提高煤泥水處理能力技術(shù)的應(yīng)用

1、提高煤泥水處理能力技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)報(bào)告完成單位：四川廣旺能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 唐家河煤礦洗煤廠主要協(xié)作單位：煤炭加工利用與節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究所主研人員：任紹偉 岳 雄 嚴(yán)立新 陳宗和 趙 陽(yáng) 陳洪才 任貞平 曾洪偉 張世佳 付玉紅 楊建均二0一五年四月 目錄目錄2第一章 概況51.1項(xiàng)目背景51.1.1原煤現(xiàn)狀51.1.2洗煤廠現(xiàn)狀51.1.3改造的必要性71.2 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容71.3 項(xiàng)目研究的關(guān)鍵問(wèn)題及技術(shù)難點(diǎn)81.4主要技術(shù)指標(biāo)81.5 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)路線（或方案）91.6預(yù)期目標(biāo)91.7計(jì)劃成本10第二章 煤泥水體系研究112.1 煤泥水體系112.1.1煤泥水濃度的測(cè)

2、定112.1.2 煤泥水的化學(xué)性質(zhì)112.2煤泥水的沉降特性122.2.1試驗(yàn)方法122.2.2煤泥水沉降分區(qū)122.2.3 沉降時(shí)間測(cè)定132.2 藥劑特性142.4加藥量152.5加藥點(diǎn)與加藥方式16第三章 喂料泵工況分析163.1泵工作狀況與效率分析173.1.1何希杰公式173.1.2伯努利方程求解173.1.3運(yùn)用壓力表確定泵的揚(yáng)程193.1.4泵的工況點(diǎn)203.1.5 結(jié)論21第四章 壓濾機(jī)改造214.1 壓濾機(jī)的組成224.2 壓濾機(jī)的工作原理224.3煤泥可浮性234.3.1浮選精煤產(chǎn)率234.3.2可燃體回收率244.3.3煤泥可浮性等級(jí)劃分244.3.4優(yōu)質(zhì)原煤可浮性評(píng)定2

3、44.4.5 劣質(zhì)原煤浮選入料可浮性評(píng)定254.5改造前煤泥水處理狀況分析264.5.1精煤壓濾機(jī)處理狀況分析264.5.2尾煤系統(tǒng)處理狀況分析264.5壓濾機(jī)改造措施284.5.1 增設(shè)濾板294.5.2 改變拉板方式294.5.3 把手更換304.5.4 跑道及限位裝置位移304.5.5 修改PLC控制參數(shù)304.5.6 優(yōu)化濾液排出304.6改造后性能分析314.6.1改造后壓濾機(jī)擴(kuò)能分析314.6.1改造后精煤壓濾機(jī)性能分析314.6.2改造后尾煤系統(tǒng)性能分析324.6.3全年節(jié)約影響天數(shù)33第五章 效益分析335.1 經(jīng)濟(jì)效益分析345.1.1節(jié)約天數(shù)利潤(rùn)分析345.1.2 用電分析

4、345.2 社會(huì)效益34第一章 概況1.1項(xiàng)目背景煤炭是我國(guó)主要的能源，每年生產(chǎn)和消費(fèi)煤炭都在十幾億噸以上，選煤是煤炭深加工和潔凈、高效利用的基礎(chǔ)。隨著煤炭資源的深度開(kāi)采和井下機(jī)械化程度的提高，所采原煤煤質(zhì)特性已發(fā)生劇烈變化。處于煤炭生產(chǎn)和加工咽喉環(huán)節(jié)的洗煤廠，如不及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，勢(shì)必不能滿足國(guó)家對(duì)煤炭資源利用的要求，也不可能為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。1.1.1原煤現(xiàn)狀唐家河洗煤廠屬于礦井型洗煤廠，入洗原煤主要來(lái)自唐家河煤礦。然而唐家河煤礦屬于年久老礦，其煤炭資源儲(chǔ)量已大部分開(kāi)采，連最好的3184采面的煤質(zhì)都悄然不如往年，1111工作面原煤泥性、黏性礦物含量過(guò)大。加之，近年來(lái)綜采綜掘等先進(jìn)采

5、煤工藝的引進(jìn)，更使得原煤組成惡劣。1.1.2洗煤廠現(xiàn)狀唐家河洗煤廠尾煤煤泥水處理工藝采用一段濃縮，如圖1所示。入料來(lái)自于浮選尾礦水和中矸高頻篩篩下水，底流進(jìn)入尾煤濃縮機(jī)，溢流當(dāng)作洗煤生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)水。精煤處理工藝如圖2所示。該工藝自建廠確定，基本滿足生產(chǎn)要求。近幾年隨著洗煤量的增加和系統(tǒng)幾經(jīng)改造，系統(tǒng)暴露出許多問(wèn)題。1唐家河洗煤廠原設(shè)計(jì)能力為0.45Mt/年，隨著年限的推延，現(xiàn)實(shí)際入洗能力已達(dá)到0.6Mt/年。系統(tǒng)煤泥含量增加，濃縮機(jī)工作壓力大，沉降效果差，循環(huán)水濃度加大。2當(dāng)入洗384采面優(yōu)質(zhì)原煤時(shí)，浮選效果好。浮選精煤量較大，精礦池負(fù)荷大，不能滿足生產(chǎn)需要。為了滿足生產(chǎn)需要，常常以縮短精煤壓

6、濾時(shí)間的方式減輕精礦池壓力，這樣必然導(dǎo)致精煤壓濾機(jī)負(fù)荷加大和最終浮選精煤產(chǎn)品由于壓濾時(shí)間不足引起的水分含量高。3當(dāng)入洗1111劣質(zhì)原煤時(shí)，煤泥含量大，處理系統(tǒng)難度加大，常導(dǎo)致耙式濃縮機(jī)耙架被壓死、循環(huán)水變差等嚴(yán)重制約生產(chǎn)和影響產(chǎn)品質(zhì)量的狀況發(fā)生。4生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)用水濃度增大，精煤篩、接粗篩、礦漿預(yù)處理器、合介桶等用水質(zhì)量差，直接影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。煤泥水處理系統(tǒng),如圖1：圖1精煤壓濾系統(tǒng),如圖2：圖21.1.3改造的必要性煤泥水處理系統(tǒng)往往是洗煤廠投資最大的工藝系統(tǒng)，也是洗煤廠生產(chǎn)和管理中最重要、最復(fù)雜的系統(tǒng)。關(guān)鍵是在于其涉及到洗煤廠的各個(gè)環(huán)節(jié)，其運(yùn)行、管理的好壞直接關(guān)系到洗煤廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)

7、效益。唐家河洗煤廠作為礦屬洗煤廠必須改善煤泥水處理環(huán)節(jié)，為礦井的現(xiàn)代化建設(shè)和產(chǎn)能擴(kuò)能提供硬性基礎(chǔ)；同時(shí)保證洗煤廠的正常、高效生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；為了礦井穩(wěn)步發(fā)展、廠內(nèi)高效生產(chǎn)、降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高煤泥水處理能力已迫在眉睫，勢(shì)在必行。1.2 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容1對(duì)絮凝劑濃度和給藥量的大小進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。找出在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中符合原料煤煤質(zhì)的最佳藥劑比，找出最佳藥劑種類和最佳給藥點(diǎn)。2測(cè)定耙式濃縮機(jī)內(nèi)煤泥的沉降速度，在最佳藥劑制度前提下，通過(guò)分析沉降速度變化規(guī)律，找出正常生產(chǎn)情況下的最佳壓濾拉板間隔時(shí)間及單位處理量。3對(duì)喂料泵輸送高濃度煤漿時(shí)的工作狀況以及效率進(jìn)行測(cè)試。尋找給料

8、泵對(duì)于給料點(diǎn)所需的揚(yáng)程和單位處理流量。4調(diào)整濾板拉板工作循環(huán)，重新編制PLC控制程序。以求達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)所需的回程。此外，還需調(diào)整液壓油缸、空氣機(jī)壓縮機(jī)等配套設(shè)施。1.3 項(xiàng)目研究的關(guān)鍵問(wèn)題及技術(shù)難點(diǎn)1攻克目前適合我廠的藥劑種類和藥劑制度，測(cè)定煤泥的沉降速度及沉降特性。2 對(duì)喂料泵的工作狀況和效率進(jìn)行評(píng)定。3 需要壓濾機(jī)廠家對(duì)壓濾機(jī)PLC程序進(jìn)行重新編制，調(diào)試回程及拉板小車等。1.4主要技術(shù)指標(biāo)在加工唐家河煤礦384工作面產(chǎn)優(yōu)質(zhì)原煤時(shí)，可減少因浮選精煤壓濾能力不足而影響生產(chǎn)的時(shí)間。在加工綜掘半煤巷工作面，特別是加工唐家河煤礦即將投入生產(chǎn)的1111工作面原煤時(shí)，可保證洗煤廠尾煤煤泥水處理系統(tǒng)適應(yīng)生

9、產(chǎn)需要，保證洗煤廠的生產(chǎn)能力不會(huì)大幅度的下降，以維持唐家河煤礦的正常生產(chǎn)。在現(xiàn)有條件下，由于煤泥濃縮和處理效率的提高，現(xiàn)場(chǎng)上可保證洗選廠耙式濃縮機(jī)的工作壓力穩(wěn)定、循環(huán)水質(zhì)量及耙式濃縮機(jī)壓耙等重大生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率。同時(shí)，由于循環(huán)水得到改善，可以在一定程度上提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。1.5 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)路線（或方案） 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)：一是在壓濾機(jī)原來(lái)完整結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)濾板；二是調(diào)整藥劑制度。三是給每臺(tái)壓濾機(jī)增加濾板，重新編制壓濾機(jī)PLC控制程序，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制上，調(diào)整絮凝劑使用量以求達(dá)到最佳煤泥絮團(tuán)狀態(tài)，提高唐家河煤礦洗選廠煤泥處理能力。關(guān)鍵技術(shù)路線（或方案）：首先，保證喂料泵的各項(xiàng)參數(shù)以及

10、與壓濾機(jī)配套的液壓系統(tǒng)、濾板移動(dòng)裝置、空氣壓縮機(jī)等一系列設(shè)備的參數(shù)設(shè)定必須和改造后所需參數(shù)相匹配；其次，煤泥水的沉降速度和耙式濃縮機(jī)的濃縮效率必須和壓濾機(jī)的壓濾周期相適應(yīng)，以保證濃縮機(jī)的正常工作。1.6預(yù)期目標(biāo)本項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)是能在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成對(duì)提高煤泥水處理能力技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)研究成功后，將提高了唐家河煤礦洗選廠對(duì)煤泥水浮選精煤的處理能力，達(dá)到提高產(chǎn)能和加工高灰劣質(zhì)煤的目的。保證洗選廠耙式濃縮機(jī)工作壓力穩(wěn)定，降低壓耙等重大生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率。為礦創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高職工的工資收入。1.7計(jì)劃成本改造內(nèi)容：每臺(tái)壓濾機(jī)增加6塊隔膜板、6塊廂式濾板（拉板）。每臺(tái)壓濾機(jī)需

11、要增加鐵把手12對(duì)，并將原來(lái)的塑料把手換為鑄鐵把手，需將原把手螺栓孔填塞后重新開(kāi)孔。更換控制系統(tǒng)及程序。增加現(xiàn)場(chǎng)改造所需配件。改造成本見(jiàn)表1-1：表1-1 改造成本表名稱型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)總價(jià)隔膜濾板2000mm*2000mm塊68000.00 48000.00 廂式濾板2000mm*2000mm塊66000.00 36000.00 鑄鐵把手2000型專用對(duì)361200.00 43200.00 控制程序2000型專用套220000.00 40000.00 配件2000型專用套25000.00 10000.00 服務(wù)費(fèi)10000.00 合計(jì)187200.00 第二章 煤泥水體系研究2.1 煤泥水體

12、系煤泥水體系是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，它的性質(zhì)不僅與煤泥水中顆粒的多少、粒度分布、密度大小、礦物組成等有關(guān)，還與濃度、粘度等因素有關(guān)。2.1.1煤泥水濃度的測(cè)定本項(xiàng)目采用烘干法測(cè)定煤泥水濃度，取煤泥水試樣進(jìn)行烘干（溫度在110以下）至恒重，稱量固體質(zhì)量，此次測(cè)定不加任何絮凝劑。按下式計(jì)算： （1） T-煤泥烘干后質(zhì)量，g;V-煤泥水體積，L。2.1.2 煤泥水的化學(xué)性質(zhì)洗煤所用循環(huán)水原則上煤泥含量不高于0.05%，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)水中含有些許的有機(jī)、無(wú)機(jī)溶解物。其最終來(lái)源于原煤所帶及洗煤過(guò)程中的各種藥劑。這些溶解物有的數(shù)量甚微，有的則以膠體形式分散在煤泥水中，對(duì)浮選、煤泥水處理的絮凝過(guò)程有一定的

13、影響。煤泥水酸堿度是控制煤泥水處理過(guò)程的重要因素，它影響煤泥的表面性質(zhì)，從而直接影響分選、絮凝過(guò)程和各種藥劑的作用。當(dāng)PH>4顆粒零電點(diǎn)是，煤泥表面荷負(fù)電；當(dāng)PH<4顆粒零電點(diǎn)是，煤泥表面荷正電。而煤泥表面電性對(duì)絮凝藥劑的表面吸附起重要作用。2.2煤泥水的沉降特性一般煤泥水的沉降特性研究主要有兩方面：一是測(cè)定煤泥水不加藥劑的自然沉降特性，二是添加絮凝劑后的絮凝沉降特性。考慮實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)需要，本次試驗(yàn)主要研究煤泥水的絮凝沉降特性。2.2.1試驗(yàn)方法試驗(yàn)藥劑、器材：絮凝劑、玻璃棒、量筒、移液管試驗(yàn)方法：選煤廠煤泥水沉降試驗(yàn)方法（量筒沉降試驗(yàn)）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：MT190-88現(xiàn)場(chǎng)采取煤泥水分別倒入

14、帶有刻度的玻璃量筒的500ml處。加藥前，先用移液管抽出與所加絮凝劑體積相同的澄清液，然后用移液管一次性加入配置好的所需絮凝劑溶液的體積。用手捂住量筒口，使其上下翻轉(zhuǎn)5次，以保證藥劑充分分散，煤泥水濃度和粒度充分均勻。翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，迅速將量筒置于燈光前，并開(kāi)始及時(shí)和記下澄清液面下降位置。開(kāi)始時(shí)5秒記錄次，待澄清液面接近壓縮區(qū)時(shí)改為10秒一次，直至壓縮區(qū)體積無(wú)明顯變化為止。2.2.2煤泥水沉降分區(qū)煤泥水沉降過(guò)程的分區(qū)現(xiàn)象示意圖如圖3。煤泥水開(kāi)始在濃度、粒度、密度等方面是均勻分布的。在極短時(shí)間內(nèi)，煤泥水沿量筒分成了五個(gè)區(qū)，上層A是澄清取、B是等濃度區(qū)（沉降區(qū)）、C變濃度區(qū)（過(guò)渡區(qū)）、D是壓縮區(qū)、K粗

15、粒區(qū)。用此方法可以代表煤泥水在耙式濃縮機(jī)內(nèi)的沉降特性。整個(gè)等濃度區(qū)是不變的，等于原礦漿減去因析離而沉降的粗粒以后的濃度，懸浮的顆粒在自身重力作用下沉降。沉降的結(jié)果是澄清區(qū)和等濃度區(qū)之間有一個(gè)清晰的界面（澄清界面）。隨沉降過(guò)程的進(jìn)行，澄清區(qū)高度逐漸增加，壓縮區(qū)高度也逐漸增加，而等濃度區(qū)高度逐漸減小。澄清界面下移速度就是顆粒的平均沉降速度。 A-清水層 B-沉降區(qū) C-過(guò)渡區(qū) D-濃縮區(qū) K-粗粒區(qū)圖32.2.3 沉降時(shí)間測(cè)定根據(jù)量筒沉降試驗(yàn)記錄的澄清界面層沉降的高度和對(duì)應(yīng)的沉降時(shí)間作圖，可以直觀的反映出藥劑添加量對(duì)煤泥水沉降的影響，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)確定我廠絮凝劑添加藥量濃度。添加絮凝劑的

16、煤泥水沉降特性曲線如圖4：圖4由圖4表明：當(dāng)絮凝劑濃度在一定范圍內(nèi)加大時(shí)，沉降時(shí)間隨濃度增加而變小；當(dāng)絮凝劑濃度持續(xù)加大，沉降時(shí)間反而加大。2.2 藥劑特性煤泥水處理藥劑可分為凝聚劑、絮凝劑、助濾劑等。絮凝劑的作用機(jī)理包括架橋作用、電性中和、吸附及網(wǎng)捕，我廠采用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁和合成高分子絮凝劑聚丙烯酰胺。就唐家河洗煤廠而言，采用的是高分子絮凝劑，先著重分析我廠所用藥劑。聚合氯化鋁是在弱堿條件下由鋁離子發(fā)生堿性水解產(chǎn)生多聚體，其作用機(jī)理較為復(fù)雜，囊括所用，其水解作用機(jī)理在此不作過(guò)多陳述。氯化鋁的水解產(chǎn)物一般為膠體微細(xì)顆粒。煤泥水中顆粒表面多帶負(fù)電荷，當(dāng)沉降物帶正電荷時(shí)，能大大加快網(wǎng)捕

17、速度。一般來(lái)講，欲除去物越多，網(wǎng)捕速度相應(yīng)加快。聚合鋁發(fā)生羥基“架橋反應(yīng)”，生成多核絡(luò)合物，他們分子量大，能吸附多個(gè)懸浮物，通過(guò)架橋作用可形成松散絮團(tuán)。我廠洗水多來(lái)自于井下，受本地地質(zhì)環(huán)境影響，水質(zhì)呈弱堿性，使用黃藥是很好的選擇。聚丙烯酰胺的作用在于它吸附了懸浮物以后，本身的鏈段旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于本身的“痙攣”作用，將固體物聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。由于高分子化合物在固體物間起橋架作用，所以叫吸附橋聯(lián)。高聚物在吸附顆粒表面生成絡(luò)合物，吸附力以化學(xué)鍵力為主，絮凝效果的好壞和絮團(tuán)本身的物理性質(zhì)有關(guān)，絮團(tuán)的密度、大小、強(qiáng)度都有影響，特別是水氣含量，直接影響沉降速度。絮團(tuán)越緊，速度越快；粒度越細(xì)，速度越慢

18、。另外，絮團(tuán)松散是由于絮團(tuán)中網(wǎng)捕了大量的氣泡，我廠在消泡桶上端加噴水，旨在更好的減少耙式濃縮機(jī)入料夾雜的氣體含量。2.4加藥量加藥量的大小需要根據(jù)不同煤泥的不同特性以及藥劑反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行確定。經(jīng)過(guò)理論實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)加藥對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一旦加藥量大于千分之六，耙式濃縮機(jī)便會(huì)出現(xiàn)耙架壓死情況。這一現(xiàn)象表面明藥劑量在0.6%-0.9%范圍內(nèi)，目前耙式濃縮機(jī)的處理量與沉降效率不匹配。主要原因一是絮凝劑的用量與煤泥比表面積幾乎呈正相關(guān)，在濃度增加及細(xì)粒級(jí)含量突然增多情況下，需要的絮凝劑用量越多，但是過(guò)多加入絮凝劑，不僅造成浪費(fèi)，而且顆粒因超荷現(xiàn)象導(dǎo)致新的穩(wěn)定（膠體保護(hù)作用，現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)為一顆顆的透明顆粒，形如蛙卵）

19、。最佳用量帶有工藝特征，實(shí)際最佳量通常以試驗(yàn)方式確定。據(jù)圖4，我廠使用最佳藥劑量在0.05%0.07%?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中一旦絮凝劑用量大于0.06%，耙式濃縮機(jī)將發(fā)生壓耙現(xiàn)象。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐，目前適應(yīng)我廠的加藥量為0.05%0.06%，待1111工作面量產(chǎn)后，結(jié)合實(shí)際重新確定藥劑量。2.5加藥點(diǎn)與加藥方式聚合氯化鋁與絮凝劑均為固體，根據(jù)其作用機(jī)理，在使用過(guò)程中必須將之配成一定濃度的溶液才能使其產(chǎn)生作用。其次，加藥地點(diǎn)和方式的選擇恰當(dāng)與否的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要由藥劑與物料的混合程度及反應(yīng)是否充分來(lái)確定。結(jié)合我廠實(shí)際情況，聚合氯化鋁加藥點(diǎn)在浮選尾礦處，聚丙烯酰胺在聚合氯化鋁的下游且分兩點(diǎn)。管道內(nèi)部交

20、錯(cuò)焊接鐵板，如圖5。部分物料直線流動(dòng)，部分物料運(yùn)動(dòng)至擋板處，折射并與直線流動(dòng)物料相混合，反復(fù)多次。這樣保證物料與絮凝劑充分混合接觸。圖5第三章 喂料泵工況分析3.1泵工作狀況與效率分析泵的工作狀況研究主要是泵的功率、揚(yáng)程等參數(shù)是否滿足改造后所需，因此必須研究管路阻力特性。管路阻力特性，也叫管路水頭損失特性，它是由管路系統(tǒng)布置及其管件的多少、大小確定的，管路水頭損失包括沿程損失和局部損失。為此，必須運(yùn)用工程流體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。3.1.1何希杰公式據(jù)何希杰關(guān)于洗煤廠渣漿泵漿體性能計(jì)算方法的研究。（2）其中，為位置水頭，為漿體摩擦阻力系數(shù)，為管徑長(zhǎng)度。這僅僅是一個(gè)關(guān)于洗煤廠的經(jīng)驗(yàn)算法，有一定

21、的特殊性。在此對(duì)之不作為準(zhǔn)確計(jì)算法。3.1.2伯努利方程求解煤泥水近似看作是具有黏度的牛頓流體。其內(nèi)部摩擦切應(yīng)力滿足下式： （3）其中，為比例系數(shù)，表征流體特性的粘度。煤泥水從耙式濃縮機(jī)的底流到壓濾機(jī)入料口，其能量意義和幾何意義符合黏性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程及伯努利方程。 （4）其中，為位置水頭； 為絕對(duì)壓強(qiáng)高度； 為沿程損失。由于上式選取的煤泥水兩過(guò)流斷面之間存在泵的能量輸入，則總流伯努利方程為： （5）其中，E為輸入能量。工程上常以E=H，稱為水泵的揚(yáng)程，它用來(lái)提高水位和客服管路中的總阻力損失。是一個(gè)具有長(zhǎng)度綱量的值，稱為水頭損失。 （6）唐礦洗煤廠壓濾機(jī)給料管為R=200mm的等徑管，沿程損

22、失就是管路兩端壓強(qiáng)水頭之差。（7）其中，為沿程阻力系數(shù)，僅僅與雷諾數(shù)有關(guān)。根據(jù)達(dá)西公式有:（8）局部損失為管徑突變、彎頭、折彎等現(xiàn)象產(chǎn)生的水頭損失。（9）其中，為局部阻力系數(shù)。在某一過(guò)流斷面，當(dāng)流線幾乎是平行的直線時(shí)，過(guò)流斷面為平面。否則，為不同形式的曲面。在同一過(guò)流斷面，求出各店速度對(duì)該過(guò)流斷面的算術(shù)平均值，為該斷面的平均速度，其值與點(diǎn)速相同?？偭鞯牧髁縿t為同一過(guò)流斷面上各個(gè)微元流束的流量之和，對(duì)此運(yùn)用微積分，即：（10）其中，Q為過(guò)流斷面流量； A為過(guò)流斷面橫截面積。對(duì)上式進(jìn)行積分，通過(guò)質(zhì)量守恒定律及總流的連續(xù)性可知，過(guò)流斷面面積是與速度成反比的，即：（11）所以，可以推導(dǎo)出計(jì)算所需速度（

23、運(yùn)輸管道入口速度與出口速度）相等。3.1.3運(yùn)用壓力表確定泵的揚(yáng)程唐礦洗煤廠采用的是離心式渣漿泵?；诖耍僭O(shè)泵出口裝壓力表，尾煤壓濾機(jī)裝真空壓力表。單位重量液體在泵入口處的能量與泵出口處的能量之差，就是該單位液體在泵中獲得的實(shí)際能量，也就是泵的實(shí)際揚(yáng)程或總揚(yáng)程。（12）其中，為液體在泵出口處的能量； 為液體在泵出口處的能量； H為泵的揚(yáng)程。根據(jù)式（11），流量一定、橫截面積一定，實(shí)際上兩端速度相等。則有： （13）其中，為泵進(jìn)口處的真空表讀數(shù)； 泵出口處的壓力表讀數(shù)。即兩壓力表之和即可表示泵揚(yáng)程的大小，實(shí)踐表明我廠改造前后的壓力表讀數(shù)無(wú)變化，真空壓力表均為0.64MPa。3.1.4泵的工況點(diǎn)

24、將單位重量液體輸送到一定高度（如以地面為水平，則為位置水頭），其所需能量為。有（14)根據(jù)公式（6）、（7）、（9）知： （15）式（15）中的R為管阻常數(shù)，其值與管路的材料、尺寸、局部裝置及閥門開(kāi)啟度有關(guān)。換句話說(shuō)，當(dāng)管路一定時(shí)，R為一常數(shù)。因此(16)3.1.5 結(jié)論通過(guò)以上綜合分析，無(wú)論是通過(guò)伯努利方程推導(dǎo)還是壓力表讀數(shù)變化，我們可以得到以下結(jié)論：（1） 只要管路不發(fā)生改變，其水頭損失就不會(huì)發(fā)生改變。（2） 管路不變且位置水頭不變，其泵輸送物料的揚(yáng)程不會(huì)改變。（3） 改造前后，尾煤壓濾機(jī)的入料泵的實(shí)際所需揚(yáng)程不變。即我廠喂料泵適應(yīng)改造后的要求。第4章 壓濾機(jī)改造4.1 壓濾機(jī)的組成壓濾機(jī)

25、是一種固液分離的過(guò)濾設(shè)備，它通過(guò)高壓及濾布使液體與固體區(qū)分開(kāi)的設(shè)備。壓濾機(jī)是由機(jī)架、液壓、電氣等部分組成。機(jī)架由油缸座、壓緊板、尾板、大梁等部分組成。液壓系統(tǒng)由油缸、液壓站、單向閥、電磁換向閥、高.低壓溢流閥、閥塊，柱塞泵及電機(jī)組成。電氣系統(tǒng)是由PLC控制通過(guò)限位器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。主要包括PLC、電源盒、繼電器、斷路器、限位器等組成。示意圖如圖6：圖64.2 壓濾機(jī)的工作原理當(dāng)壓濾機(jī)工作時(shí)，由于液壓缸的作用，將所有濾板壓緊在活動(dòng)頭板和固定尾板之間，使相鄰濾板之間構(gòu)成濾室，周圍是密封的。礦漿由固定尾板的入料孔以一定的壓力給入。在所有濾室充滿礦漿后，壓濾過(guò)程開(kāi)始，礦漿借助喂料泵給入礦漿的壓力進(jìn)行

26、固液分離。顆粒由于濾布的阻擋留在濾室內(nèi)，濾液沿濾板上的泄水溝排除。一段時(shí)間后，待濾液似線非線排出，此時(shí)停止給料，用高壓氣體通過(guò)隔膜板板側(cè)進(jìn)氣口將顆粒內(nèi)的剩余水。當(dāng)濾液不再流出即完成脫水過(guò)程。依次逐一拉開(kāi)濾板，物料通過(guò)自重自行卸落，如需人工卸料的則需人工清理，完成整個(gè)壓濾過(guò)程。4.3煤泥可浮性煤泥可浮性是指通過(guò)浮選提高煤泥質(zhì)量的難易程度。煤泥的自然屬性即它的物質(zhì)組成和化學(xué)成分決定煤泥可浮性的難易程度，煤泥的其它物理性質(zhì)也對(duì)煤泥的可浮性產(chǎn)生影響。其影響因素主要包括煤巖成分、變質(zhì)程度、表面氧化程度、礦物雜質(zhì)和嵌布特性等。在目前的技術(shù)條件下，還不可能全面的將這些因素定性定量的加以綜合量化?，F(xiàn)階段在洗煤

27、領(lǐng)域內(nèi)主要是通過(guò)以浮選精煤的可燃體回收率及浮選中煤含量作為評(píng)定可浮性的指標(biāo)，其中由于浮選中煤只能通過(guò)計(jì)算得出且只是作為參考，在此不再討論與計(jì)算。4.3.1浮選精煤產(chǎn)率浮選精煤產(chǎn)率是指浮選精煤占入浮原煤的百分比，它表示從入浮原煤中回收精煤數(shù)量的百分?jǐn)?shù)。由于浮選原煤和精煤的數(shù)量均不易直接得出，所以只能用原煤和精煤的灰分來(lái)間接計(jì)算。浮選精煤產(chǎn)率是計(jì)算可燃體回收率的基礎(chǔ)。其計(jì)算如下：（17）4.3.2可燃體回收率可燃體回收率是評(píng)定浮選效果的重要指標(biāo)?？扇俭w是出去煤完全燃燒后殘留物以外的有用物質(zhì)?？扇俭w回收率表示在浮選精煤中可燃體含量占浮選原煤中的百分比，它表示浮選生產(chǎn)時(shí)浮選原煤中可燃體的回收效果。其計(jì)

28、算如下： （18）4.3.3煤泥可浮性等級(jí)劃分按國(guó)標(biāo)，煤泥可浮性分為極易浮、易浮、中等可浮、難浮和極難浮5個(gè)等級(jí)，劃分范圍如表4-1。表4-1 煤泥可浮性等級(jí)可浮性等級(jí)極易浮易浮中等可浮難浮極難浮Ec/%90.180.19060.18040.160404.3.4優(yōu)質(zhì)原煤可浮性評(píng)定據(jù)2015年4月27日現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，入洗唐礦384采面優(yōu)質(zhì)原煤時(shí)，浮選各項(xiàng)指標(biāo)如表4-2。表4-2 優(yōu)質(zhì)原煤浮選指標(biāo)名稱浮選入料浮選精煤浮選尾煤Ad/%18.7211.0466.24優(yōu)質(zhì)原煤浮選精煤回收率為： （19）優(yōu)質(zhì)原煤可燃體回收率為： （20）依據(jù)表5中煤泥可浮性評(píng)定等級(jí)劃分，當(dāng)入洗優(yōu)質(zhì)原煤時(shí)，浮選精煤可燃體回收率

29、為94.22%，可浮性等級(jí)為極易浮。4.4.5 劣質(zhì)原煤浮選入料可浮性評(píng)定據(jù)2015年2月23日現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，浮選各項(xiàng)指標(biāo)如表4-3。表4-3 劣質(zhì)原煤浮選指標(biāo)名稱浮選入料浮選精煤浮選尾煤Ad/%44.5911.0654.48其浮選精煤回收率為：（21）可燃體回收率為： （22）依據(jù)表5中煤泥可浮性評(píng)定等級(jí)劃分，當(dāng)入洗劣質(zhì)原煤時(shí)，浮選精煤可燃體回收率為36.56%，煤泥可浮性等級(jí)為極難浮。4.5改造前煤泥水處理狀況分析4.5.1精煤壓濾機(jī)處理狀況分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管理數(shù)據(jù)知，入洗384采面優(yōu)質(zhì)原煤時(shí)，由于浮選精煤入料可浮性非常好，精煤泡沫量大。入洗約6小時(shí)后，精礦池滿，需要停車處理1.5小時(shí)左右。改造前

30、每天影響時(shí)間為： （23）4.5.2尾煤系統(tǒng)處理狀況分析洗煤廠可選數(shù)每年330天，每天16小時(shí)，每天處理能力2000噸原煤，原煤帶水按5%計(jì)。原煤干重為： (24)按2014年8月30日1111工作面原煤浮沉表知原生煤泥含量為6.72%，次生煤泥按7%計(jì)。煤泥總量為：（25）1111工作面原煤浮沉表如下：第 35 頁(yè) 共 35 頁(yè)唐家河礦洗煤廠煤炭浮沉試驗(yàn)報(bào)告表 樣品名稱:1111工作面煤樣 試驗(yàn)日期：2014年8月30日試驗(yàn)前干燥煤樣重量:9870g 煤樣灰分：66.43% 密度級(jí)(g*cm-3)重量/g占本級(jí)產(chǎn)率/%占全樣產(chǎn)率/%灰分/%浮物累計(jì)沉物累計(jì)產(chǎn)率/%灰分/%產(chǎn)率/%灰分/%12

31、34511121314-1.30 220.00 2.40 2.24 2.68 2.40 2.68 100.00 65.47 1.30-1.40360.00 3.93 3.67 7.93 6.34 5.94 97.60 67.01 1.40-1.50410.00 4.48 4.18 18.94 10.81 11.32 93.66 69.49 1.50-1.60530.00 5.79 5.40 30.02 16.60 17.84 89.19 72.03 1.60-1.80975.00 10.65 9.93 42.34 27.25 27.42 83.40 74.95 1.80-2.001270.00

32、 13.87 12.94 59.10 41.13 38.10 72.75 79.72 2.00 5390.00 58.87 54.92 84.58 100.00 65.47 58.87 84.58 去泥小計(jì)9155.00 100.00 93.28 65.47 煤泥6606.72 6.72 54.16 帶泥小計(jì)9815.00 100.00 100.00 64.71 在實(shí)際生產(chǎn)中，進(jìn)入旋流器的煤泥中少量煤泥被中煤矸石帶走，大部分進(jìn)入精煤溢流。1111工作面浮沉表中煤泥灰分為54.16%，接近中煤灰分，按洗煤廠工藝流程計(jì)算中規(guī)定，在沒(méi)有實(shí)際資料時(shí)，煤泥分配可按下面經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，即全部煤泥的85%分配

33、到精煤中，10%分配到中煤中，5%分配到矸石中。全廠實(shí)際進(jìn)入煤泥總量為13.25%，最終的體現(xiàn)方式為：浮選精煤、尾煤、產(chǎn)品帶走三個(gè)部分。其中產(chǎn)品帶走非常少，可忽略不計(jì)。在實(shí)際計(jì)算中只考慮浮選精煤和尾煤即可。由式（15）計(jì)算可知，浮選精煤產(chǎn)率為22.78%，實(shí)際浮選精煤占總煤泥的百分比為： (26)實(shí)際進(jìn)入耙式濃縮機(jī)煤泥含量：（27）每天進(jìn)入耙式濃縮機(jī)干煤泥煤泥重： (28)改造前壓濾機(jī)全天滿負(fù)荷運(yùn)行，每作業(yè)循環(huán)有44板煤泥。每作業(yè)循環(huán)時(shí)間為1h。每板煤泥重約0.2噸，原處理能力（干煤泥）為：（29） 由上述計(jì)算可知，每天進(jìn)入耙式濃縮機(jī)的煤泥量與壓濾機(jī)每天滿負(fù)荷處理的煤泥量之間存在差值。 表明改

34、造前的尾煤壓濾機(jī)不能滿足入洗劣質(zhì)原煤所帶入系統(tǒng)的煤泥量，必須對(duì)尾煤壓濾機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造。4.5壓濾機(jī)改造措施4.5.1 增設(shè)濾板濾板是壓濾機(jī)的主要部件，隔膜板與拉板之間、濾板與濾板之間形成濾室，礦漿在此空間內(nèi)完成入料、脫水、卸料過(guò)程，因此只有濾室總面積增大才能擴(kuò)大其處理量。此次改造通過(guò)增加3張隔膜板、3張拉板來(lái)增大濾室面積，達(dá)到擴(kuò)大處理能力的目的，隔膜板與拉板加錯(cuò)放置。濾板長(zhǎng)寬均為2000mm，濾餅厚度約為50mm。增設(shè)濾板等同增加濾室的面積約為1立方，每個(gè)作業(yè)循環(huán)增加1噸煤泥（含水分）處理量。4.5.2 改變拉板方式改造前拉板方式為小車一次拉動(dòng)一張拉板和三隔膜板。這樣的拉板方式有一下幾點(diǎn)弊端。

35、首先，由于尾煤多是高灰細(xì)泥，加之夾帶粘土礦物，其煤泥與煤泥之間的粘接度較大，每次拉板小車會(huì)存在“帶不動(dòng)”的現(xiàn)象，這就要求另外一人協(xié)助當(dāng)班司機(jī)卸料。其次，“一拉多”活動(dòng)鏈條必然增長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致離拉板距離大的隔膜板出現(xiàn)傾斜。再者，多板煤泥一同下落會(huì)增大下方割刀沖擊力、增大鑄石刮板瞬間負(fù)荷。第四，增加不必要的勞動(dòng)成本，增加職工勞動(dòng)強(qiáng)度和不安全度。為解決以上問(wèn)題，本次改造采取一拉二（即一張拉板一張隔膜板）的拉板方式?；顒?dòng)鏈條為改造前的一半，物料重量為改造前的一半，解決了下游設(shè)備的負(fù)荷并降低職工的危險(xiǎn)程度。4.5.3 把手更換由于增加六塊濾板和拉板方式的改變，原來(lái)的把手無(wú)論在數(shù)量上還是安裝方式上均不適應(yīng)要求

36、。為保證拉板卸料過(guò)程的順利進(jìn)行，新增和更換的把手為46個(gè)。4.5.4 跑道及限位裝置位移由于新?lián)Q把手的受拉部位比原來(lái)要厚，小車高度一定的情況下，小車不能順利拉板。因此需要將小車跑道下放，以滿足改造要求。經(jīng)反復(fù)調(diào)試，最終將跑道垂直往下位移1cm。其次，增加濾板后，靠尾板方濾板在拉板時(shí)不能完全拉開(kāi)且下車不能與限位裝置接觸復(fù)位。經(jīng)調(diào)試，將原機(jī)械限位裝置往后位移7cm。4.5.5 修改PLC控制參數(shù)壓濾機(jī)的壓緊、松開(kāi)及小車運(yùn)行都是靠PLC控制程序發(fā)出指令，要使改造后壓濾機(jī)正常工作，必須對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新計(jì)算并修改，本次改造由壓濾機(jī)廠家技術(shù)人員協(xié)助修改PLC控制程序。首先，增加濾板后導(dǎo)致壓濾機(jī)空間縮小，需要對(duì)液壓傳動(dòng)桿的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原則是液壓環(huán)境安全前提下保證壓濾過(guò)程的壓力達(dá)到要求。數(shù)據(jù)修改幅度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致壓力不足，甚至濾板壓不緊；幅度過(guò)小會(huì)導(dǎo)致壓力過(guò)大、損壞濾板、液壓站內(nèi)部液壓系統(tǒng)憋壓。經(jīng)計(jì)算，六張濾板厚度及鏈接鏈條長(zhǎng)度之和約為1.0m。將液壓傳動(dòng)桿伸縮長(zhǎng)度由原來(lái)的1.8m更改為現(xiàn)在的0.8m。其次，變頻器也由原來(lái)的15Hz更改