动筛跳汰机技术创新的探索与实践.docx
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动筛跳汰机技术创新的探索与实践.docx
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动筛跳汰机技术创新的探索与实践
矿业集团公司科研项目
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
选煤厂
二○○七年六月
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
工作报告
动筛跳汰机技术创新的探索与实践的科研项目,是岱庄煤矿选煤厂为适应岱庄矿井发展的需要而实施的一项重大的技术改造工程,是岱庄煤矿的一项重大建设项目。
该项目的实施完成,进一步完善了岱庄煤矿选煤厂动筛跳汰机的性能和洗选工艺特性,提高了产品质量,为矿井创造了巨大的经济效益和社会效益,增强了岱庄煤矿在市场竞争中的优势,为岱庄煤矿的发展战略发挥了积极的作用,得到上级领导的高度评价和肯定,称其为“精品工程”。
一、项目工程介绍
动筛跳汰机技术创新的探索与实践的科研项目是由岱庄煤矿选煤厂自行设计,由岱庄煤矿选煤厂负责施工的科研项目,整个工程由岱庄煤矿选煤厂承担,由德国KHD公司协助完成。
项目自2005年5月立项,到2006年3月各技术改造项目完成,动筛跳汰机单机试车、联合试车成功,标志着岱庄煤矿选煤厂的动筛跳汰机技术创新的探索与实践的科研项目圆满完成。
二、问题的提出背景
Romjig20.50.08.08型动筛跳汰机是当前国内外较为先进的煤炭洗选设备,设备单机自动化程度较高,但设备的机械、液压部分构造复杂,易出现故障,设备维修量较大,主要表现在以下几个方面:
1、缓冲油缸损坏频繁
缓冲油缸的功能是吸收筛体下落所产生的强烈冲击和震动(如图1中3所示)。
缓冲油缸所受筛体冲击较大,极易出现故障,主要表现在:
缓冲能力达不到,造成缓冲油缸损坏,筛体侧板与槽体横梁剧烈撞击,使筛体侧板甚至横梁产生变形,增加筛体的运行阻力;各密封件易因磨损而出现漏油现象;油缸活杆极易磨损而出现划痕,不能实现有效密封,使系统液压油大量泄漏,而且因其表面对光滑度要求极高,无法修复;缓冲油缸底部与底座的连接对丝损坏,使缸体无法紧固,运行时缸体出现颤动,油缸活杆易折断。
1主提升油缸2筛体3缓冲油缸
4行程限位接近开关5铁接触器
图1改造前主提筛系统、缓冲减震系统示意图
2、筛体振幅调节不便
筛体的振幅,即主提升油缸的行程,是通过改变两个行程限位接近开关之间的距离来实现调节工作的(如图1中的4所示),调节过程中筛体的振幅大小不易控制,更无精度可言,而且振幅的调节工作必须在停机的状态下进行,调节工作十分不便,无法实现根据入料的粒度等级变化及时、有效、准确地对筛体的振幅进行调整,进而无法保证洗选效果。
3、压力传感器与阀体直接相连
压力传感器与控制主提升油缸的阀体直接相连(如图2所示),停车后,液压系统卸油,空气经电磁阀阀体进入压力传感器内,当再次运行动筛跳汰机时,因空气的存在会使压力传感器不能准确地测量出筛体的压力值,向PLC反馈的数据出现了较大的偏差,进而影响系统对排矸轮的控制,洗选效果得不到有效地保证,经常出现煤中带矸石或矸石中有煤的现象,给企业造成了经济损失和不良的社会影响。
1压力传感器2电磁阀阀体
图2改造前压力传感器安装位置示意图
4、主提升油缸活杆与缸头脱节
主提升油缸活杆与缸头通过对丝相连接,缸头用螺丝固定在筛体上,动筛跳汰机运行一段时间后,因震动的存在,使主提升油缸活杆转动,即主提升油缸活杆与缸头形成相对位移,活杆在缸头上退丝,造成主提升油缸活杆与缸头脱节,进而使筛体不能提升,造成动筛跳汰机故障,影响生产的正常进行,而且修复工作量较大,严重浪费人力,甚至影响矿井的提升。
1主提升油缸活杆2缸头3轴
图3改造前主提升油缸活杆与缸头连接示意图
5、筛板与筛板框架结构为一整体
动筛跳汰机的筛板与筛板框架为结构为一个整体,其材质为不锈钢材料,筛板表面磨损后必须整体进行更换,而筛板框架却基本完好,筛板框架约占整体重量的四分之三,筛框因筛板的损坏而不能继续使用,造成严重浪费,因其材质为不锈钢材料,价格昂贵,所以每次筛板损坏都需投入大量的资金。
而且筛板体积较大,因动筛跳汰机内部空间狭小,筛板维修更换十分不便。
三、项目的组织与管理
1、进度安排
2005年05月-2005年06月调查研究
2005年07月-2005年08月初步设计
2005年09月-2005年10月调查论证
2005年11月-2005年11月施工设计
2005年12月-2006年01月配件材料订货
2006年02月-2006年02月设备系统改造
2006年03月-2006年03月试运转、指标考核
2006年03月-2006年03月验收
2、承担单位和主要协作单位的分工
承担单位:
岱庄煤矿选煤厂,负责项目的设计与施工。
协作单位:
德国KHD公司,负责PLC控制程序的更新。
3、经费概算
本项目总共预算费用:
118万元
(1)配件、材料费:
97万元
(2)安装改造费:
5万元
(3)程序更新及调试费:
14万元
(4)其它费用:
2万元
三、改进与创新
针对动筛跳汰机存在的问题,经分析研究后确定改造方案如下:
1、将缓冲油缸更换为橡胶垫
2006年2月底,选煤厂将动筛跳汰机的2个缓冲油缸更换为5个锥形橡胶垫,拆除原缓冲系统的缓冲油缸、缓冲泵、用于泵驱动的电动机及部分油管路。
如图4中的3所示。
1主提升油缸2筛体3锥形橡胶垫
4超声波传感器5铁接收器
图4改造后主提筛系统、缓冲减震系统示意图
因原主提筛系统的筛体提升是由主提升油缸控制的,而下落则完全是靠筛体自重。
这样改造后为避免筛体对机体的冲击,将控制主提升油缸提升的电磁阀组件进行了更换,改变其工作方式,并增设部分油管路,通过液压系统实现对筛体的提升与下落的完全控制。
动筛跳汰机运行时筛体在设定的范围内运动,筛体与橡胶垫不接触,停车时筛体下落,筛体与底部的橡胶垫相接触,实现缓冲保护作用。
2、将行程限位接近开关更换为超声波传感器
将动筛跳汰机一侧的两个行程限位接近开关去除,在主提升油缸上安装固定一个超声波传感器,并在固定主提升油缸活杆的万向缸头上安装一个铁接收器(如图4中的4、5所示),因超声波测量的精确度较高,能准确地测量出主提升油缸的活杆伸长量,进而准确测量出筛体的振幅。
同时在动筛跳汰机控制柜内增设一块控制筛体振动的行程控制卡,通过操作盘上的显示屏可以准确地看出筛体振动的上下限,即筛体振幅,并利用操作盘可以实现动态地(动筛跳汰机运转时)对筛体振幅上下限的调节,从而达到动态调节筛体振幅的目的。
3、改变压力传感器与阀体的连接方式
为保证压力传感器内不能进入空气,阀体与压力传感器之间增设了一段“U”型管路,从而改变了压力传感器与阀体的连接方式,改造后如图5所示。
1压力传感器2钢管3电磁阀阀体
图5改造后压力传感器安装位置示意图
改造后压力传感器端低于阀体出口,保证了停车卸油时压力传感器内的液压油不能回流,即压力传感器内始终充满液压油。
使压力传感器能够真实、准确地测量出筛体的压力值,保证动筛跳汰机的分选效果。
4、在主提升油缸活杆与缸头处采取防退丝措施
针对主提升油缸活杆在缸头上退丝的现象,采取措施如下:
将主提升油缸缸头中间内丝处开一宽10㎜、高100㎜的敞口,敞口处两侧的缸头部分通过四个螺栓进行连接,通过紧固四个螺栓就完全可以将主提升油缸的活杆牢固地固定在缸头上,主提升油缸活杆与缸头之间不能产生相对位移,进而杜绝了主提升油缸活杆在缸头上退丝的而造成的事故。
如图6所示。
5、筛板与筛板框架结构分离
针对筛板与筛框是一体的问题,选煤厂技术人员根据原筛板的尺寸,进行了新筛板的设计,并联系生产厂家按照设计图纸进行了新筛板的加工制作,新筛板与筛框分离,并将两块大筛板分割为四块小筛板,这样筛板整体结构为两层,下层为锰钢框架,上层为不锈钢筛板,筛板通过螺丝固定在筛框上,当筛板磨损后,可以十分方便地进行更换工作,筛框不需更换可继续使用,节约了大量资金,而且国产筛板进货渠道便捷、周期短。
1主提升油缸活杆2缸头3轴
4缸头的敞口处5螺栓
图6改造后主提升油缸活杆与缸头连接示意图
对于动筛跳汰机在现场使用过程中存在的问题,选煤厂大胆地、认真地、缜密地、负责地提出了动筛跳汰机的技术创新方案,这些技术创新方案的顺利实施,大大减少了动筛跳汰机的辅助设备,简化了设备的工艺环节,降低了动筛跳汰机的故障发生频率,同时又提高了设备的稳定性和可靠性,提高了动筛跳汰机的煤炭洗选效果,通过一段时间的生产使用实践证明,这些技术创新非常实用有效。
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
技术报告
一、主要技术关键
针对动筛跳汰机缓冲减震系统采用液压形式进行筛体缓冲减震的状况(即用两个缓冲油缸进行筛体缓冲减震),动筛跳汰机辅助设备多,设备故障率高,投入资金较大的现象,采取了实用性较强的措施,将两个液压缓冲油缸更换为五个橡胶垫,同时拆除缓冲泵、用于缓冲泵的电动机及部分油管路,大大简化了动筛跳汰机的运行工艺,将筛体靠自重下落改为由主提升油缸液压驱动,即筛体的上升与下落完全由主提升油缸液压驱动,彻底改变了动筛跳汰机的振动与缓冲方式。
将动筛跳汰机的振幅由行程限位接近开关控制更改为由超声波传感器控制,使筛体的振幅精确化,准确度显著提高,通过操作盘上的显示屏可以准确地看出筛体的振幅,并利用操作盘可以实现动态地(动筛跳汰机运转时)对筛体振幅上下限的调节,也就是说动筛跳汰机振幅调节由原来的只能静态调节更改为实现动态随时调节,筛体振幅调节灵活方便,将筛板与筛框结构分离,同时将二块大筛板更换为四块小筛板,大大方便了设备的维修,同时,可对磨损严重的小筛板进行更换,而不必再进行整体更换,节约了大量的材料费用。
二、达到的技术水平
通过对动筛跳汰机结构和性能的研究以及对其进行的技术创新,使动筛跳汰机的先进性和应用效果在全国选煤行业中处于领先地位,达到国内一流水平。
三、主要创新点
将动筛跳汰机的缓冲减震系统拆除,通过超声波控制主提升油缸的行程,将筛体靠自重下落更改为由主提升油缸驱动控制,同时将缓冲油缸更换为橡胶垫,使设备故障率显著降低,运行稳定可靠;将筛体的振幅由行程限位接近开关控制更改为由超声波传感器控制,实现动态调节筛体振幅的目的,振幅的调节灵活方便,精确度显著提高,提高了动筛跳汰机的分选效果;将筛板与筛框架分离,同时将原来的两块大筛板更改为四块小筛板,减少了设备投入资金,筛板更换灵活方便。
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
应用报告
选煤厂对动筛跳汰机进行技术创新后,现场使用情况较好,动筛跳汰机运行稳定,筛体振幅调节灵活方便,可以根据入料的粒度等级,随时对筛体振幅进行调节,分选效果得到了进一步的提高,块精煤中的含矸率得到了明显降低,深受用户满意;同时洗矸石中的含煤量也有了大幅度的降低,减少了经济损失。
设备运行稳定、可靠,故障率显著降低,杜绝了主提升油缸脱缸事故的发生,筛板维修更换方便,减轻了维修工作量,缩短了筛板的更换处理时间,为保证矿井提升创造了有利的条件。
岱庄煤矿选煤厂使用的ROMJIG20.50.08.08型动筛跳汰机,在世界其他国家和地区也有使用,在中国很多选煤厂也都有使用的先例,由于地方要求差异和煤质特性的不同,使用效果也就大相径庭,岱庄煤矿选煤厂在使用过程中对该设备的大胆革新和改进可供参考,以便充分发挥动筛跳汰机的性能,更好地服务于生产。
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
经济效益与社会效益分析
动筛跳汰机技术创新的探索与实践的科研项目是以经济效益为中心,以技术创新为手段,把先进的设备技术创新及管理与动筛跳汰机的煤炭洗选工艺有机地结合起来,使动筛跳汰机煤炭洗选更加合理、运行更加稳定,为矿井增加了巨大的经济效益和社会效益。
一、经济效益分析
1、回收块精煤增加经济效益
根据块精煤销售情况和煤质资料分析可知,项目实施后比实施前平均每月多回收块精煤约350吨,块精煤年均价格约670元/吨,则年可增加经济效益:
350吨×670元/吨×12月=281.4万元
2、节约电费
改造后拆除缓冲泵驱动电机,电机容量4KW,每度电耗0.5元,年工作日350天,每天开车时间平均按20小时计算,则年可节省电耗费用为:
4KW×20小时×350天×0.5元=1.4万元
3、节约材料费
(1)缓冲油缸:
平均每年损坏更换一次,其进口价格约9.8万元,年可节约费用:
9.8万元×2个=19.6万元
(2)缓冲油泵:
平均8个月损坏更换一次,其进口价格为6.2万元,年可节约费用:
7.8万元×1个×12÷8=11.7万元
(3)筛板:
平均使用寿命约为两年,进口筛板价格约19.4万元,国产筛板仅需3.5万元,年可节约费用:
(19.4万元-3.5万元)×0.5=7.95万元
(4)液压油及管路:
经计算,每年可以减少因与缓冲油缸连接的油管漏油或油管损坏而造成的损失约1万元。
则项目实施后每年可节约各类材料费用:
19.6万元+11.7万元+7.95万元+1万元=40.25万元
4、维修费用
系统辅助设备的减少,同时减少了设备的维修量,杜绝脱缸等事故的发生,可节省一部分维修费用,经计算每年可减少人工维修费用2万余元。
通过上述计算,动筛跳汰机技术创新的探索与实践科研项目的实施,每年可以为岱庄矿井创造经济效益:
281.4万元+1.4万元+40.25万元+2万元=325.05万元
二、社会效益分析
通过项目的实施,完善了动筛跳汰机生产工艺,提高了块精煤的质量,赢得用户的信睐,块精煤出现了供不应求的现象,为岱庄矿井创造了巨大的经济效益和社会效益,为企业树立了良好的形象,收到了良好的社会效益。
动筛跳汰机技术创新的探索与实践
结束语
随着动筛跳汰机的发展,对跳汰理论和洗选加工设备的研究日益被人们所重视,但是由于跳汰过程的影响因素较多,各种因素的变化很大,而且复杂,因而使跳汰理论和洗选加工设备的科学研究和理论分析都遇到了不少的困难。
至今,对跳汰过程机理的认识还不充分,虽然已提出许多种跳汰假说或跳汰理论模型,从不同方面对跳汰过程进行了研究、探讨,其中比较好的理论,也只能反映跳汰选煤过程某些方面的规律性,虽然对生产起了一定的指导作用,但还没有得到一种大家公认的理论。
随着选煤技术的发展,跳汰选煤机械逐渐得到改进和完善,并日趋大型化,跳汰机的特点是,处理量大、自动化程度日益提高,今后仍向大型、高效方向发展的趋势,为适应单机组合系统的要求,动筛跳汰机将进一步得到技术创新和推广应用。
通过上述的技术创新,完善了动筛跳汰机的洗煤生产系统,提高了动筛跳汰机的处理能力和块精煤的回收能力,降低了洗矸石中的块精煤含量,为提高产品质量创造了有利的条件,创造了巨大的经济效益和社会效益,为保证选煤厂和矿井的正常生产、提高销售煤质量奠定了坚实的基础,同时也给今后的洗煤生产系统管理提供了大量的丰富经验。
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- 跳汰机 技术创新 探索 实践