液压动筛跳汰机研究与应用.docx

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液压动筛跳汰机研究与应用

液压动筛跳汰机

与应

煤矿机械厂研究用

国产化液压动筛跳汰机的研究与应用

一、前言

选煤是合理利用煤炭资源、保护环境的最经济和最有效的技术，加工费用低，是煤炭深加工、洁净煤生产必不可少的基础和关键，它一方面可以优化煤炭产品结构，提高利用率，另一方面，在运输前排除大量矸石，节约运力，降低了煤炭成本。

洗选设备是煤炭生产的主要设备，它的生产效益指标对选煤生产关系重大。

液压动筛跳汰机以其入选上限大、粒度级宽、分选效果好、生产费用低、运行维护简单、故障率低、自动化程度高和工作可靠等优点，为块煤洗选开拓出新途径，而受到选煤界的普遍关注。

液压动筛跳汰机是当今世界上块煤分选最先进的机、电、液一体化洗选设备之一，现今处于国际领先水平。

它是1985年由德国KHD公司研制的，经过不断的改造和革新，技术日臻成熟。

90年代初我厂便与KHD公司合作为老虎台选煤厂生产液压动筛跳汰机，98年我厂作为煤炭部指定的三批能贷引进选煤设备技术转让的唯一接受单位与KHD公司全面合作，并由KHD公司进行技术转让。

同时，结合我国的国情和各选煤厂的情况，我厂通过消化吸收国外先进技术，总结与KHD联合制造、安装、调试的经验，对液压动筛跳汰机的可靠性和控制技术进行国产化攻关，并将液压动筛跳汰机进行了系列化设计，使机型从2m2～4m2形成系列化，从而更适合我国煤炭洗选行业的不同类型的生产情况和煤质情况、工艺流程，最终提高选煤厂的生产能力，为各种煤炭用户提供不同要求的产品，获取更好的利润。

目前，国产化技术已应用于生产制造中，其综合技术性

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能指标已达到并领先国际先进水平，取得了显著的经济效益。

液压动筛跳汰机做为国家重点引进的选煤设备技术，国家经贸委将其列为国家技术创新项目。

二OOO年十二月，我厂引进消化的液压动筛跳汰机通过了国家煤炭局组织的技术鉴定。

二OO二年获得国家实用新型专利，专利号：

ZL02212162·5。

液压动筛跳汰机的最大优点是工艺简单、分选效率高、精度高、耗水耗电少、投资省、效益高、设备结构紧凑、自动化程度高、控制可靠、故障率低。

经在许多矿的使用运行，已充分体现出其优点和在选煤厂工艺系统中所起到的重要作用。

二、用途

液压动筛跳汰机主要用于25～400mm粒度级煤炭的分选，也可作为块原煤的预加工设备、原煤选矸、块原煤选出精煤或分选动力煤、处理脏杂煤等。

其简便的选煤工艺、常规粒度的突破和较低的生产成本、高效的生产效率是动力煤选煤厂和炼焦煤选煤厂的理想设备之一。

三、工作原理

液压动筛跳汰机由槽体、提升轮、驱动装置、摇臂、排矸轮、出入料溜槽和翻板、液压系统、电控系统等组成。

物料进入液压动筛跳汰机槽体之后，物料及筛板在液压缸的驱动下在水中上下运动。

在运动的过程中，当液压缸驱动筛板上升时，物料与筛板没有相对运动，而水介质相对于物料是向下运动的；当液压缸驱动筛板下降时，物料颗粒因其重力和介质的阻力作用，所产生的加速度小于筛板下降的加速度时水介质形成相对于动筛筛板的上升流，床层才能悬浮。

当颗粒下降速度小于动筛筛板的下降速度时，物料在水中作干扰沉降，并使床层有足够的松散度和松散时间，实现物料按密度有效分层。

分层的轻、2

重产物分别进入双道提升轮中，依靠双道提升轮脱去水分，并将其分离出的煤及矸石送入各自排料溜槽中，透筛细物料由底部槽体排料口排出。

四、液压动筛跳汰机优点

我厂生产的液压动筛跳汰机为引进国外先进技术进行国产化设计的新型高效洗选设备，可以完全替代进口产品，并与之相比性能毫不逊色，其与国内现有产品、技术、装备相比，处于国际先进水平。

经国产化设计的液压动筛跳汰机具有可靠性高、操作简单、自动化程度高、故障率低等优点。

我厂研制的液压动筛跳汰机主要有以下突出优点：

1．机电故障少，操作方便，运行可靠。

2．自动化程度高，在线调整性好，调整灵活、方便。

分选精度高，分选效率也高。

3．液压系统采用优化设计，元件选用进口元件，系统动作灵敏、安全性高，故障率极低。

4．主油缸——摇臂系统中采用闭环控制，缓冲性能好，有利于缓冲机械冲击，同时动筛的运动特性更利于物料的分层，且频率和振幅在线调整性好。

5．排矸系统采用压力传感器和比例流量阀控制，排矸迅速、准确，且基本无卡矸现象，并提高了设备对煤质的适应性，而且由于其准确的适时排矸特性，床层稳定性好，分选效果好，同时，它采用液压驱动系统，既可以实现低速控制，又具有高负载下过载保护特性，还具有自动排除卡矸功能。

6．电控部分采用高性能先进的可编程控制器，安全可靠，采用触摸屏技术，动态监视，在线调整迅速，可靠。

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7．选材好，耐磨性强，制造质量好。

8．在液压系统中整个冷却过程采用国际先进自动温控技术，效率高、控制可靠，降低了能耗，同时，由于采用了自动温控技术，增强了对各地区温度差异的适应性。

9．弧形板与提升轮间隙可调，杜绝了分选后产品二次污染的情况。

五、与同类设备比较

1．与国内生产的同类液压动筛跳汰机相比

①我厂的液压动筛跳汰机在液压系统中进行了优化设计，采用了进口元件，设计了自动缓冲闭环控制系统，使筛板的运动特性更有利于物料分层，并且提高了机械的保护性和安全性，没有单独的缓冲油路，大大减少了维护费用，降低了故障率，系统可靠性得到进一步提高，对比例电磁阀进行了多重保护，降低了油液的污染要求，杜绝了比例阀故障发生。

②在液压油的冷却系统中我们采用国际先进水平的温度控制技术，它可以根据油温实现线性给水量的控制，自动控制油温，且不需用电源，即节能又降耗。

③床层的排矸不是经过浮漂检测，而是使用压力传感器控制技术，检测准确，排料迅速及时、床层稳定性好。

④对极难选煤设计了床层排料口的溢流堰高度可调结构，且设计了溢流堰闸板，增强了对煤质的适应性。

⑤只有一个液压泵站，结构紧凑、降低了成本。

2．与国内生产的机械动筛跳汰机相比

①机械部分结构简单、维护方便、且调整、安装简单。

②机械故障率低。

③运行可靠、保护性好、安全性高、自动化程度高。

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④频率和振幅都可在线、远程调整，不需停机，调节方便。

⑤易于加工和安装调试。

⑦维护费用低，整机故障率低。

⑧对煤质的适应性好。

⑨不会出现有的机械动筛跳汰机发生摇臂驱动轴断裂等致命故障。

⑩动筛上、下运动的速比是使动筛能否在下降期迅整脱离床层，给床层在水介质中松散、沉降、分层的足够时间和空间的关键。

我厂生产的国产化液压动筛跳汰机因采用进口单轴控制器、进口液压比例阀、进口振幅位移传感器构成闭环控制，筛床的上升、下降速度都可进行准确的控制，并可根据煤质情况进行随机可调，保证最佳的分选效果，而机械动筛跳汰机则无法做到这点，它无法进行上下时的速比调整，这样难以找到最佳的分选速比，在很大程度上制约了分选效果，同时也降低了对煤质的适应性。

⑾动筛上、下速度的稳定并可调也是保证动筛能否调整到最佳分选效果的关键，它在分选分层时，要求速度恒定，速比保持稳定，如果它速度变化频蘩，很难取得好的分选效果，现在对机械式动筛跳汰机运动分析：

机械动筛跳汰机运动力学模型如下：

点O相当于电机运动轴心，曲柄为OA，滑块B相当于筛床，它的运动参数便是动筛跳汰机的力学参数，位移χ便是振幅，因曲柄是以匀角速

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度ω转动，帮瞬间的位置可由曲柄转角ψ=ωt来确定，对应的滑块B的坐标为：

χ

由此可见速度及加速度是随角度在随时变化，也就是说，筛床上、下速度是随时变化而且其加速度也是不恒定，它也难以保证分选时调定的恒速比，也就无法达到最佳的分选效果，这也是业内专业人士调研机械动筛跳汰机比液压动筛跳汰机分选矸石带煤高5个百分点的主要原因之一，而国产化液压动筛跳汰机根本不存在这样的弊病，因是它的上、下速度是通过液压进行闭环控制，保证完全恒定，而且上、下速度皆可进行精确的调速与设定。

同时机械动筛跳汰机一旦发生曲轴摆杆机构严重磨损，很难6

进行修复，液压动筛跳汰机则不是发生此类现象。

⑿排矸方式的不同，为获得纯净的产品，需要控制排矸的速度，借以保持筛板上的矸石层厚度稳定，在引进技术生产的液压动筛跳汰机是通过闭环控制及压力传感器调节排矸轮转数，排矸迅速，准确，床层稳定性好，而且性能可靠。

国内其它生产厂家动筛跳汰机排矸是用浮标检测，排矸系统故障高，排矸系统主要故障：

排矸自动测控装置失灵，主要表现在浮标上浮后不沉下去，检测数太大，排矸轮转得太快，矸石带煤严重；一种是浮标沉底不上浮，排矸轮不动作，不排矸，造成产品污染严重，时间稍长就将动筛压住，系统在生产使用过程中，有时浮标动作灵活仍不排矸，床层加厚被迫停机，中断生产。

机械式动筛跳汰机在排矸口置有矩形浮箱，这个浮箱即是传感器，同时又因其所处位置而起到闸门作用，即自平衡式排矸装置，这种方式是由浮标演化设计的，同样是通过检测床层厚度进行排矸的，虽有所改进，但同样存在浮标类似问题，且入料粒度越大，排矸检测越不准确。

⒀动筛跳汰机的主要调节参数是筛面的振幅和频率。

这两个参数视原煤的特征而定，国产化液压动筛可以根据压力传感器及位移传感器适时进行调整，以适应煤质的变化，实现最佳的分选效果，而机械式是采用曲柄摆杆驱动，只有在停机时通过改变偏心距和传动轮尺寸来调节振幅和频率。

无法在线调整，难以适应煤质的变化，且调整困难，工作量大。

⒁引进技术生产的液压动筛跳汰机矸石产率小于1.6密度级产率为0，排矸纯净。

六、工艺与加工、安装、调试技术保障

我厂在九十年代初便与KHD公司合作生产液压动筛跳汰机，并进行国产化攻关设计，现已加工制造近二十台，已有十三台投产运行，在长期

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的生产加工和安装、调试中，已有自己独特的加工工艺和安装调试技术与经验。

加工过程中，我们设计了专用工装与设备，特别是提升轮的加工，我们采用整体加工技术，严格而又特殊的焊接工艺，使提升轮内圆与导轨同心度小于2㎜，弧形板采用机加工保障手段，在安装调整后，可以保证提升轮与弧形板之间的间隙在2㎜之内，完全杜绝了分选产品的二次污染，这也是其它生产厂家难以达到的，在其它生产厂家中有的间隙达40㎜左右。

提升轮销齿轴孔加工误差可以控制在0.5㎜之内,极大地保证了提升轮运转平稳，同时销齿轴采用了处理工艺，延长使用寿命。

槽体组焊后，在设备安装时，可以保证上平面平面度在2㎜之内。

经过多年的安装、调试我们有了一套完整的安装调试技术与经验，可以最大限度使设备发挥最好地分选效果。

七、液压动筛跳汰机经济效益分析

我厂生产的液压动筛跳汰机不仅性能可靠，而且效率高，洗煤后吨煤利润提高相对大，投资回收快。

采用我厂生产的液压动筛跳汰机排矸，矿井回收率可提高1～2%。

一个150万吨/年的工作面，回收率即使提高1%，增加产量1.5万吨，年增效益约150余万元。

而机械动筛跳汰机矸石带煤（西山局调查结果）为5%，与液压动筛跳汰机矸石带煤1.5%相差3.5%左右，如每年处理量为150万吨，则损失为150×3.5=5.25万吨，每吨按100元，则机械动筛跳汰机因收率降低带来的损失价值为525万元。

我厂生产的液压动筛跳汰机除正常配件外，无机、电、液故障，与其它厂家生产的动筛跳汰机相比每年可节约大量维护费用和由于故障停产造成的经济损失。

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兴隆庄排矸生产系统投产后，依据国家和原煤炭部颁发的在关标准，进行采样、筛分、浮沉试验、煤样分析，单机考核检测结果为：

生产能力超过280t/h，不完善度I值为0.097，分选后矸石灰分为81.45%，产品中杂质含量为1.79×10-7。

取得了显著的经济效益，根据其1～6月份财务报表显示，增加销售利润1680.8万元。

液压动筛跳汰机为用户创造了巨大的经济效益，以兖卅矿业集团公司兴隆庄煤矿选煤厂原煤排矸系统改造工程，即动筛跳汰机排矸工程为例，它是兴隆庄煤矿为适应市场需求而实施的一项重大技术改造工程，被列为山东省煤管局科技计划。

该工程设计年入洗+50mm的块原煤150万吨，液压动筛跳汰机在兴隆庄选煤厂99年10月投产以来，整体运行生产情况良好，性能可靠、产品质量稳定。

该机机械结构平衡，载荷分布均匀，没有出现设备故障现象；特别是在生产高峰期，小时带煤能力达300吨以上连续运转时，也未出现机、电、液系统故障，表明其提升轮、排矸轮、筛床的安全系数高，整机安全生产的可靠度较高。

生产制造安装技术水平达到了德国KHD公司动筛跳汰机的同等技术水平。

动筛跳汰机生产的商品煤中含杂率仅为1.79Kg/万吨，远小于5Kg/万吨的企业内部产品含杂控制标准。

排出的矸石中含煤率平均为1.35%，远小于1.5%的控制指标，块煤的平均灰分为9.3%，小于11.5%的控制指标。

该工程对优化煤炭产品结构，提高矿井经济效益意义重大。

该选煤厂应用液压动筛跳汰机后的经济分析如下：

按2000年1～5月份的实际生产销售情况分析。

据选煤厂生产月报统计。

2000年1月～5月共生产块煤340267吨，块煤产率按71%计算生产340267吨块煤所需块原煤为：

340267÷0.71=479249吨

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不上动筛系统时，假若该479249吨块原煤能全部变成落地混煤销售，按目前销售价128元/吨计算的销售额为（不含税）：

479249×128=61343872元①上动筛系统后，生产340267吨的块煤或当块煤销售或破碎后与落地混煤掺配成动力煤销售，按目前市场价200元/吨计算的销售额为：

340267×200=68053400元②其中4月、5月份将块煤破碎，掺入147359吨混煤使之变成动力煤销售，动力煤与混煤的价差带来的净增额为：

147359×（200-128）=10609848元③据统计，1～5月份动筛系统的加工费合计为：

741000+802200+1150000+827200+1150000=4669400元④（②+③）-（①+④）即为上动筛系统后净增加的经济效益:

（68053400+10609848）-（61343872+4669400）=78663248-66013272=12649976元这就是说上动筛系统后，1～5月份净增销售收入（不含税）为12649976元。

如照此推算，动筛系统的全部投资可在1.5年内全部收回。

同时由于循环水量仅为0.03m3/t，更适合于干旱缺水、或水源紧张地区的选煤厂。

现我厂已为辽宁、山东等选煤厂生产10台，都已投入使用，其运行可靠、高效、低耗的特点已日益明显，已被广大用户所接受，特别是应用在兴隆庄矿选煤厂的动筛跳汰机已成为全国选煤厂设备的应用范例。

现已在山西、宁夏、内蒙等地选煤厂我厂生产的液压动筛跳汰机已投产运行。

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