选煤厂流体机械的应用

【摘 要】本文介绍了渣浆泵与空气压缩机在选煤厂中的应用,结合选煤工艺环节中的要求,探讨了选煤厂对流体机械设备性能的需求.并讨论了流体机械在管理、节能等方面的发展.

【关 键 词】渣浆泵；空压机；流体机械；变频调节技术

前言

选煤厂在运行过程中大量使用风和水.为了输送风、水和矿浆,需要多样的流体机械.随着选煤工业的迅速发展,工艺日益复杂,而选煤设备日益大型化、机械化程度日益提高.为了与生产设备配套,选煤厂应用的流体机械也有了一定的发展.本文就选煤厂常用的流体机械,探讨其应用状况及发展情况.

一、泵的应用及发展

泵是选煤厂常用的输送矿浆的流体机械,因为选煤厂输送液体多含固体颗粒,因此多采用渣浆泵.清水泵仅少量用于输送清水及循环水,此处不过多介绍.

渣浆泵是一种液固两相流泵,选煤厂用渣浆泵多为离心泵,广泛用于输送选煤厂煤浆及重介质.根据其用途不同,对于泵的流量、压力等指标也有着较大差异.

(一)渣浆泵应用于压滤机

压滤机的工作过程可分为多个阶段,每个阶段对于渣浆泵的性能有着不同要求.初期主要为入料阶段,要求矿浆较迅速的给入到机体内,要求泵的性能曲线必须陡降,以更好的适用压滤机工况；中期为压滤加压及保压阶段,渣浆泵为压滤机提供过滤压力,入料流量则进一步减小直至关死,因此,需要渣浆泵的关死扬程符合压滤机的压力要求.后期为为卸料阶段,则对泵没有太多要求.由此可见,压滤机渣浆泵必须具有以下特性：1在大流量运行时,泵的特性曲线必须陡降；为此可采用提高泵转速,较小叶片入口角、减小叶片出口宽度等方式实现；且泵必须有良好气蚀性能.2压滤机入料泵在低流量运行时应满足压滤机的压力要求.

(二)渣浆泵应用于重介质旋流器

重介质旋流器是近年来得到迅猛发展的一种离心分选设备.近年来在选煤厂中得到广泛应用.而渣浆泵,是重介质旋流器的唯一动力来源.重介质旋流器还具有以下几个特点：首先,入料包括磁铁矿粉及矿物,磁铁矿粉质地坚硬、对设备的磨损严重；而矿物粒度最大可达100mm,这在其他需要泵送环节是非常少见的,因此应着重考虑泵的允许通过粒径.其次,旋流器入料同时存在流量与压力的要求,流量必须满足设备的处理能力,而压力必须达标,才能实现有效分选.因此,旋流器用渣浆泵必须具有以下特性：1、入料泵与旋流器要求压力、流量等指标相匹配,能够在相应的工作条件下长时间稳定工作；2、入料泵应能满足入料的粒度要求,尤其是有压重介质旋流器,以避免因颗粒过大导致的堵料问题.

(三)选煤厂泵应用的进展

渣浆泵技术成熟,性能稳定,在选煤厂应用效果良好.近年来渣浆泵应用的发展主要体现在管理、控制领域.如变频调速技术的应用.在选煤厂生产中,设备运行参数须随着煤质波动、入洗量变化及产品要求变化等及时调整.因此,泵的工作参数如流量、压力等也必须及时调整,以适配设配的运行状况及需求.在以往的设计中,通常采用阀门来控制泵的流量及调节压力,很不方便,也不适于准确调整.

变频调速是近年来在洗煤厂得到良好应用的泵调整方式.泵参数调节方法较多,包括调压变速、电磁调速、变级调速及变频调速等.但理论及实践表明,变频调速是最适用于选煤厂的泵参数调整方式,在一些选煤厂中得到了良好应用,节省大量成本.尤其近年来变频技术迅速发展、变频器制造成本大幅度降低,变频器在选煤厂的应用更为受欢迎.

二、空气压缩机的应用及进展

流体机械中的压缩机设备也是选煤厂的主要辅助设备,用于提供生产、控制、防堵及搅拌等环节的气体.选煤厂一般单独设置或与矿井共用压风机房以供风.

选煤厂用气点较多,且根据工艺需求供风目的变化较大,大体可分为以下几类：

生产用风：在选煤工业的跳汰机分选、加压过滤机分选中,风力是主要的生产动力.该类生产用气风量、风压需求稳定,且不同生产环节压力需求区别较大,一般各工艺环节单独配置空气压缩机以辅助生产.

控制用气：选煤厂一些阀门往往也采用气动控制,如跳汰机气动阀门、加压过滤机气动阀门等.气动控制的特点在于高压力、低流量,多数也配置小型空压机以配合控制.压滤机的强气流脱水也有类似要求.经常配置小型空气压缩机.

防堵及搅拌用气：该部分用气主要指重介质介质桶搅拌、风力提升、清仓及管道清理等环节用风.相对于其他环节,该部分用气对于气体压力、流量、稳定性等指标要求较低.一般不设置单独供风系统,而是与其他设备共用.

选煤厂常用的空压机主要有活塞式、螺杆式和离心式三种.多年来,选煤厂内的空气压缩机应用已有了较为成熟的模式.低流量高压控制一般用活塞式空压机,中高流量选用螺杆式空压机,高流量供风采用离心压缩机.

压缩机的节能压缩机的节能主要体现在运行控制方式,传动方式,以及压缩空气废热利用等几个方面.具体到选煤厂,主要通过调整运行控制方式以节能.

1.变频技术的应用

空压机的变频调节技术在制冷领域有了极好的应用.该技术通过变频器调整电机的转速,按需控制进气量,与普通的进气节流式相比,变频空压机节能效果可达30%-40%.

2.台数控制器的应用

空压机在选煤厂往往并联使用,如四台加压过滤机系统可对应8-10台螺杆式空压机.因此,在供风需求较小时,及时的调整运行空压机台数具有较大的意义.因此,作为一种有效的节能措施,台数控制器应用已日渐广泛.该设备可以根据实际的使用空气量自动地选定所需要的机器台数,从而避免了不必要的多台机器同时运转所引起的浪费,在使用多台机器时节能效果相当明显.

泵与空气压缩机作为选煤厂重要的辅助设备,其应用随着选煤工艺的发展与演变而逐渐变化.一些高性能渣浆泵设备、空气压缩机设备随着性能及功能的日益成熟,在选煤厂逐步得到应用.控制及自动化技术在流体机械节能、管理等方面的巨大优势,可以预见在接下来的发展中将进一步得到选煤领域的重视.