(huán)境保護(hù)與工業(yè)衛(wèi)生39第一節(jié) 環(huán)境保護(hù)39一 主要污染源和污染物39二 治理措施39第二節(jié) 工業(yè)衛(wèi)生40一 粉塵防治40二 噪聲防治40結(jié)論41參考文獻(xiàn)42致謝43五礦選煤廠590萬噸/年初步設(shè)計(jì)摘要中國(guó)擁有豐富的煤炭資源,在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中煤炭占70%，從中長(zhǎng)期來看，煤炭仍將是我國(guó)主要

3、的能源。煤炭是不可再生能源而且我國(guó)大部分煤炭是難選煤或極難選煤，為實(shí)現(xiàn)煤炭高效利用，需采用高效的洗選加工工藝，合理的選煤廠總體設(shè)計(jì)，先進(jìn)可靠的配套裝備，及科學(xué)的管理方法相結(jié)合的策略。本設(shè)計(jì)以陽煤集團(tuán)五礦礦原煤資料為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一座年生產(chǎn)量為590萬噸的跳汰選選煤廠，該選煤廠小時(shí)處理量為1404.76噸。本設(shè)計(jì)主要闡述了中國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展，五礦選煤廠的位置、發(fā)展歷史和煤質(zhì)，主選跳汰選煤工藝流程和發(fā)展歷史，選煤廠的原煤準(zhǔn)備、洗選系統(tǒng)、洗水系統(tǒng)、儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)和選煤廠的機(jī)電隊(duì)、信息化自動(dòng)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：選煤廠 跳汰選煤 動(dòng)篩跳汰機(jī)第一章 緒論第一節(jié) 中國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展中國(guó)煤炭資源豐富，除上海以外其它各省區(qū)

4、均有分布，但分布極不均衡。在中國(guó)北方的大興安嶺-太行山、賀蘭山之間的地區(qū)，地理范圍包括煤炭資源量大于1000億噸以上的內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南6省區(qū)的全部或大部，是中國(guó)煤炭資源集中分布的地區(qū)，其資源量占全國(guó)煤炭資源量的50%左右，占中國(guó)北方地區(qū)煤炭資源量的55%以上。在中國(guó)南方，煤炭資源量主要集中于貴州、云南、四川三省，這三省煤炭資源量之和為3525.74億噸，占中國(guó)南方煤炭資源量的91.47%；探明保有資源量也占中國(guó)南方探明保有資源量的90%以上。2007年1-12月中國(guó)煤炭開采和洗選行業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值916,447,509,000元，比上年同期增長(zhǎng)了28.06%。2008年

5、1-10月中國(guó)煤炭開采和洗選行業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值1,155,383,579,000元，比上年同期增長(zhǎng)了57.81%。“十一五”期間是煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的最佳時(shí)期。煤炭是中國(guó)的基礎(chǔ)能源，在一次能源構(gòu)成中占70左右。“十一五”規(guī)劃建議中進(jìn)一步確立了“煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展”的基本方略，為中國(guó)煤炭工業(yè)的興旺發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。“十一五”期間需要新建煤礦規(guī)模3億噸左右，其中投產(chǎn)2億噸，轉(zhuǎn)結(jié)“十二五”1億噸。中國(guó)煤炭工業(yè)將繼續(xù)保持旺盛的發(fā)展趨勢(shì)，在北方以平頂山、唐山煤炭科學(xué)研究院為主的洗煤研究，在南方主要以能環(huán)機(jī)械技術(shù)研究所為主的洗煤研究。今后一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，中國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展前景都將非常廣闊。一 選

6、煤技術(shù)大型、高效、耐用的選煤設(shè)備，已成為現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)資源不可缺少的一部分。西方國(guó)家對(duì)煤焦精煤的灰粉要求是5%-8%。美國(guó)規(guī)定電站不準(zhǔn)使用硫粉超過1%的動(dòng)力煤。因此，無論是煉焦煤還是動(dòng)力煤，都必須進(jìn)行洗選或篩分。德、英、法、日等國(guó)原煤幾乎全部入選，美國(guó)不入選的原煤是低灰粉的動(dòng)力煤，但也都進(jìn)行篩分，用選擇性破碎機(jī)除去大塊矸石。目前跳汰機(jī)和重介質(zhì)分選機(jī)的最大處理能力均已達(dá)1000噸時(shí)，最大浮選機(jī)為50噸時(shí)。德國(guó)海里希羅伯特礦新建洗煤廠，采用組合洗選系統(tǒng)，即每道工序只用一套大型設(shè)備，沒有備用，使整個(gè)流程大大簡(jiǎn)化。主要設(shè)備只用一臺(tái)塊煤跳汰機(jī)和一臺(tái)專煤跳汰機(jī)以及一臺(tái)400噸時(shí)離心脫水機(jī)。用跳汰機(jī)選煤現(xiàn)仍占

7、主要地位。德國(guó)在引進(jìn)日本高桑式篩下空氣跳汰機(jī)基礎(chǔ)上研制成功的巴塔克型跳汰機(jī)，處理煤的分選指標(biāo)與重介質(zhì)選煤不相上下。重介質(zhì)選煤則流程簡(jiǎn)單，占地面積小，選精煤回收率高，美、法、波、澳、捷等國(guó)多用重介選。采用大直徑重介質(zhì)旋流器作主選設(shè)備，原煤破碎到44毫米以下。因環(huán)保要求，對(duì)煤泥水處理十分重視。法國(guó)選煤廠已基本實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。處理方法一般是先加凝聚劑濃縮，再用壓濾機(jī)脫水。同時(shí)，選煤廠自動(dòng)化已進(jìn)入全廠工藝過程集中控制階段。美國(guó)一個(gè)自動(dòng)化選煤廠年處理能力110萬噸，每班僅需2人工作。 改革開放以來，我國(guó)洗選加工業(yè)發(fā)展得很快。1980年全國(guó)有選煤廠110座，設(shè)計(jì)入選原煤能力為1.16億噸/年。2000年

8、選煤廠共有1584座，總能力52199萬噸/年，其中國(guó)有重點(diǎn)礦237座，能力36478萬噸/年。我國(guó)擁有世界先進(jìn)的選煤方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年，跳汰選煤占56，重介質(zhì)選占26，浮選占14，其它占4。跳汰選煤在中國(guó)已有70年的歷史，重介質(zhì)選煤約有40年歷史。我國(guó)對(duì)不同煤種采用不同的工藝流程。我國(guó)已經(jīng)建立起自己的選煤設(shè)備制造體系，主要的選煤設(shè)備基本上可以滿足生產(chǎn)和建設(shè)的需要。用國(guó)產(chǎn)的選煤設(shè)備，可以裝配設(shè)計(jì)能力為400萬噸/年的煉焦煤選煤廠。我國(guó)已經(jīng)擁有一支強(qiáng)大的煤炭洗選設(shè)計(jì)隊(duì)伍。平頂山選煤設(shè)計(jì)院是一個(gè)專門設(shè)計(jì)選煤廠的設(shè)計(jì)研究院，沈陽，南京、太原、西安、重慶、昆明、武漢、長(zhǎng)沙等煤礦設(shè)計(jì)院都可以獨(dú)立完成設(shè)計(jì)

9、選煤廠任務(wù)?，F(xiàn)有的國(guó)有重點(diǎn)選煤廠，有90是我國(guó)自行設(shè)計(jì)的，我國(guó)也參與國(guó)外選煤廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)。煤炭科學(xué)研究總院唐山分院擔(dān)負(fù)著選煤研究的任務(wù)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、淮南工業(yè)學(xué)也參加一部分國(guó)家選煤課題研究。二 選煤裝備（一）、重介質(zhì)旋流器1、兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。目前，在兩產(chǎn)品旋流器生產(chǎn)與開發(fā)方面比較先進(jìn)的國(guó)家除了我國(guó)還有荷蘭、美國(guó)、日本、英國(guó)等。荷蘭研制的dsm重介質(zhì)旋流器是目前世界上應(yīng)用最廣泛的一種重介分選設(shè)備；美國(guó)研制了麥克納利重介旋流器和主要用于分選30-0.5mm原煤的圓筒重介質(zhì)旋流器(dwp)；日本大阪造船公司田川機(jī)械廠研制了最大直徑為0.75m的倒立式旋流器；英國(guó)煤炭局研制了有壓給料圓筒形重介質(zhì)

10、旋流器和直徑為1.2m的大型圓筒重介質(zhì)旋流器(larcodems)；我國(guó)于1991 年由煤炭科學(xué)研究總院唐山分院在國(guó)內(nèi)首先研制了直徑為0.5m的無壓給料nzx型兩產(chǎn)品圓筒重介質(zhì)旋流器。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)綜合系也研制了dwp圓筒重介質(zhì)旋流器，并生產(chǎn)了hmcc一300型和hmcc一400型旋流器。2、多產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。在多產(chǎn)品化方面，目前世界上比較先進(jìn)的研發(fā)國(guó)家主要有意大利、英國(guó)、前蘇聯(lián)和我國(guó)。意大利在上個(gè)世紀(jì)80年代初研制了tri-flo型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；上個(gè)世紀(jì)90年代中期，英國(guó)煤炭局先后研制了larcodems圓筒重介質(zhì)旋流器和larcodems500/350無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；前蘇

11、聯(lián)在上世紀(jì)70 年代末研制了t一3/80和t一3/50型三產(chǎn)品旋流器。我國(guó)則于上個(gè)世紀(jì)80年代初研制了3nzx50/350型有壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；90年代初研制了無壓給料的3nwzx700/510 型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；90年代中期研制了“單一密度懸浮液、雙段間接串聯(lián)選三產(chǎn)品”的重介質(zhì)旋流器；90年代末期研制了當(dāng)時(shí)國(guó)際上規(guī)格最大的3nwzxl200/85o型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；“十五”期間開發(fā)了雙供介無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；目前又研制了四供介無壓給料的3nwzx1500/1100mm旋流器，其直徑已達(dá)1.5m。（二）、跳汰機(jī)目前，國(guó)外主要在跳汰機(jī)機(jī)體大型化、風(fēng)閥工作方式以及自

12、動(dòng)排料方面做了大量工作。國(guó)外研發(fā)跳汰機(jī)較先進(jìn)的國(guó)家主要有德國(guó)、日本、波蘭等。德國(guó)跳汰機(jī)針對(duì)末煤和塊煤采用了兩種不同的排料結(jié)構(gòu)：末煤跳汰機(jī)采用液壓閘門調(diào)節(jié)排料口的大小，而塊煤跳汰機(jī)則是用液壓缸調(diào)節(jié)篩板傾角來調(diào)節(jié)排料口的大?。蝗毡狙兄频目勺儾ㄐ翁瓩C(jī)采用兩種不同壓力的工作風(fēng)源和兩套風(fēng)閥，利用電子技術(shù)控制風(fēng)閥的運(yùn)動(dòng)，使兩種風(fēng)產(chǎn)生不同的疊加，以達(dá)到改變跳汰機(jī)脈動(dòng)水流的目的，實(shí)現(xiàn)變波跳汰分選，使細(xì)粒煤的分選效果得到了明顯改善；波蘭研制的boss-2000型跳汰機(jī)，采用排料閘門和溢流堰互動(dòng)的排料方法，通過調(diào)整伺服馬達(dá)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作參數(shù)確定產(chǎn)品的排出量。（三）、浮選機(jī)浮選機(jī)一直是用于0.5mm粉煤分選的主

13、要設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)選煤廠使用的大多是機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，且單槽容積趨向大型化，已達(dá)20m。煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院研發(fā)了xjm-s型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)系列產(chǎn)品，“十五”國(guó)家科技攻關(guān)課題研發(fā)的“帶有礦漿預(yù)礦化器的20m機(jī)械攪拌式浮選機(jī)”已大面積推廣應(yīng)用。（四）、重介質(zhì)分選機(jī)上世紀(jì)我國(guó)使用的塊煤重介質(zhì)分選機(jī)多為斜輪、立輪分選機(jī)。上世紀(jì)90年代初，我國(guó)首次從美國(guó)引進(jìn)了重介質(zhì)刮板分選機(jī)，由于該設(shè)備具有易操作、易維護(hù)、低投資和高效率等特點(diǎn)，在我國(guó)很快得到認(rèn)可。隨著元器件及整機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，其應(yīng)用范圍還將進(jìn)一步擴(kuò)大，有替代重介斜輪、立輪分選機(jī)的趨勢(shì)。第二節(jié) 五礦選煤廠概述一 設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要求（一）、設(shè)計(jì)任務(wù)此

14、次設(shè)計(jì)是依據(jù)陽煤集團(tuán)下屬五礦原煤綜合資料，設(shè)計(jì)一座年入洗能力為590萬噸的礦井型選煤廠。按照一般礦井型選煤廠的工作制度要求，定為每年工作300天，每天工作14小時(shí)，每天兩班生產(chǎn)，一班檢修。（二）、設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)的目的是通過模擬實(shí)際的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，將在三年內(nèi)所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)地應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，從而使對(duì)所學(xué)知識(shí)得到系統(tǒng)的掌握、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力得到大幅度提高、實(shí)際動(dòng)手能力得到扎實(shí)的強(qiáng)化訓(xùn)練。通過工程設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，工程素質(zhì)和工程設(shè)計(jì)能力將大大提高，對(duì)工程項(xiàng)目完成的全過程有了初步了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)為以后參加工作奠定良好基礎(chǔ)。二 廠區(qū)位置陽煤集團(tuán)五礦礦區(qū)屬于山西省東部沁水煤田，

15、礦井位于貴石溝礦區(qū)東北部，平定縣城西南，北距陽泉市約18公里，東距平定縣約8公里，礦區(qū)北部11公里處有石家莊至太原鐵路干線，專用線約長(zhǎng)17公里。五礦選煤廠包括大井選煤廠和小井選煤廠兩部分，小井選煤廠2004年化歸大井選煤廠管理，成為大井選煤廠的一個(gè)直屬隊(duì)組綜合隊(duì)，五礦選煤廠與礦井座落在同一工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，綜合隊(duì)位于小井井口南部，大井選煤廠位于大井礦井的東部，五礦選煤廠于1991年12月19日正式投產(chǎn)，是一座設(shè)計(jì)入洗能力490萬噸/年（其中大井400萬噸，小井90萬噸）的大型礦井選煤廠。主洗無煙煤，采用跳汰分選工藝。主要產(chǎn)品有：洗中塊、洗小塊、3#篩選末煤、粒級(jí)煤、末煤、中煤和煤泥。主要銷往：山東、

16、天津、河北、遼寧、山西、江蘇、安徽等地。綜合隊(duì)（小井選煤廠）始建于上世紀(jì)80年代，建廠初期車間設(shè)備相當(dāng)簡(jiǎn)單，只有幾條皮帶運(yùn)輸機(jī)和振動(dòng)篩，工藝上只有簡(jiǎn)單的原煤篩分和大塊手選，1997年選煤廠進(jìn)行了升級(jí)改造，新建了一座洗煤車間，安裝了一套跳汰機(jī)洗選加工設(shè)備，才形成了較為完善的洗選加工工藝，主要產(chǎn)品有：洗中塊、洗小塊、3#篩選末煤、末煤、中煤和煤泥等。三 發(fā)展歷史1999年受外部市場(chǎng)影響和進(jìn)下煤質(zhì)條件所限，五礦末煤灰份一直居高不下，用戶意見很大，因此選煤廠安裝投運(yùn)了一套小時(shí)處理能力為80噸的干法選煤系統(tǒng)，對(duì)高灰末煤進(jìn)行分選，有效地解決了末煤灰分偏高的問題。使商品末煤灰分由28%左右降低到標(biāo)準(zhǔn)值24%

17、以下。并于當(dāng)年獲得集團(tuán)公司科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。1995年根據(jù)當(dāng)時(shí)生產(chǎn)條件和市場(chǎng)需求，五礦選煤廠在原有預(yù)留位置上安裝了一臺(tái)x5032kt型跳汰機(jī)，用于入洗大塊原煤，為提高跳汰機(jī)效能，2000年又對(duì)該跳汰機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)改造，更改了控制系統(tǒng)程序、參數(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排料；更換浮標(biāo)：用尖底浮標(biāo)替代原平底浮標(biāo)，降低矸中帶煤；增加排料道動(dòng)力源，阻止精煤受下漩水流的作用而排入矸中。通過改造，數(shù)量效率達(dá)到了90.81%，不完善度提高到了0.14，矸中帶煤平均降低了2.02%。為使選煤廠的實(shí)際處理能力與礦井的實(shí)際生產(chǎn)能力相配套，五礦選煤廠于2005年對(duì)篩選系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)、煤泥水處理系統(tǒng)及貯裝運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模全面改造。將生

18、產(chǎn)能力提升到了640萬噸/年（其中大井500萬噸，小井140萬噸）以上，選煤廠入選能力達(dá)到了871萬噸/年（其中大井612萬噸，小井159萬噸）。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了洗水閉路循環(huán)，煤泥全部廠內(nèi)回收，達(dá)到環(huán)保要求。2005年新安裝了進(jìn)口精煤離心脫水機(jī)和煤泥離心脫水機(jī)，穩(wěn)定了品種煤質(zhì)量，降低了產(chǎn)品水分。同時(shí)為積極適應(yīng)市場(chǎng)變化，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)了新產(chǎn)品粒級(jí)煤，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。2005年至2007年針對(duì)五礦原煤煤質(zhì)相對(duì)較差、灰分偏高的問題，在此基礎(chǔ)上，在集團(tuán)公司的大力支持下，完善了洗煤系統(tǒng)投產(chǎn)初期預(yù)留的二期設(shè)備安裝工程，包括安裝一套煤泥濃縮系統(tǒng)、兩套煤泥壓濾系統(tǒng)、兩臺(tái)煤泥離心機(jī)、兩臺(tái)精煤離心機(jī)、更新一套

19、跳汰系統(tǒng)等；對(duì)原煤系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)容改造，增加一部3673型進(jìn)口香蕉篩、對(duì)原煤運(yùn)輸轉(zhuǎn)載設(shè)備刮扳機(jī)、皮帶機(jī)進(jìn)行提高能力改造，并增加動(dòng)篩跳汰系統(tǒng)，取消人工檢質(zhì)。對(duì)裝車系統(tǒng)擴(kuò)建了塊炭倉，塊炭倉容由原來的4800噸將提高到7200噸。2007年隨著煤矸石電廠的建成投運(yùn)，選煤廠為了提供合格、充足的燃料，在北煤臺(tái)東側(cè)安裝了一套配煤系統(tǒng)，把中煤和末煤按一定比例進(jìn)行摻配，使發(fā)熱量始終控制在一定范圍內(nèi)，既利用了中煤資源，變廢為寶，提高了效益，又保證了電廠用煤質(zhì)量。2010年選煤廠迎來了又一個(gè)技改高峰，投資近一億的選煤廠2#井配套技改項(xiàng)目已經(jīng)開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2010年3月份原煤系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行，6月份洗煤系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行，工程

20、全部完成后，選煤廠生產(chǎn)能力將會(huì)增加230萬，達(dá)到歷史最好水平。五礦選煤廠歷史上員工最多時(shí)近1100多人，現(xiàn)有員工772人，其中專業(yè)技術(shù)人員18名，具有高級(jí)職稱的1名，中級(jí)職稱的5名?；旧闲纬闪怂刭|(zhì)金字塔構(gòu)架。全廠下設(shè)8個(gè)職能部室、5個(gè)隊(duì)、組織結(jié)構(gòu)較為合理，適應(yīng)了生產(chǎn)的需要。在崗職工中，現(xiàn)有黨員123名，占到職工總數(shù)的15.9%，大都從業(yè)于管理崗位和生產(chǎn)關(guān)鍵崗位，是五礦選煤廠員工隊(duì)伍的骨干核心。 建廠20年來，在集團(tuán)公司和礦黨政的正確領(lǐng)導(dǎo)下，全廠員工艱苦創(chuàng)業(yè)，頑強(qiáng)拼搏，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，狠抓產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、整合、完善工藝流程，產(chǎn)品數(shù)量從少到多，質(zhì)量從次到好，一年一個(gè)臺(tái)階，逐年提高。20年來

21、，共入選原煤51600448噸，品種煤產(chǎn)量12426888噸，特別是2006年以來品種煤產(chǎn)量連續(xù)三年突破120噸大關(guān)，2009年品種煤生產(chǎn)外運(yùn)突破141萬噸大關(guān)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前五礦選煤廠領(lǐng)導(dǎo)集體高揚(yáng)學(xué)習(xí)實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀大旗，把握煤炭發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，以建設(shè)高產(chǎn)高效、環(huán)境優(yōu)美、和諧文明的新型選煤廠為目標(biāo)，為適應(yīng)洗選加工能力達(dá)到900萬噸而不遺余力地工作。四 煤質(zhì)1、洗中塊：粒度范圍90-25mm，限下率15%，全水分5%，硫分1.20%，限上率10%，揮發(fā)分9.01-10.00%，發(fā)熱量6950-7350大卡，灰融性1400-1500，著火點(diǎn)375-390，可磨性60-70，熱穩(wěn)定性85

22、-95；2、洗小塊：粒度范圍25-13mm，限下率18%，全水分8%，硫分1.25%，；3、粒級(jí)煤：粒度范圍13-9mm，限下率20%，全水分9%，硫分1.50%，揮發(fā)分9.01-11.00%，發(fā)熱量6950-7150大卡，灰融性1400-1500，著火點(diǎn)375-390，可磨性70-85；4、3#精煤：粒度范圍-13mm，灰分13.8%，全水分9%，硫分1.00%，揮發(fā)分9.01-11.00%，發(fā)熱量6950-7150大卡，灰融性1400-1500，著火點(diǎn)375-390，可磨性70-85；5、末煤：粒度范圍-13mm，灰分23.01-24.00%，全水分6%，硫分1.20%，揮發(fā)分9.01-1

23、2.00%，發(fā)熱量5400-5800大卡，灰融性1400-1500，著火點(diǎn)375-390，可磨性70-85；6、配電煤：粒度范圍-13mm，發(fā)熱量3800-4200大卡，硫分1.20%。第二章 選煤工藝第一節(jié) 常用的選煤方法一 重選法重選法是根據(jù)礦物相對(duì)密度（通常稱比重）的差異來分選礦物的。密度不同的礦物粒子在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中（水、空氣與重液）受到流體動(dòng)力和各種機(jī)械力的作用，造成適宜的松散分層和分離條件，從而使不同密度的礦粒得到分離。二 浮選法浮選法是根據(jù)礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差別，經(jīng)浮選藥劑處理，使有用礦物選擇性地附著在氣泡上，達(dá)到分選的目的。 有色金屬礦石的選礦，如銅、鉛、鋅、硫、鉬等礦主要用

24、浮選法處理；某些黑色金屬、稀有金屬和一些非金屬礦石，如石墨礦、磷灰石等也用浮選法選別。 三 磁選法磁選法是根據(jù)礦物磁性的不同，不同的礦物在磁選機(jī)的磁場(chǎng)中受到不同的作用力，從而得到分選。它主要用于選別黑色金屬礦石（鐵、錳、鉻）；也用于有色和稀有金屬礦石的選別。四 電選法電選法是根據(jù)礦物導(dǎo)電率的差別進(jìn)行分選的。當(dāng)?shù)V物通過電選機(jī)的高壓電場(chǎng)時(shí)，由于礦物的導(dǎo)電率不同，作用于礦物上的靜電力也就不同，因而可使礦物得到分離。電選法用于稀有金屬、有色金屬和非金屬礦石的選別。目前主要用于混合粗精礦的分離和精選；如白鎢和錫石的分離；鋯英石的精選、鉭鈮礦的精選等。 選礦設(shè)備包括：球磨機(jī)，磁選機(jī)，干式磁選機(jī)，濕式磁選機(jī)

25、，磁鐵礦選礦設(shè)備，浮選機(jī)，礦用浮選機(jī)，分級(jí)機(jī)，螺旋分級(jí)機(jī)，高堰式螺旋分級(jí)機(jī)，烘干機(jī)，回轉(zhuǎn)窯，搖床，提升機(jī)，高頻篩，成品篩 ，高效濃縮機(jī) ，螺旋溜槽，圓盤造粒機(jī)，槽式給礦機(jī)，節(jié)能球磨機(jī)。選礦工藝技術(shù)與選礦設(shè)備的發(fā)展是同步的，設(shè)備的技術(shù)水平不僅是工藝水平的最好體現(xiàn)，其生產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)也直接影響著生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益。第二節(jié) 煤的可選性和破碎一 煤的可選性煤的可選性是指通過分選改善原煤質(zhì)量的難易程度。狹義的可選性是提原煤的密度組成對(duì)重力分選難易程度的影響；廣義的可選性還包括火花的粒度組成對(duì)重力分選過程的影響。然而，這種影向只可定性考慮，尚無法定量地評(píng)價(jià)，故通常所說的原煤可選性是指狹

26、義可選性。 原煤是由有機(jī)質(zhì)與礦物質(zhì)組成。煤中有機(jī)質(zhì)的密度低（煙煤通常小于1.4g/cm3）,礦物質(zhì)的密度高（通常在1.8 g/cm3），隨著二者構(gòu)成比例的不同,煤的灰分與密度之間具有較強(qiáng)的正相關(guān)系，即煤的灰分因密度的增大而上升。原煤通常不是簡(jiǎn)單地由煤與純矸石組成，還程度不同地含有密度介于二者之間的中煤和夾矸煤（煤和矸石的連生體，一般可用破碎方法使之分離）。在重力分選過程中，原煤所含中間密度（1.41.8 g/cm3）物的多少,決定著分選的難易程度,中間密度級(jí)(或鄰近的分選密度級(jí))含量越少,選后產(chǎn)品中的錯(cuò)配物越少,分選效率越高；反之,分選效率低。二 塊煤的破碎塊煤進(jìn)行的破碎，破碎的目的：1、符合

27、用戶對(duì)煤的粒度上限的要求。在工業(yè)上動(dòng)力用煤最大粒度一般要求50mm，個(gè)別的用煤行業(yè)可以將上限擴(kuò)大到80100mm。2、符合選煤設(shè)備的性能。選煤設(shè)備都有粒度上限的要求，如一般跳汰機(jī)要求上限粒度為50mm，可以擴(kuò)大到80100mm；再擴(kuò)大，其排矸系統(tǒng)就不能適應(yīng)。3、符合煤性質(zhì)的要求。許多煤炭含有不少大塊夾矸煤，將這些煤破碎到50mm以下，可以解離并釋放一部分精煤。有的煤夾矸較細(xì)，要破碎到更細(xì)粒度才能解離，一般這個(gè)破碎工序都布置在選中煤中破碎，可以破碎到13mm或6mm，這樣，不作多余的破碎，破碎量小，產(chǎn)生的次生煤泥量少。4、矸石破碎入選。如果原煤中大塊矸石含量很少，可以不設(shè)常規(guī)手選，而將大塊矸石和

28、大塊煤都破碎到入選上限以下，減少手選工作量，但是，如果大塊矸石量很多，采取這種措施就不合適了。破碎機(jī)在選煤工藝流程中是既費(fèi)動(dòng)力，事故又多的環(huán)節(jié)，而且破碎的矸石產(chǎn)生的次生煤泥灰分高，有的容易泥化的矸石，破碎到小粒度對(duì)濕法選煤影響更大。第三節(jié) 跳汰選煤一 國(guó)內(nèi)外跳汰選煤技術(shù)的發(fā)展據(jù)記載，在16世紀(jì)中葉，“跳汰”技術(shù)主要應(yīng)用于歐洲的選礦業(yè)，直到1850年前后，“跳汰”技術(shù)才廣泛用于選煤行業(yè)。1892年具有劃時(shí)代意義的鮑姆跳汰機(jī)問世，使跳汰技術(shù)逐步得到改進(jìn)與完善，出現(xiàn)了各種空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)。 由于空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)按空氣室位置的不同，又分為篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)和篩下空氣室跳汰機(jī)。為降低跳汰機(jī)的分選下限，提高細(xì)粒

29、煤分選效果，一些國(guó)家還研制了復(fù)振跳汰機(jī)和離心跳汰機(jī)。據(jù)介紹，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)以及澳大利亞正在研究離心跳汰機(jī)。目前正在使用的還有動(dòng)篩式跳汰機(jī)，包括液壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)。最先研制出液壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)的是khd公司，用于處理250mm80mm粒級(jí)毛煤。1984年，khd公司又研制出了romjig型動(dòng)篩跳汰機(jī)，該機(jī)可分選50mm400mm的大塊物料，處理能力達(dá)到400t/h。目前，該機(jī)已在我國(guó)及其他國(guó)家得到了應(yīng)用。煤炭科學(xué)研究院唐山分院在1989年成功研制了我國(guó)第一臺(tái)tdd2.5型液壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)。隨后又在1991年，1995年和1998年先后研制了td14/2.8，td1

30、6/3.2和td18/3.6動(dòng)篩跳汰機(jī)，可分選500mm300mm的物料，處理能力達(dá)到250t/h，工藝指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其價(jià)格僅相當(dāng)于引進(jìn)動(dòng)篩跳汰機(jī)的1/10，但在可靠性方面趕不上引進(jìn)的動(dòng)篩跳汰機(jī)。沈陽煤炭研究所在消化吸收液壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)基礎(chǔ)上又開發(fā)了機(jī)械驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械和電控系統(tǒng)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、易于維護(hù)，但處理能力、入料粒度范圍、分選精度均不及液壓驅(qū)動(dòng)式跳汰機(jī)。 跳汰選煤是在垂直升降的變速介質(zhì)流中按礦粒密度進(jìn)行分選的過程。是否采用跳汰方法選煤的關(guān)鍵看原煤的可選性。而原煤的可選性就是原煤在洗選過程中獲得一定質(zhì)量產(chǎn)品的可能性和難易程度。它是一種工藝技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要評(píng)

31、價(jià)在某種選煤過程中能否獲得既定質(zhì)量的產(chǎn)品。影響原煤可選性難易的因素主要是產(chǎn)品的質(zhì)量要求、選煤方法和工藝技術(shù)。而可選性難易又決定采用哪種選煤方法。原則上，中等可選、易選的和極易選的3種原煤都應(yīng)采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后來確定，對(duì)極難選煤，原則上必須采用重介法，以求高水平、高質(zhì)量和高效益。 我國(guó)煤炭可選性從整體上說屬中等可選和難選,有部分易選和極難選。從選煤業(yè)開始至今，由于重介選是一個(gè)相對(duì)新的工藝，并一直處在不斷完善之中，又由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力等原因，除干選等特殊工藝外，一般都采用了成熟且技術(shù)經(jīng)濟(jì)比合適的跳汰選煤方法，并在實(shí)踐中進(jìn)一步完善，如不斷提高自動(dòng)控制水平。

32、從我們對(duì)各省礦區(qū)選煤工藝調(diào)查情況來看也說明了這一點(diǎn)。我國(guó)大部分選煤廠采用跳汰方法及其工藝，或與浮選、重介聯(lián)合的選煤工藝。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有的選煤廠由于管理科學(xué)、工藝合理，跳汰機(jī)雖然使用時(shí)間較長(zhǎng)，也能正常工作，且能滿足正常生產(chǎn)的需要。通過對(duì)156家選煤廠的調(diào)研發(fā)現(xiàn), 跳汰選煤仍為我國(guó)主要的選煤工藝,有140個(gè)選煤廠采用跳汰工藝（其中包括聯(lián)合工藝），11個(gè)采用全重介，22個(gè)選煤廠采用 跳汰重介浮選工藝，35個(gè)選煤廠采用跳汰浮選工藝。 煉焦煤選煤廠一般采用較復(fù)雜的工藝，原煤入選粒度范圍在500mm。對(duì)易選煤或中等可選煤采用跳汰浮選工藝，對(duì)難選煤或極難選煤采用重介浮選或重介跳汰浮選中煤重介浮選聯(lián)合工藝。

33、動(dòng)力煤選煤廠一般采用較為簡(jiǎn)單的工藝（重介選或跳汰選排矸工藝），原煤入選上限粒度為 100（300）mm，下限粒度為25（13或6）mm。 二 跳汰機(jī)的沿革選煤史上使用跳汰機(jī)已有100 多年，1830 年出現(xiàn)的是手動(dòng)跳汰機(jī)，10 年（1840 年）出現(xiàn)定篩跳汰機(jī)，1848年，發(fā)明了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械傳動(dòng)跳汰機(jī)，它是活塞式跳汰機(jī)的原型。隨著技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，活塞跳汰機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能有了新的發(fā)展。18501864年逐步將圓形活塞改為矩形活塞，跳汰機(jī)的機(jī)底也由過去的平底發(fā)展成半圓形（圖21）和角錐形（圖22）。 圖21 半圓機(jī)底的哈慈跳汰機(jī)圖22 角錐機(jī)底的哈慈跳汰機(jī)1878年開始采用差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的

34、活塞跳汰機(jī)，突破傳統(tǒng)的洗水脈動(dòng)的正弦周期，出現(xiàn)非對(duì)稱周期?；钊瓩C(jī)的跳汰周期調(diào)整困難，對(duì)原煤性質(zhì)變化適應(yīng)能力差。另外運(yùn)動(dòng)部件磨損較嚴(yán)重，往往導(dǎo)致洗選效果下降，發(fā)展受到限制。但由于這種跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于掌握，因此至今仍有采用。對(duì)跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)來說，具有革命意義的是18911892年出現(xiàn)的鮑姆跳汰機(jī)即無活塞跳汰機(jī)。它將跳汰機(jī)的洗水脈動(dòng)方式由機(jī)械產(chǎn)生的脈沖改為壓縮空氣產(chǎn)生的脈沖，這樣不僅有利于擴(kuò)大跳汰機(jī)有效分選面積，而且洗水脈動(dòng)參數(shù)也易于調(diào)整，給跳汰機(jī)的操作提供了方便，同時(shí)對(duì)提高跳汰機(jī)的處理能力和改善分層效果創(chuàng)造了有利條件。最早的空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)如圖23 所示，與現(xiàn)代跳汰機(jī)相比，區(qū)別較大的地方是煤流方

35、向?yàn)闄M向。圖23 無活塞跳汰機(jī)1901年出現(xiàn)了分選不分級(jí)煤的跳汰機(jī)（圖24），這種結(jié)構(gòu)形式已具備現(xiàn)代化跳汰機(jī)的基本特點(diǎn)。洗選r2），在這種形式的機(jī)體上，再配置合理的導(dǎo)流板，可使跳汰室橫向上水流波高比較均勻，并能縮小空氣室與跳汰室的寬度之比。（二） 、篩板跳汰機(jī)篩板的作用是承托床層，與機(jī)體一起形成床層分層的空間，控制透篩排料速度和重產(chǎn)物床層的水平移動(dòng)速度。因此，篩板要有足夠的機(jī)械性能和工藝性能。機(jī)械性能包括篩板的剛性、耐磨性，使之堅(jiān)固耐用；工藝性能包括篩板的穿透性、合理的傾角和孔形。即有適當(dāng)?shù)拈_孔率，以減小對(duì)水流運(yùn)動(dòng)的阻力；有合理的傾角和孔形，使物料便于運(yùn)輸、篩孔不宜堵塞和便于清理。篩板有沖孔篩

36、板與棒條篩板等。沖孔篩板的孔形有圓形、正方形和長(zhǎng)方形，篩板的開孔率為25%35%。圓形篩孔用的最廣泛。棒條篩板篩面堅(jiān)固，剛性好，開孔率大，能達(dá)50%，為沖孔篩板的1.5倍。篩板的傾角與原料中重產(chǎn)物的含量有關(guān)。重產(chǎn)物含量大時(shí)，篩板傾角就大些，反之則小些。傾角的作用是保持床層中重產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)速度、床層的厚度及其透篩量，但透篩量應(yīng)在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。通常第一段篩板傾角大于第二段。（三） 、風(fēng)閥風(fēng)閥的作用是周期性的使空氣室與風(fēng)包或與大氣相連或隔絕，從而在跳汰室造成脈動(dòng)水流。風(fēng)閥結(jié)構(gòu)及其工作制度，在很大程度上影響著水流在跳汰機(jī)中的振動(dòng)特性，因此，風(fēng)閥是跳汰機(jī)最關(guān)鍵的部件。風(fēng)閥有以下三種形式：作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)風(fēng)

37、閥（即立式風(fēng)閥）；做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥（即臥式風(fēng)閥）；活門型和滑動(dòng)型的電磁風(fēng)閥（即電控氣動(dòng)風(fēng)閥）。（四） 、跳汰機(jī)的排料裝置跳汰機(jī)的排料機(jī)構(gòu)，是將床層按密度分好層次后的物料，準(zhǔn)確、及時(shí)和連續(xù)的排出，以保證產(chǎn)品分離和床層穩(wěn)定的重要部件，進(jìn)而使跳汰機(jī)能得到較高的生產(chǎn)率和較好的分選效率。各段輕產(chǎn)物是依靠水平流的運(yùn)輸作用，隨水流越過溢流堰排除。各段重產(chǎn)物是由篩上排料和透篩排料兩種方式排出。塊煤或不分級(jí)物料的重產(chǎn)物，以篩上物料為主；末煤的重產(chǎn)物以透篩排料為主，或者兩者并重；煤泥跳汰機(jī)的重產(chǎn)物幾乎全部采用透篩排料。四 跳汰機(jī)種類煤用跳汰機(jī)的種類很多。目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用的是空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)，其結(jié)構(gòu)可分為兩類

38、：篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)和篩下空氣室跳汰機(jī)。前者也叫鮑姆跳汰機(jī)，后者也叫高桑跳汰機(jī)。這兩類跳汰機(jī)還可根據(jù)其用途、入選粒度和機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，如表21所列。表21 空氣室跳汰機(jī)的類型（一） 、篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)1、基本構(gòu)造圖25為篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)的基本構(gòu)造。機(jī)體的作用是容納洗水和分選物料，構(gòu)成分選空間，支承跳汰機(jī)的部件和附屬裝置。機(jī)體上部為長(zhǎng)方形，下部為半圓形、角錐形或過渡形。圖25 篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)1機(jī)體；2風(fēng)閥；3篩板；4排料裝置；5補(bǔ)充水管機(jī)體內(nèi)用縱隔板分為空氣室和跳汰室。跳汰室內(nèi)裝有篩板及控制排料的閘門?？諝馐疑喜垦b有風(fēng)閥，中部裝有補(bǔ)充水管。機(jī)體沿縱向用橫隔板分為矸石段和中煤段。每段又分為二個(gè)或

39、三個(gè)格室及排料筒。每個(gè)格室有單獨(dú)的風(fēng)閥和補(bǔ)充水管，可單獨(dú)調(diào)節(jié)風(fēng)量和水量。一般在每段末端設(shè)重產(chǎn)物排料筒及排料裝置，采用倒排矸時(shí)，第一段起始端設(shè)排料筒。為防止格室之間及格室與排料筒之間水流相互竄擾，隔板幾乎伸到機(jī)體底部。跳汰室的寬度決定著跳汰機(jī)的允許給煤量，從而影響跳汰機(jī)的處理能力。由于受到水流運(yùn)動(dòng)均勻性的限制，目前跳汰室的寬度最大只達(dá)到2.53m，因而篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)難以大型化。跳汰機(jī)每段的長(zhǎng)度決定物料在跳汰機(jī)中分層的時(shí)間，長(zhǎng)度過大，重產(chǎn)物向排料口移動(dòng)困難，所以跳汰機(jī)各室的長(zhǎng)度一般為1.01.2m。風(fēng)閥周期性給入和排出壓縮空氣，推動(dòng)跳汰室形成脈動(dòng)水流。頂水從空氣室下部的補(bǔ)充水管給入，以改變跳汰機(jī)

40、的跳汰周期特性，并在跳汰室形成水平水流，運(yùn)輸物料。物料在機(jī)頭被沖水潤(rùn)濕后給入跳汰機(jī)。經(jīng)過分層，矸石和中煤分別經(jīng)矸石段和中煤段的排料閘門排到機(jī)體下部，與透篩排出的細(xì)粒矸石和中煤會(huì)合，由脫水斗式提升機(jī)運(yùn)出；精煤經(jīng)溢流堰隨水流出。2、國(guó)產(chǎn)篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)我國(guó)使用的跳汰機(jī)種類繁多。從20世紀(jì)50年代開始，研究出第一代鮑姆型跳汰機(jī)，并在總結(jié)國(guó)內(nèi)外跳汰機(jī)生產(chǎn)的餓基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)煤質(zhì)特點(diǎn)，隨后又研制出第二代篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)。目前國(guó)產(chǎn)篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)有wt、ltw和ltg三種系列。在wt系列中，wt8k和wt10k為塊煤跳汰機(jī)，wt10m和wt16m為末煤跳汰機(jī)，也可用于不分級(jí)煤（500mm）混合入選。ltw

41、系列中l(wèi)twm2.6（跳汰室寬度為2.6米）和ltw15兩種型號(hào)，都可用做末煤跳汰機(jī)。ltg系列為不分級(jí)煤用跳汰機(jī)，是我國(guó)篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)新產(chǎn)品，目前僅生產(chǎn)ltg15型一種。（二） 、篩下空氣室跳汰機(jī)篩下空氣室跳汰機(jī)的空氣室在篩板下面，且沿全寬布置，因而沿跳汰室脈動(dòng)水流寬度均勻分布，波高相同。篩下空氣室跳汰機(jī)除了把空氣室移到篩板下面以外，其它結(jié)構(gòu)與篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)基本相同。篩下空氣室跳汰機(jī)是一種結(jié)構(gòu)新穎的空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)，為日本高桑健等人首創(chuàng)。這種跳汰機(jī)的特點(diǎn)是：將空氣室移至跳汰室篩板下面，克服了篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)的跳汰室中脈動(dòng)水流沿寬度方向不均勻的問題，使跳汰機(jī)在提高處理量及向大型化發(fā)展方面邁出

42、了一大步，因而引起選煤界的廣泛重視，各國(guó)相繼開展了對(duì)篩下空氣室跳汰機(jī)的研究工作。我國(guó)于1964年開始研制篩下空氣室跳汰機(jī)，ltx系列跳汰機(jī)是由我國(guó)自行研究制造的，目前已廣泛應(yīng)用于選煤廠中。第四節(jié) 跳汰選煤工藝流程一 顆粒在垂直交變水流中的受力分析及運(yùn)動(dòng)方程（一）、跳汰機(jī)中水流運(yùn)動(dòng)特性活塞跳汰機(jī)工作原理如圖26所示圖26活塞跳汰機(jī)工作原理1機(jī)體；2縱向隔板；3篩板；4活塞；5曲柄裝置縱向隔板2將機(jī)體1分成兩個(gè)相互連通的部分活塞間（b1）和跳汰間（b2），曲柄裝置5是由偏心輪（r）和連桿（l）組成，以此驅(qū)動(dòng)活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。跳汰機(jī)工作時(shí)，機(jī)箱中充滿水，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，水由活塞間被壓向跳汰間產(chǎn)生

43、上升水流；當(dāng)曲柄裝置轉(zhuǎn)過最低點(diǎn)，活塞開始向上運(yùn)動(dòng)，水返回活塞間，在跳汰間產(chǎn)生下降水流。由圖26可知，若偏心輪的偏心距為r，連桿的長(zhǎng)度為l，且lr時(shí)，活塞上下運(yùn)動(dòng)速度v可以看作是偏心輪的圓周速度在垂直方向的分速度，即： (21)式中偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，偏心輪轉(zhuǎn)過角所需的時(shí)間，；偏心輪轉(zhuǎn)速，。根據(jù)公式（21），當(dāng)或時(shí)，活塞的瞬時(shí)速度絕對(duì)值最小，即min。當(dāng)或時(shí)，活塞瞬時(shí)速度絕對(duì)值最大，即： maxr (22)按絕對(duì)值計(jì)算，當(dāng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，活塞行程為2，所需時(shí)間是t=1/n，所以，在一周內(nèi)活塞的平均速度mea為： mea 由公式(22)得 max那么 meamaxmax (23)活塞運(yùn)動(dòng)的加速度

44、v可由活塞運(yùn)動(dòng)速度的一階導(dǎo)數(shù)求出： v (24)經(jīng)過時(shí)間t后活塞的行程h，可由活塞運(yùn)動(dòng)速度對(duì)時(shí)間的積分求出： (25)在跳汰機(jī)室內(nèi)，水流運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度比活塞運(yùn)動(dòng)的速度小些，因?yàn)椋?、活塞與機(jī)壁之間有縫隙，有漏水現(xiàn)象，所以必須加上一個(gè)考慮漏水的系數(shù)；2、跳汰室的面積一般均大于活塞室的面積，所以還必須乘上一個(gè)反映兩室寬度比系數(shù)b1/b2（ 見圖26），因此，跳汰室內(nèi)的水流速度和水流加速度u以及行程水波高度）分別為： 12 (26) 12 (27) 12 (28)根據(jù)公式(26)、(27)、(28)，在直角坐標(biāo)系中繪制活塞跳汰機(jī)內(nèi)脈動(dòng)水流的運(yùn)動(dòng)速度、加速度以及行程曲線(圖27)。從圖中看出活塞跳汰機(jī)

45、內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)速度是一條正弦函數(shù)曲線，水流運(yùn)動(dòng)的加速度為余弦函數(shù)曲線。活塞跳汰機(jī)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，水流在跳汰室中上下脈動(dòng)一次。跳汰機(jī)中介質(zhì)上下脈動(dòng)一次所經(jīng)歷的時(shí)間稱為跳汰周期，以t表示。而分選介質(zhì)每分鐘的脈動(dòng)次數(shù)n(n=1/t)稱為跳汰頻率。在一個(gè)跳汰周期內(nèi)，跳汰室內(nèi)脈動(dòng)水流的變化曲線叫跳汰周期特性曲線。圖27 活塞跳汰機(jī)內(nèi)水流的速度、加速度及行程變化曲線（二）、顆粒在垂直交變水流中的受力分析及運(yùn)動(dòng)方程為便于與跳汰周期特性曲線對(duì)照分析，假定顆粒運(yùn)動(dòng)速度及加速度方向向上為正，向下為負(fù)，則某球形顆粒在跳汰機(jī)內(nèi)非穩(wěn)定流中受到的作用力如下：球體在介質(zhì)中的重力g0 g0= (29)因?yàn)?，重力加速度方向向下取?fù)

46、值，所以g0方向也向下與方向一致為負(fù)值。介質(zhì)對(duì)球體運(yùn)動(dòng)的阻力rh只有當(dāng)球體顆粒與介質(zhì)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生阻力。球體在床層中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)床層松散時(shí)，其運(yùn)動(dòng)條件接近于干擾沉降。因此介質(zhì)對(duì)球體運(yùn)動(dòng)的阻力為： rh=h (210)式中 球體對(duì)介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；球體相對(duì)于地面的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；床層間隙的水流速度，也是相對(duì)于地面的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度阻力rh的作用方向與球體對(duì)于介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的方向相反。當(dāng)球體的相對(duì)速度的方向向下時(shí)，阻力rh的方向向上；當(dāng)相對(duì)速度的方向向上時(shí)，阻力rh的方向向下。二 跳汰床層的松散和分層過程在整個(gè)跳汰周期中，介質(zhì)、顆粒及床層的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖28所示（以正弦跳汰周期為例）。圖28a表示介

47、質(zhì)和顆粒的運(yùn)動(dòng)速度及介質(zhì)加速度隨時(shí)間的變化狀況；圖28b表示在一個(gè)跳汰周期內(nèi)介質(zhì)和床層的行程與時(shí)間的關(guān)系以及床層的松散狀況。圖28 正弦跳汰周期內(nèi)床層的松散分層過程、v水、低密度物和高密度物的運(yùn)動(dòng)速度；s、h水、低密度物和高密度物的行程；a水流運(yùn)動(dòng)的加速度按照介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特性，將一個(gè)周期分成四個(gè)階段，現(xiàn)分析如下：第一階段：水流加速上升期水流在開始上升前0/2周期內(nèi)，水流運(yùn)動(dòng)的特性是：上升水流的速度和加速度的方向均向上，速度值由零增加到最大值，加速度值由最大值減小到零。在此階段初期，床層是呈緊密狀態(tài)，隨著水流上升，最上層的細(xì)小顆粒開始浮動(dòng)，當(dāng)篩下水上升速度得到一定值時(shí)，即超過了所有顆粒的干擾沉降末

48、速時(shí)，床層脫離篩面升起。進(jìn)而床層漸趨松散，顆粒間便有了相互轉(zhuǎn)離的可能性。在速度阻力rh加速度附加推力p以及附加質(zhì)量慣性力f（方向都向上）和顆粒在介質(zhì)中的重力g0（方向向下）的綜合作用下，低密度的粗煤粒和高密度的細(xì)小顆粒較早地升起，而大部分高密度物則滯后上升。這種情況對(duì)于按密度分層是有利的。但上升初期總的看來床層比較緊密，限制了顆粒的運(yùn)動(dòng)和分層。同時(shí)這階段顆粒上升速度的增加也小于水速的增加，使顆粒與介質(zhì)間的相對(duì)速度增加，速度阻力rh增大，以致顆粒的粒度和形狀對(duì)按密度分層影響增大，而且這一期間延續(xù)越長(zhǎng)，對(duì)按密度分層影響也越顯著。為減小速度阻力rh的不利影響，突出加速度附加推力p和附加質(zhì)量慣性力f對(duì)

49、按密度分層的有利影響，希望上升前期時(shí)間短，并有較大的向上水流加速度。第二階段：水流減速上升期偏心輪轉(zhuǎn)角在/2內(nèi)，水流加速度值由零增到最大值，方向向下，水流速度值由最大值降到零，方向仍向上，即作減速上升運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)階段的初期，床層在速度阻力rh（方向向上）的推動(dòng)下繼續(xù)上升，松散度逐漸達(dá)到最大。由于上升水速的不斷減小，顆粒在此期間上升速度也已開始逐漸減小，甚至部分高密度粗顆粒已停止上升，并開始下降。由于顆粒上升速度的減小比水流上升速度的減小要慢，顆粒和水流的運(yùn)動(dòng)速度逐漸接近，其相對(duì)速度逐漸減小，因此在某一瞬間，顆粒的上升速度與水流的上升速度相等，即相對(duì)速度vc=0（如圖28a的m點(diǎn)）。此后，相對(duì)速

50、度vc可能再次逐漸擴(kuò)大但與第一階段相比，此值較小。由于相對(duì)速度vc小，此時(shí)的速度阻力rh也減小，顆粒粒度和形狀對(duì)按密度分層的影響也較小，顆粒可以充分地按密度分層。但是，這個(gè)時(shí)期的加速度附加推力p和附加質(zhì)量慣性力f的方向都向下，促使低密度顆粒比高密度顆粒上升得更慢，因而影響按密度分層的效果。因此，在這個(gè)時(shí)期內(nèi)希望有較小的向下加速度，使上升水流緩慢地過渡到下降水流，延續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)按密度分層越有利。對(duì)于旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥和數(shù)控風(fēng)閥可通過延長(zhǎng)膨脹期來實(shí)現(xiàn)這一條件。第三階段：水流加速下降期偏心輪轉(zhuǎn)角在3/2內(nèi)，水流速度方向向下，加速度方向也向下。這期間床層仍保持充分松散狀態(tài)，由于水流的運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)而向下，且水速受強(qiáng)制推動(dòng)，水流下降速度迅速增加，甚至超過了低密度物的下降速度，與高密度物間的相對(duì)速度vc也逐漸減?。ㄈ鐖D28a），所以速度阻力rh小，顆粒粒度和形狀對(duì)按密度分層影響也很小。這一階段仍是按密