维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第９期 煤炭工程 选煤厂浓缩车间工艺设站撂祷 谢传贵 谢经蓉 李新峰 李建华 （Ｉ．深圳市建筑科学研究院；２．天津第四建筑工程有限公司；＿３．平顶山选煤设计研究院；４．平煤（集团）公司安监局） 摘要：从技术、经济的角度，对选煤厂浓缩车间设备选型、工艺布置等作了认真的分析， 认为小型选煤厂采用沉淀塔为好。斜管浓缩机应用在大、中型选煤厂的优势，已在多项工程实 践中得到证实。并提出了较为合理的选型、布置方案。 关键词：浓缩车间；选型；布置；探讨 中图分类号：ＴＩ）９２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２００２）０９—００３７—０３ 浓缩车间是选煤厂煤泥水处理系统中的关键设 施之一。设计是否合理对煤泥水处理系统乃至全厂 负荷率相当，但省去了刮泥机械等，管理、维护简单。 目前国内使用的沉淀塔，按沉淀区直径划分大体有 ｑ￣１２ｍ和ｑ￣１５ｍ两种。塔顶高度一般在２０ｍ左右。 沉淀塔人料一般要由煤泥水泵压力输送，溢流和底 工艺系统的正常运行、初期建设投资、环境保护等都 具有十分重要的意义。车间设计所涉及的技术问题 较多，笔者仅对设备选型、车间布置等问题加以探 讨，供参考。 １关于浓缩设备选型 流则都有可能自流输送至下一道工序而省去循环水 泵和底流泵。沉淀塔占地面积不大，运行费用较低， 但处理能力偏小，适用于煤泥水量不大的中小型选 煤厂。 目前，国内已经在选煤厂投入使用的煤泥水浓 缩沉淀设备有：普通耙式浓缩机、沉淀塔、深锥浓缩 机、斜管浓缩机、斜板浓缩机、斜板沉淀槽等。 耙式浓缩机是目前选煤厂煤泥水处理的常用设 备，共有三种型式，一是中心传动、中心提耙型，二是 固定周边传动型，三是周边传动、中心提耙型。这类 浓缩机处理煤泥水时，表面负荷为２．５ ３．５ｍ３／ｍ２・ ｈ，处理浮选尾煤时，表面负荷为０．８ １．２ｍ３／ｍ２・ｈ。 深锥浓缩机占地面积小，表面负荷较高，可达 ３．５ｍ３／Ｉｎ２・ｈ，电耗低，管理方便。由于底流后续处理 问题未能得到很好解决，且总处理量不大，故很少在 设计中采用。 斜板沉淀槽是在消化引进国外技术的基础上开 发的一种煤泥水浓缩设备。现有ｚＱＮａｏｏ、３００、５００ 三种型号的产品。由于其特殊的内部结构，处理煤 泥水时，表面负荷可达６—１０ｍ３／ｒｎ２－ｈ，其工作能力为 ６０—１５０ｍ３／ｍ２・ｈ。这是一种整体式设备，配套的土 建工程量较少，在地质条件复杂、场地狭小的小型选 煤厂较为适用。 ’ 浓缩底流用泵送至压滤机脱水，脱水后的煤泥可以 掺人末煤中外销或直接装车外运。浓缩机占地面积 适中，在寒冷地区还可加盖防冻。其中固定周边传 动浓缩机因不能自动提耙，已不多用。一、三两种浓 缩机，当池底煤泥压耙时，可以自动提耙，工作安全 斜板、斜管浓缩机与普通耙式浓缩机的区别在 于沉淀区加上了斜板、斜管沉淀装置，增加了处理能 力。斜板浓缩机用于煤泥水处理，已有近三十年历 可靠，管理比较方便，因此，在国内外选煤厂设计中 得到普遍采用。 沉淀塔工作原理与耙式浓缩机基本相同，表面 收稿日期：２００２—０５一ｌＯ 史，其单位面积处理能力比普通耙式浓缩机高二倍 多。但是，因其造价较高，板区结构复杂，安装、检修 作者简介：谢传贵（１９５３一），男，高级工程师，学士，主要从事给排水设计，１９８２．１～２００１．３在平顶山选煤设计研究院工 作。 ・３７・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 煤炭工程 ２００２年第９期 均不方便，实际应用不多。斜管浓缩机在八十年代 下的小型选煤厂采用耙式浓缩机较为经济，设计规 模在０．３０Ｍｔ／ａ及其以上的大、中型选煤厂采用斜管 末期开始用于选煤厂煤泥水处理。斜管装置水力条 件好，沉淀效率高，在入料浓度范围１Ｏ～４５ Ｌ时， 表面负荷４～１２Ｉｎ３／Ｉｎ２・ｈ，斜管材料安装、检修、更换 均较方便。斜管浓缩机工作可靠，表面负荷率高，抗 冲击负荷能力强，占地面积小，大、中、小型选煤厂均 能适用，最近几年在设计中应用较多。 总之，现有浓缩设备及构筑物，型式多样，各有 浓缩机，初期投资较少。实际上，小型选煤厂的耙式 浓缩机造价加上泵房造价，可能仍比沉淀塔便宜，但 沉淀塔管理简便，平时运行费用较低。因此，笔者认 为小型选煤厂采用沉淀塔为好。斜管浓缩机应用在 大、中型选煤厂的优势，已在多项工程实践中得到了 证实。如山西阳泉一矿选煤厂喷吹煤工程，煤泥水 优、缺点。在设计工作中如何正确选用，笔者认为， 无非从三方面人手。一是技术上先进、可靠；二是经 济上合理；三是容易建设、管理简便。鉴于深锥浓缩 机和斜板浓缩机并不多用，这里以工作能力相当为 标准，以跳汰、浮选工艺所产生的煤泥水为处理对 象，对耙式浓缩机、斜管浓缩机、沉淀塔、斜板沉淀槽 在各种不同厂型（设计规模４．００Ｍｔ／ａ及其以下）的 配置情况进行分析。其中耙式浓缩机、斜管浓缩机 造价按浓缩池竖向布置为半地下式计算。数据见表 １、２（表中造价为设备价加土建和安装费用）。 表１ 耙式浓缩机 斜管浓缩机 厂型 煤泥水量 （Ｍｔ） １ ，ｈ 台数 台数 ０．１５ １３４ １２ １ ２４．５９ ０．２１ １８８ １５ １ ２８．１７ ０．３ｏ ２６８ １８ １ ３４．６１ 凹 １ ２５．３６ ｏ．４５ ４０２ ２４ １ ５２．２６ １２ １ ４３．０２ ０．６０ ５３６ ２４ １ ５２．２６ １２ １ ４３．０２ ０．９０ ８Ｏ４ 奶Ｏ １ ７３．０５１ １５ １ ４２．３２ １．２０ １ｏ７１ ８ １ １ｏ７．０１ １８ １ ５４．９５ １．５０ １３３９ ８ １ １ｏ７．０１ ０ １ ６５．８５ １．８０ １６０ｒ７ ４５ １ １３１．８４ １５ ２ ８４．６４ ２．１０ １８７５ ４５ １ １３１．８４ １８ ２ １０９．９０ ２．４０ ２１４３ ５Ｏ １ １５６．４９１ 垂１８ ２ １０９．９０ ３．００ ２６７８ 中３８ ２ ２１４．０２ ０ ２ １３１．７Ｏ ４．００ ２８５７ ４５ ２ ２６３．６８ ０ ２ １３１．７０ 表２ 沉淀塔 斜板沉淀槽 厂型 煤泥水量 （Ｍｔ） （ｍ］，ｈ） 直径（ ）。戥（△特造价 万元） 型号 台数（，兰 、力兀 ０．１５ ｌ３４ 西ｌ２ ｌ ４５．０２ ＺＱＮ５００ １ ４４．５０ ０．２ｌ ｌ８８ 西ｌ５ ｌ ７６．３８ ＺＱＮ５００ １ ４４．５０ 从表中数据可以看出，设计规模在Ｏ．３０Ｍｔ／ａ以 ・ ３８ ・ 浓度高（９０ｇ／Ｌ），煤泥粒度细（粒径０．０５ｍｍ以下占 ５５．５４％），按常规应选用ｄ９３０ｍ耙式浓缩机一台。 由于场地，改用ｃｆ２０ｍ斜管浓缩机一台，表面负 荷２．０７ ／Ｉｎ２－ｈ，底流浓度３００～５００ｇ／Ｌ，溢流浓度 ２００～５００ｍｇ／Ｌ，沉淀效率９９％以上。淮北芦岭煤矿 选煤厂改扩建工程，浮选尾矿二次浓缩机入料煤泥 水量１６６９．９５Ｉｎ３／ｈ，煤泥浓度２５；ｇ／Ｌ左右，灰分 ４２．１５％。其中，粒径０．０５ｍｍ以下煤泥占７４．３１％， 灰分５０．９８％。按常规应选用ｄ９３０ｍ耙式浓缩机二 台。同样由于场地，改用￣９２０ｒｎ斜管浓缩机一 台，表面负荷５．３１ ｍ］／Ｉｎ２・ｈ，底流浓度３００～５００ｇ／Ｌ， 溢流浓度２００～５００ｍｇ／Ｌ，沉淀效率９８％以上。节省 了投资和占地，取得了良好的经济和环境效益。 浓缩机的设置数量，以１～２台为宜，最多不宜 超过４台，以便于车间布置。从表１、２可以看出，作 到这一点并不难。 ２关于水泵选型 目前，国内选煤厂采用的水泵一般为ＷＡＲ— ＭＡＮ、ＺＪ、ＳＱＢ等系列渣浆泵，ＩＳ、Ｓ、ＳＨ系列卧式离心 清水泵，ＫＱ等各种系列的立式离心清水泵，Ｌｃ系列 长轴泵等。清水泵一般用于生产、生活、消防给水系 统。渣浆泵一般用于煤泥水系统，如浓缩机底流泵、 集中水池及泵房转排水泵、煤泥沉淀池转排水泵、各 车间污水转排泵等。浓缩车间循环水系统用泵，应 根据循环水水质，选择水泵类型。当煤泥水处理系 统比较完善、循环水悬浮物含量较低时，宜采用Ｓ、 ＳＨ系列清水泵，这类泵效率较高，大多在７０％～ ９０％之间，价格比较便宜；当循环水悬浮物含量较高 时，宜采用 系列渣浆泵，这类泵效率和ｓ、ＳＨ系列 相当，泵壳和叶轮均采用耐磨材料，使用寿命较长， 只是价格偏高。浓缩机底流泵则经常采用ＷＡＲ— ＭＡＮ、ＺＪ、ＳＱＢ系列渣浆泵。这三种泵使用寿命和价 格不相上下，但、ＳＱＢ系列泵效率较高，ＳＱＢ系列 泵体积较小，而ＳＱＢ系列泵工作流量限于 ／ｈ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２０Ｏ２年第９期 煤炭以下，因此，在大、中型选煤厂中较多采用 系列渣 浆泵，在小型选煤厂中宜于采用ＳＱＢ系列渣浆泵。 ３关于车间竖向布置 浓缩车间竖向布置一般有地上式和半地下式两 种。沉淀塔一般采用地上式架空布置，循环水泵、底 流泵均布置在沉淀塔下部空间内。斜板沉淀槽一般 搁置在地面基础上，另设地上式泵房与之配套。采 用耙式浓缩机和斜管浓缩机的浓缩车间，其竖向布 置形式以通过技术经济比较后确定为好。一般说 来，地上式布置，浓缩池完全置于地上，循环水池、循 环水泵、底流泵及相应管路均布置在浓缩池底部空 间内，不用另设泵房，剩余空间还可用作选煤厂辅助 用房。浓缩池溢流水面一般高出室外地面８一ｌｏｒｅ， 可有效利用主厂房来水压力，减少循环水泵、底流泵 工作扬程，节约能源；同时，车间内所有管路明设，检 修、管理方便。半地下式布置，又分两种形式。第一 种是浓缩池半地下式、泵房地上式，第二种是浓缩 池、泵房均为半地下式。第一种布置形式技术上比 较复杂一些，泵房至浓缩池中心的底流管和人料管 全设在浓缩池池底的沟槽里，但泵房在地上，又省去 了地下管廊，投资较省。第二种形式的管路都是明 设，但投资较第一种高。下面以设计规模为１．８０ Ｍｔ／ａ、采用两台奶０ｍ耙式浓缩机的某选煤厂浓缩 车间竖向布置方案为例进行经济比较。数据见表 ３ 表３ 竖向布置 形式 地上式 泵房地上、浓缩池半地下式 泵房、浓缩池均为半地下式 造价 ３０８．５ｏ ２１５．５７ ２３４．０８ （万元） 由表３所列数据可得，泵房地上、浓缩池半地下 式车间布置，其造价比地上式布置节省３０％，比泵 房、浓缩池均为半地下式布置节省８％。由于此种 车间竖向布置经济效益比较明显，且技术上成熟可 靠，最近已在多座大、中型选煤厂中采用。如设计规 模为１５Ｍｔ／ａ的平朔安家岭露天煤矿选煤厂等，且运 行情况良好。 ４关于车间平面布置 浓缩车间平面布置与浓缩机的台数和浓缩池竖 工程 向布置有关。如果浓缩池竖向布置采用地上式，循 环水池及泵房均在浓缩池底部空间内，车间平面布 置应根据厂区总体设计相机采用一字形、Ｌ形、品字 型或矩形。当浓缩池采用半地下式布置时，一般选 用两台浓缩机，泵房与两台浓缩池的公共中轴线平 行布置在一侧。循环水池设在浓缩池和泵房之间。 泵房内，水泵可呈一字形排列，循环水泵置于泵房中 间，底流泵设在两端，起吊、安装方便，泵房简捷、明 快，吸压水管路布置顺畅。由于这种平面布置型式 优点较多，设计中经常采用。也有将泵房摆在两台 浓缩池中间的平面布置型式。这种方式不利于泵房 内的水泵和管路布置，很少采用。 关于车间管路布置 浓缩车间管路主要有循环水管、底流管、生产、 生活清水管等。泵房内管道一般沿墙架空敷设，以 便于管道支架的设置和设备检修、更换时起吊。当 室外循环水管道埋地敷设时，循环水泵出水管相应 采用埋地或地沟敷设方式。应该注意，当管道架空 敷设时，不得设于电气设备的正上方，以免水管漏 水、或管外表面凝结水滴落于电气设备上，造成事 故。管道设置的位置应便于启、闭管路上的阀门。 煤泥水管的转弯角度最好小于、等于４５。，不得大于 。煤泥水管路上要设置冲洗管和放空管。对于需 要轴封水的渣浆泵和大型渣浆泵还要设置轴封给水 和冷却给水管道。浓缩机人料管则根据设计者采用 的人料方式确定敷设形式。如果采用顶部中心人料 方式，则人料管最好架空敷设；如采用底部中心人料 方式，泵房内部分人料管一般设在地沟内，浓缩池部 分人料管则和底流管一起设在池底沟槽里为宜，人 料管、底流管及附设的冲洗管管顶应低于池底表面， 以免阻碍刮泥板运行。管底应设支架固定。 ６结语 选煤厂浓缩车间设计是一个系统工程，影响因 素较多，随着煤泥水处理技术的进步和设备、器材的 不断更新，选煤厂浓缩车间设计将会更加经济、合 理。 （责任编辑苏敬乔） ・３９・ ５
