摘要：原临选厂浮精和介泥是通过刮板机输送与介精相混合，在混合过程中因加压过滤机的生产不连续性及刮板输送机输送量难以控制等原因，导致精煤皮带上浮精、介泥与介精产品混合不均匀，直接影响了精煤质量的稳定性。通过设计增加六台自动排料圆盘给料机及两条皮带机替代原六台故障率及维修成本较高的刮板机达到了煤质调节及降本增效的目的。通过临涣选煤厂的推广应用说明其改造具有很好的推广应用前景。
关键词：圆盘给料机；自动排料；煤质调节；降本增效；实践性改造
1现状及存在问题
临选厂现精煤共有三部分组成：介精、浮精和介泥，其中浮精采用加压过滤机脱水。西区有6台加压过滤机脱水后的浮选精煤直接排入到下方的刮板机，然后转载至精煤皮带。由于加压过滤机为间断排料不连续且刮板机对给料量不可控，导致精煤皮带上浮精、介泥与介精产品混合不均匀，直接影响了精煤质量的稳定性，造成精煤外运采样代表性差，一旦采样中浮选精煤占比大，则灰分高，反之则灰分低，对临选精煤品牌造成直接影响。另外浮选精煤的采样点设在刮板处，存在着安全隐患，因此精煤均质改造十分必要。
2改进方法
通过现场实地观测及相关资料书籍的查阅，结合存在问题，巧妙构思，创新设计。
2.1、圆盘给料机设计安装：原加压过滤机在8米层下料口处增加双向自动排料FYG20圆盘给料机，（因西区提质增效新增加加压过滤机与西区原使用加压过滤机均为GPJ-120型，在本次设计改造中所采用的圆盘给料机未重新选型，继续采用FYG20圆盘给料机），通过圆盘给料机双侧均匀给料灵活性改造，弥补加压过滤机的生产不连续性，达到浮精与介精混合均匀的目的，因介泥在生产过程中为连续性，本设计未将介泥纳入。圆盘给料机双向自动排料灵活性对煤质的调节作用已在《圆盘给料机灵活性改造对煤质调节的应用》一文中做了详细介绍，本文就不再一一赘述。
2.2、皮带机设计安装：加压过滤机生产周期为45s—120s不等，为满足皮带机使用需求，本设计采用加压过滤机生产最小周期45s设计即加压每小时需排料80次；加压过滤机每周期生产浮精1.4t，因临涣选煤厂生产情况影响，三个系统共设计两条皮带，即每条皮带生产过程中最少带两台加压过滤机所生产浮精，最多带四台加压过滤机所生产浮精，本设计按带四台加压过滤机所生产浮精设计，即新设计安装皮带输送能力需达到Q=500t/h，松散密度ρ=600kg/m³，机长L=40m，高差H=0；
初始设定参数：带宽B=1000；带速v=2m/s；上托辊间距a0=1.2m，下托辊间距au=3m；上托辊槽角γ=35°；前倾0°；下托辊槽角0°；上下托辊直径108mm；导料槽总长18米；（以下皮带机选型参照DT II型皮带机设计手册进行设计）
由带宽、带速验算输送能力：Im=Svkρkg/s
得 Q=3.6 Svkρt/h
由设计手册查得S=0.129（堆积角为30°时）
由设计手册查得k=1
Im=Svkρkg/s=0.129*2*1*600=154.8kg/s
Q=3.6 Svkρt/h=3.6*154.8=557.28t/h
最大输送能力满足输送能力的要求。
驱动力及所需驱动功率计算：
圆周驱动力：Fu=CfLg[qRO+qRU+(2qB+qG)]+qGHg+Fs1+Fs2
由设计手册查得：C=2.4
由设计手册查得：f=0.02
由设计手册查得：上托辊φ108，L=380mm，轴承4G205
下托辊φ108，L=1150mm，轴承4G205
由设计手册查得单个上托辊转动部分质量q’RO=4.07kg，n=3
qRO=n*q’RO/a0=3*4.07/1.2=10.18kg/m
由设计手册查得单个下托辊转动部分质量q’Ru=8.4kg，n=1
qRu=n*q’RO/au=1*8.4/3=2.8 kg/m
初选输送带NN-150，Z=4层。由设计手册查得：NN-150输送带的每层质量1.12kg/m2,上胶厚δ1=4.5mm，下胶厚δ2=1.5mm。上覆盖胶质量为5.10kg/ m2，下覆盖胶质量为1.70kg/ m2。
qB=（4*1.12+5.1+1.7）*1=11.28kg/m
由公式：qG=Ivρ/v=Q/3.6v=500/3.6*2=69.44kg/m
因设计皮带为为平皮带，托辊前倾角为0°，所以托辊前倾阻力由公式：
Fs1= Fε=Cεμ0Lε(qB+qG)ggcosδsinε=0N
Fs2=Fr=Apμ3=2*0.01*1*6*104*0.6=720N
将上述所计算数值带入公式Fu=CfLg[qRO+qRU+(2qB+qG)]+qGHg+Fs1+Fs2得：
Fu=2.4*0.02*40*9.8*[10.18+2.8+（2*11.28+69.44）]+69.44*0+9.8+0+720
=2695 N
传动功率由设计手册查得PA=FU*v=2695*2=5390W=5.39KW
额定传动功率由设计手册查得PA=PA/η=5.39/0.85=6.34KW
选配电机功率：15KW。
即新设计皮带输送能力为利用皮带机替换刮板机，降低了事故发生率，提高设备安全稳定性。
均质圆盘给料机及皮带机改造示意图如下：
圆盘给料机插板改造示意图
2.3、刮板机改造移除：将原浮精及介泥共用刮板机移除，由圆盘给料机、原皮带机和新建皮带机替换，浮精通过圆盘给料机灵活进入新建两条皮带机，介泥通过翻板控制灵活进入原两条皮带机。
3改进效果
均质改造后通过圆盘给料机双向自动控制排料系统的灵活方便易操作性，可实现如下选煤工艺的煤质调节目的：
3.1、通过洗选工艺要求，可灵活操作三个系统六台圆盘给料机的自动排料系统，让原本不连续生产的加压过滤机排料系统通过操作达到连续生产，从而实现对介精和介泥煤质调节的目的。
3.2、原浮精及介泥共用刮板机的改造移除，降低了生产成本、材料成本、人工成本及安全成本，达到降本增效的目的，另外原浮精及介泥采样点设在刮板机处，为采样带来极大的安全隐患，此次改造后较好的提高了采样的安全系数。
4应用效益及应用前景
1、项目改造完成后，使外运精煤产品混合更加均匀，进一步提高精煤产品质量稳定性，很大程度上改善精煤外运超灰及质量过剩问题。质量过剩对精煤产率造成一定影响，按照精煤每降低0.1%的灰分损失0.4%的精煤产率估算，临选厂西区三系统年入洗原煤1000万吨，经统计精煤外运约有10%左右的批次质量波动较大，精煤灰分按照提高0.1%测算，精煤与中煤的差价300元，则每年可创造的经济效益为：
1000×0.4%×300×10%=120万元。
2、精煤均质改造后，西区6台刮板机移除，免除了刮板机维护，节约材料消耗，保障吨煤台时率的同时大幅降低职工劳动量。原西区6台刮板机每一年需大修一次，费用约为14.4万元，改造后此项费用不需要继续支出。
此项技术改造能够从根本上解决配煤及选煤工艺的灵活性问题，对临涣选煤厂西区的生产及效益具有非常显著的作用，同时降低职工维护和操作劳动量，节约人力成本，降低设备损耗及能量损耗，并且保证了选煤设备的稳定运行，最终达到降本增效的目标。
参考文献
[1]吴宗泽 罗盛国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社.33-118
[2]邓晓阳.选煤实用技术丛书[M].徐州:中国矿业大学出版社，2004.
[3]毛嫌德.袖珍机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，2007.
论文作者:杨清
论文发表刊物:《知识-力量》2019年9月32期
论文发表时间:2019/7/19
标签：过滤机论文; 圆盘论文; 精煤论文; 给料机论文; 手册论文; 板机论文; 皮带论文; 《知识-力量》2019年9月32期论文;