刘文轩

(大同煤矿集团精煤分公司，山西大同037016)

摘要：介绍了TEMA H1000离心机的工作原理、技术参数及几项主要技术特点，对其使用情况进行了分析，指出该离心机具有产品水分低、设备性能稳定、工作可靠等特点。

关键词：离心机；应用；效果

中图分类号：TD462⁺．1    文献标识码：A

 

    大同煤矿集团晋华宫选煤厂于2002年9月29日投产，主要设备从澳大利亚申克公司引进，模块化组合安装，采用重介旋流器和螺旋分选机联合工艺流程：80～1.5mm级原煤采用重介旋流器分选，1.5～Omm级原煤经分级旋流器分级(分级粒度为0.1mm)后采用螺旋分选机分选；分级旋流器溢流经浓缩机浓缩由压滤机处理后掺入精煤，也可随矸石排弃。最终产品为80～50mm和50～0mm两种精煤。在此工艺系统中，配备了两台TEMA H1000型卧式刮刀离心脱水机用于对<1.5 mm粒级末精煤脱水，经过三年的生产实践表明，该离心脱水机工艺指标良好，运行平稳、可靠。

1 TEMA H1000离心机的结构特点及工作原理

1．1 TEMA H1000离心机的结构

    (1)机座组件：包含下机座和上机座。下机座用螺栓固定在地面上，并支撑油泵油箱组件，通过隔振器支撑上机座；上机座支撑齿轮箱、筛篮支架驱动组件、驱动电动机、三角带防护组件和卸料箱组件。

    (2)卸料箱：采用两室结构，用于收集分离液和固体颗粒，两室分别设置各自的排料口。

    (3)齿轮箱：内有减速机、主轴承和密封件，能起到油泵的作用，使冷却油返回油箱。

    (4)减速箱组件：连接筛篮支架的驱动轮和筛篮组件并借助螺栓连接到齿轮箱输出轴上，直接驱动筛篮转动；利用差动循环齿轮使连接刮刀的输出轴转速稍快于减速箱输出轴，形成了筛篮和刮刀问的速度差，从而起到螺旋输送器的作用。

    (5)润滑系统：由油泵、电动机、过滤器、油箱、压力开关和安装在减速机输入轴上的旋转联轴器组成，油泵将油送人轴承和循环齿轮系统中，并借助重力通过齿轮箱油泵，最后返回油箱。

1．2 TEMA H1000离心机的工作原理

    TEMA H1000离心机是一种水平旋转的强分离力螺旋刮刀卸料筛篮式离心机。煤浆经浓缩后进入螺旋刮刀送料锥形筒的小内径筒中，并通过离心作用穿过各进料孑L均匀分配到螺旋刮刀和筛篮之间的各通道中，来自离心作用的强分离力迫使煤浆中的液体通过物料层和筛篮进入滤液收集箱；而固体颗粒形成的滤饼作连续旋转，并借助筛篮的倾斜角度和其与螺旋刮刀的差速，从筛篮的小直径端传送到大直径端排出。

2 TEMA H1000离心机的技术特点

2．1  技术特征

    该离心机的技术特征见表1。

2．2油泵电机

    该离心机的油池、油泵和过滤器是与离心机相对独立的整体机构，该机构安装在离心机底座上。在离心机起动前，先运行油泵电机，确保循环齿轮和各主要轴承充分润滑。本装置和油压开关与主电机联锁，只有当油压达到指定数值时方可起动主电机。

2．3  差动循环齿轮装置

    该离心机的差动齿轮循环装置确保筛篮支架和刮刀以不同的速度旋转，筛篮转速780r/min，刮刀转速795r/min，两者保持相对运动，便于将物料送人排料口，也使离心机的脱水效果更好。

3 TEMA H1000离心机脱水效果评定

    衡量离心机工作效果的标准，一是脱水速度，二是产物水分和离心液固体浓度。

    (1)脱水产物水分(质量百分比，％)：它是判断脱水效果最直接的指标。

    (2)离心液固体浓度(g/L)：指单位体积离心液中的固体物含量。

    (3)脱水效率(％)：用脱水产物的固体回收率减去脱水产物液体混杂率来表示。

    (4)脱水速度(L/min)：常用一定时间内获得的离心液体积表示。

    对离心机脱水效果构成影响的工艺因素通常有入料浓度、入料粒度组成、筛篮与刮刀间隙、筛篮缝隙。为此，进行了一系列试验，分析了不同因素水平对离心机脱水效果的影响。

3．1  入料浓度对脱水效果的影响

    根据该厂人选原煤条件，当原煤质量变化较大时，由于煤泥含量变化较大，浓缩旋流器底流浓度相应发生变化，为此对不同入选原煤条件时的浓缩旋流器底流浓度和此条件下的离心机产品水分进行了现场测定。结果见表2。

表2不同入料浓度条件下离心机的脱水效果

工艺参数	入料浓度/%
	50.49	55.61	60.38
产品全水分/%	16.37	15.26	14.10
脱水速度/L·min-1	837	771	657
离心液浓度/g·L-1	30	26	23
脱水效率/%	75.75	74.16	71.81

    由表2看出，随着人料浓度的升高，产品水分明显下降，脱水速度减缓，离心液浓度降低，但变化不明显，脱水效率降低。这是因为当人料浓度大至一定程度时，离心力不足以克服水分子和煤表面的吸附作用所致。

3．2  入料粒度组成对脱水效果的影响

    根据不同的原煤条件，分别取离心机入料做小筛分试验，同时测定相应的产品水分、离心液固体浓度、脱水效率和脱水速度。由于入料中细粒级含量的多少对脱水效果影响较大，故粒度组成以入料中<0.25mm级含量表示。测定结果见表3。

表3  不同入料粒度组成条件下离心机的脱水效果

试验序号	入料中<0.25mm级含量	产品水分/%	脱水速度/L·min-1	离心液浓度/g·L-1	脱水效率/%
1	11.60	15.17	785	24	73.29
2	27.18	16.59	643	41	69.45

    由表3可知，粒度组成对评定脱水效果的各项指标均有影响，随着人料中细粒含量的增加，各项指标均有变差的趋势。其原因是随着粒度变细，使得细小颗粒充分填充于大颗粒所形成的物料层孔隙中，因此整个物料层的孑L隙变小，孔隙率下降，物料层的比阻增大，从而增加了水分通过物料层的难度，导致产品水分增高，脱水效果变差。但就产品水分而言，H1000离心机对入料粒度组成有较强的适应性。

3．3  筛篮与刮刀间隙对脱水效果的影响

    通过调整离心机主轴凸缘上的垫片，调整筛篮与刮刀的间隙，测定不同间隙条件下表征脱水效果的各项指标，结果见表4。

表4筛篮与刮刀不同间隙条件下离心机的脱水效果

工艺参数	筛蓝与刮刀间隙/mm
	6	10	14
产品水分/%	13.42	14.58	16.43
脱水速度/L·min-1	841	796	762
离心液浓度/g·L-1	43	32	25
脱水效率/%	71.83	76.42	72.34

注：人料浓度53.4％，细粒含量(<0.25mm)15.6％，筛缝0.3mm

    由表4可知，筛篮与刮刀间隙对离心机脱水效果影响较明显，随着间隙变大，产品水分增加，脱水速度下降。因为间隙变大后，物料受到的挤压作用减弱，致使水和煤颗粒的分离及细颗粒透过物料层的作用随之减弱。当筛篮与刮刀的间隙为lOmm左右时，脱水效率最高，间隙过大或过小，都会使脱水效率降低。

3．4筛篮缝隙对脱水效果的影响

    筛篮缝隙对脱水效果的影响见表5。

表5  不同筛缝情况下离心机的脱水效果

工艺参数	筛蓝与刮刀间隙/mm
	0.25	0.45	0.65
产品水分/%	15.13	14.35	13.29
脱水速度/L·min-1	653	729	894
离心液浓度/g·L-1	26	49	93
脱水效率/%	70.18	66.85	49.17

注：入料浓度62％，细粒含量(<0.25mm)14％，筛篮与刮刀间隙11mm

    由表5可知，随着筛缝的加大，产品水分较大程度降低，脱水速度加快，但离心液浓度也迅速提高，脱水效率明显变差。生产实际情况表明，随着筛缝的进一步加大，产品水分不再有明显的下降，因为随着细颗粒和水的排出，在脱水后期(出料端)，离心力不足以克服水分子和煤表面的吸附作用。

另外，由于在脱水过程中粒度细、灰分较高的煤粒随离心液排出，脱水产物的灰分得以降低，所以说，该离心机具有降灰作用。

4应用实践

    TEMA H1000离心机在晋华宫选煤厂已正常运行3年多时间，应用实践表明，该离心机运行可靠，各项工艺指标先进。

值得指出的是，为保证脱水效果，必须严格按要求对筛篮和螺旋刮刀定期进行更换。此外，还应仔细检查刮刀的磨损程度，以便及时更换刮刀或者调整刮刀与筛篮的间隙。筛篮和刮刀的间隙对离心机的工作影响很大，间隙越小，筛面上滞留的煤越少，离心机的载荷越轻，筛缝被堵塞的现象也越少，有利于脱水；间隙越大，筛面上粘附一层不下落的煤，既不利于脱水，也增加了离心机的载荷。但间隙太小时会严重影响筛篮和刮刀的使用寿命，通常，刮刀和筛篮的间隙以8～11mm为宜。刮刀和筛篮间隙的调整可以通过增减主轴凸缘上的垫片来实现。

5  结论

    综上所述，人料浓度、人料粒度组成、筛篮与刮刀间隙、筛篮缝隙对离心机的脱水效果均有不同程度的影响，为此，在实际生产中，必须做到：

    (1)保证合适的入料浓度，以不低于50％为宜。

    (2)保证合适的人料粒度组成，以<0.25mm级含量不超过20％为宜。

    (3)保证合适的刮刀和筛篮之间的间隙，以8～11 mm为宜。

    (4)保证合适的筛篮缝隙，以≤0.5 mm为宜。

    TEMA H1000离心机具有脱水效果好、产品质量稳定、运行平稳可靠、筛篮的使用寿命长(干料处理量达3万t左右)等特点，如何进一步延长筛篮的使用寿命，是今后必须下力气解决的问题。