1.1 风阀
风阀性能对跳汰机分选效果起着决定性的作用。物料实现良好分层,首先要求脉动水流有足够的上冲加速度,将床层整体托起,且维持较长的松散时间,使物料换位分层;其次是针对不同煤质采用有利于其分选的跳汰制度。为此,风阀应能快速开启,并灵活调整分选脉动波形,以获得良好的分选效果。
SKT跳汰机风阀有锥形滑阀、无背压单盖板阀、无背压双盖板阀三种:
①锥形滑阀。普通的立式滑阀阀套与阀芯之间有一定的间隙,实际生产中,当阀芯或阀套上有煤泥水等杂物附着时,容易造成风阀卡住不动的问题。采用变径锥形风阀后,当风阀关闭时,阀芯与阀套抱紧,间隙为零,可避免漏风现象;当风阀开启时,需要有足够的冲力克服摩擦力,因此有短暂的能量储备阶段,一旦压力达到要求,阀芯就会高速运动,爆发力将床层托起,有利于物料的洗选;
②无背压单盖板风阀。通过改变风箱进气结构,将常规单盖板阀的背压转为打开风阀的动力,增加了床层的爆发力,风阀结构简单,维修方便;
③无背压双盖板风阀。通过改变风箱及风阀结构,采用双盖板代替单盖板,克服单盖板阀单侧受力的缺点。双盖板阀在工作状态下,均无背压、无正压,除阀盖的自身重力外(其值较小),所受阻力无突变且基本为零。因此,双盖板阀开关省力,动作灵活,配用小气缸即可实现风阀快速开关和正常工作。
从现场应用的效果来看,双盖板阀开关省力,进风速度快,进风量充足,床层起振迅速,使膨胀期得以有效延长,对分选更加有利。双盖板阀的动力消耗是其他风阀的50%左右,在高压风风压仅为0.2MPa的状态下可正常工作,节能效果好。
1.2 机体结构
SKT跳汰机采用单格室漏斗型组合装配式机体,使单个部件体积大幅减少,整机载荷减少30%左右,降低了厂房负载和用水量,便于运输和安装,同时采用U型振荡的筛下空气室,使洗水脉动更流畅平稳均匀,能耗降低,筛下顶水沿机体全宽度均匀给入,床层脉动平稳,分层精度提高,且减少了机体容水量和各风室之间串风串水现象,洗水脉动特性更加合理,保证了跳汰机的洗选效果。
1.3 排料装置
SKT跳汰机采用无溢流堰仓式排料轮排料,增设了具备防卡矸功效的活动护板,排料量连续、稳定、准确,保障了产品质量。溢流堤可根据煤质变化调节,床层厚度、松散度和分选状态易于稳定。
宽度超过5m的大型跳汰机受到入料方式的影响,沿跳汰机宽度方向容易出现床层不均匀现象,大型SKT跳汰机在一、二段沿宽度各设计了2个浮标,分别并排安装在相应排料道前部,可增加浮标检测的准确性和代表性,浮标采用四连杆角位移式传感器,床层水平运动对浮标影响小,浮标运动灵活,传感器测量精度高,可准确检测床层厚度,为自动排料控制系统提供可靠的参数。同时在排料道内加装了分割板,使得排料道内物料向下移动速度比较均一,并加大了排料轮直径,增大了过料断面,通过粒度可以达到300mm。
1.4 控制系统
跳汰机采用PLC和触摸屏组成的智能控制系统,使调节和显示跳汰机的工作参数便捷,操作简单,同时可以根据要求生成多频、复振等适合煤炭分选的复合跳汰波形,适用洗选加工范围广。
目前国内跳汰机控制多采用比例控制和PID控制。比例控制属于开环控制,控制原理简单,即床层厚多排、床层薄少排,但床层厚度波动较大且需要人为不断对参数进行修正。
PID控制属于闭环控制,但参数很难设置准确,经常出现超调震荡,导致排料时多时少,床层不易稳定。结合比例控制与PID控制的优势,SKT跳汰机采用创新的比例闭环控制,只需简单设置参数,跳汰司机根据化验结果增加或减小浮标配重即可调整产品质量,配合SKT跳汰机稳静排料结构,可使床层控制精度达到±15mm,调整产品质量简单、准确、稳定。
1.5 复振跳汰机
随着煤炭机械化开采程度的提高,6mm以下的末煤入选含量大幅度提升,给普通跳汰机操作造成了一定的困难,如分选指标波动大,不易稳定,透筛严重或精煤灰分不合格。基于此,唐山研究院研制出了SKT复振跳汰机,在主振基础上叠加了一个复振(辅助振动),以延长有效分选时间,减少透筛量,节约顶水,提高处理量。
SKT复振跳汰机可降低跳汰机分选的粒度下限,使细粒物料得到更充分的分选,简化了粗煤泥分选工艺,节省了投资。设备采用的复振风阀由主振阀和辅振阀两部分组成。初期复振跳汰机主振阀采用立式数控滑动风阀,辅振阀采用电动旋转风阀,但由于辅振阀调节不便,目前新型复振跳汰机辅振阀采用新式数控滑阀,辅振阀也可根据需要灵活调整,实现一个周期内一次、两次、三次进气。当主振阀工作时辅振阀脉冲进风叠加在主脉冲上,以此延长床层的松散时间以强化分层效果。
实践表明,复振跳汰机不仅可以提高分选效果和处理能力,还能减少顶水用量。