新型TCS智能粗煤泥分选机在选煤厂的应用

王建南

(山西西山晋兴能源有限责任公司 斜沟煤矿选煤厂，山西 兴县 033602)



·技术经验·

新型TCS智能粗煤泥分选机在选煤厂的应用

王建南

(山西西山晋兴能源有限责任公司 斜沟煤矿选煤厂，山西 兴县 033602)

介绍了新型智能粗煤泥分选机(简称TCS)、传统干扰床分选机(简称TBS)的分选原理、技术特征和使用情况，结合TCS在粗煤泥分选领域的应用实例，阐述了TCS和TBS的区别和联系，通过优缺点对比，说明TCS具有分选密度调整范围宽、自动化程度高、密度调节和尾矿排放持续稳定等优点。

智能粗煤泥分选机(TCS)；干扰床分选机(TBS)；分选效果；分选范围；尾矿排料

近年来，随着煤炭市场持续低迷，通过技术改造提高经济效益成为越来越多煤炭企业的选择，而粗煤泥分选作为选煤工艺发展的一个重要部分，粗煤泥分选设备以其经济、实用、高效的特点推动了选煤工艺的发展，粗煤泥分选机越来越多地应用在选煤厂技术改造中。本文对常见的粗煤泥分选设备TBS和新型智能分选机TCS进行介绍和对比，重点结合新型智能粗煤泥分选机TCS在斜沟煤矿选煤厂工业试验及改造后使用情况，对新型智能粗煤泥分选机TCS的构造、分选原理、使用情况、存在的问题提出一些见解。

1 TBS分选机工作原理

TBS(Teeter bed separator)即干扰床分选机，主要用于粗煤泥分选，分选范围0.15～3 mm，分选密度小于1.5 g/cm3，产品灰分可达10%以下。其主要构成包括给料井、槽体、执行机构、传感器、锥形阀门组件、布水板和控制系统。入料井的主要功能是使入料均匀分布在TBS槽体中部，通常采用氧化铝陶瓷作为内衬防止磨损[1].执行机构为线性运动弹簧复位的是电液动执行器，接收来自控制器或控制系统的电流信号，电液推杆带动排料阀门的开闭；传感器主要用来探测分选床层密度，锥形阀门组件-排料阀及阀座位于TBS槽体底部的阀座内，密度超出设定值时，执行机构推动排料阀推杆下行排出粗重的物料；布水板的作用是使上升水流均匀地分布于整个槽体底部，上面分布孔径为5 mm的孔，每个孔均装有可更换的耐磨塞。

TBS分选机主要分选原理：水按照一定的压力和流速进入分选机底部的压力室，通过紊流板均匀分布在分选机底部，形成上升水流，矿浆由分选机上方中间入料井给入分选机，下降的物料和上升的水流相遇产生干扰床层，矿浆中的颗粒因密度、粒度的不同，在分选机中做干扰沉降运动，干扰沉降速度的差异为分选提供了条件，在动态的稳定状态中，入料中密度低于干扰床层平均密度的颗粒将随着上升流运动，通过溢流排出设备[2]；入料中密度大于干扰床层密度的颗粒将克服上升流的作用、穿透床层向下运动成为沉淀物，最终通过底部排料口排出。排料系统根据起分选作用的床层内的密度传感器发出的信号控制，主要依靠控制梭阀的开度控制沉淀物排放量(见图1)，达到控制分选床层密度的目的。

TBS分选机在低密度分选上使用效果良好，但是尾矿灰分低(尾矿灰分30%～50%)、波动大，而且经常出现尾矿排放口磨损快、排放口易堵塞、尾矿排放过程中分选密度波动大等问题，主要原因是排料机构中梭阀排料过程不连续，高密度排矸情况下梭阀开度小，归根结底是排料结构特性决定的。

2 TCS分选机工作原理

新型智能TCS(Telligent Coarse Seperator)粗煤泥分选机是天津美滕公司在TBS基础上自主创新研制出来的一种新型的智能粗煤泥分选设备，主要由驱动装置、智能干扰装置、行走平台、分选筒体、入料桶、密度计、顶水喷嘴、底流箱等组成(主要构造见图2).

图1 TBS和TCS分选机排料机构工作原理示意图

图2 TCS分选机的构造图

该分选机可以对3～0.3 mm的煤泥实现高效分选，克服了传统TBS分选机不适宜高密度排矸的弊端，适合于现有选煤工艺要求的宽级别粗煤泥分选设备。TCS智能粗煤泥分选机依靠上升水流与智能干扰器共同作用，根据物料粒度的不同或密度的不同把物料分为两部分。它和TBS一样通过使上升水流和物料流互相干扰，从而在槽体内产生稳定的“干扰床层”。当入料颗粒以一定的速度沉降，水流通过槽体以一定的速度上升，颗粒沉降速度与上升水流速度相等的那些颗粒就会悬浮在槽体中，形成干扰床层，并在干扰床内产生自生介质，进而产生“干扰沉降”的情况。和TBS一样，入料中密度大于干扰床层密度的颗粒将克服上升流的作用、穿透床层向下运动成为沉淀物，但是排料过程中，最终在尾矿泵的作用下通过底部排料口排出。排料系统根据起分选作用的床层内的密度传感器发出的信号控制，主要依靠控制尾矿泵频率和定压补水阀门开度控制沉淀物排放量，达到控制分选床层密度的目的。

3 TCS分选机和TBS分选机的区别

TCS分选机和TBS分选机的区别是具有独特的尾矿排料机构(见图3)和智能干扰器，TCS尾矿排料机构经过定压水箱的补水管与粗煤泥分选机底流箱的一端相连，另一端与排料泵入口相连，经排料泵出口排出尾矿，尾矿排料机构的定压水箱通过溢流管排料保证水箱压力稳定，底流箱通过调节手轮调整底流与箱体入口管的距离，排料泵设置变频器，快速调节流量及扬程。通过泵实现了尾矿的均匀稳定排放，避免了间歇排料导致的分选床层密度不稳定和梭阀排料时尾矿排放口易堵塞的弊端，从而实现了低密度分选及高密度排矸的功能。而智能干扰器通过类似耙架一样的结构，在低速运转过程中，不仅能辅助沉淀物向排料口移动，还能产生辅助的干扰作用，强化干扰床层的分选效果，从而提高分效率。

图3 TCS分选机独特的尾矿排料装置结构模型图

4 工程实例

斜沟煤矿选煤厂首次采用天津美滕公司TCS分选机对煤泥水处理系统进行改造(改造前后工艺见图4，图5)，针对1.5～0.2 mm粗煤泥(分级旋流器底流)进入TCS分选机分选，TCS精煤采用浓缩旋流器+弧形筛+煤泥离心机联合脱水回收后掺入洗混煤；TCS尾矿采用弧形筛+高频筛脱水后进入矸石皮带外排。TCS分选系统改造完成后，系统运行平稳，分选精度高，尾矿平均灰分63%以上，1.5～0.2 mm级粗煤泥全部进入TCS系统分选后，排矸量约占入料的30%[3]，从而将洗混煤产品定位由20.9 MJ/kg提升到22.1 MJ/kg，进一步开拓优质动力煤市场，同时可根据市场形势变化，系统具有生产20.9 MJ/kg和22.9 MJ/kg的洗混煤产品的能力。改造完成后，经过现场生产验证，该型TCS智能粗煤泥分选机具有底流排放稳定可调、分选密度稳定、分选精度高、尾矿灰分可以保证在65%以上，自动化程度高等优良性能。

分选机入料灰分30%～33%，精矿灰分18%～20%，尾矿灰分65%以上，TCS精矿尾矿产品化验结果见表1，达到了尾矿排放到矸石山，精矿掺入洗混煤提高洗混煤发热量的目的，改造后洗混煤产品发热量由20.9 MJ/kg提高至22.1 MJ/kg，企业每年增加利润7 000万元以上(利润受煤炭产品市场因素影响有波动)。在斜沟煤矿选煤厂工艺系统中，TCS分选机的应用不但弥补了原有选煤工艺的缺陷，提高了企业经济效益，而且推动了国内干扰床分选机的发展，是干扰床分选机发展历史的一次突破。

图4 原有粗煤泥脱水工艺流程图

图5 改造后粗煤泥分选工艺流程图

采样时间TCS精矿产品Aad/%Mt/%采样时间TCS尾矿产品Aad/%Mt/%21：5013 2211 920：5066 0311 422：5015 9311 522：5067 2510 20：5018 0210 90：5068 0714 02：5017 0610 82：5067 8813 54：5017 0113 84：5062 6411 96：5014 1811 96：5060 0913 68：5017 7311 98：5067 7211 710：5014 9111 010：5068 1710 412：5015 438 914：5016 2312 3平均15 9711 5平均65 9812 1

备注：TCS一期全开配洗精煤，采样时间：2016年1月2日

5 结 论

TCS分选机和TBS分选机、RC分选机有着相同的分选原理和相似的构造，但是TCS分选机以其独特的排料装置和干扰装置实现了分选效果的提高和分选范围的扩大，克服了TBS和RC分选机在尾矿排量少时梭阀易堵塞、尾矿排料不连续的技术难题，实现了尾矿持续、稳定排料，提高了设备可靠性和分选稳定性，具有推广价值。

[1] 高 丰.粗煤泥分选方法探讨[J].选煤技术，2006(3)：40-41.

[2] 卫中宽.干扰床分选机(TBS)在张双楼选煤厂的应用[J].煤炭加工与综合利用，2008(1)：11-12.

[3] 黄健华.斜沟煤矿选煤厂产品结构优化探析[J].山西焦煤科技，2016(2)：4-5.

Application of New Type TCS Telligent Coarse Separator in Coal Preparation Plant

WANG Jiannan

Introduces the principle, technical characteristics and application of the new telligent coarse separator(TCS), traditional teeter bed separator (TBS), and the application of TCS in coarse separation, the difference and connection between TCS and TBS are expounded. By comparing the advantages and disadvantages, it is concluded that TCS has the advantages of wide range in density adjustment, high degree of automatization in operation, density regulation and stable tailings discharge.

Telligent coarse separator(TCS); Teeter bed separator(TBS); Separation effect; Tailings discharging

2016-06-09

王建南(1985—)，男，河南上蔡人，2010年毕业于河南理工大学，工程师，主要从事选煤技术管理工作(E-mail)316484679@qq.com

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