魏松阳，方 玥，么 雷，王鑫才，苑金朝

(北京国华科技集团有限公司，北京 101300)

目前，我国选煤厂绝大多数采用湿法选煤工艺。随着国民经济的发展、买方市场的成熟，用户对于煤炭产品的水分、发热量的要求越来越严格。在选煤工程设计中，炼焦煤选煤厂的选煤产品水分指标通常设定在10%，对于动力煤选煤厂的选煤产品水分指标一般不高于12%。由于精煤产品水分过高，会导致运输成本增加、发热量降低、炼焦成本提高，在严寒季节，甚至产生冻结车皮、无法卸煤的严重恶果，所以，选煤厂脱水设备在产品质量控制中具有极其重要的作用。

卧式刮刀卸料煤泥离心机主要用于粗煤泥脱水，该机采用大扭矩摆线针轮行星差速器(以下简称“差速器”)以保证螺旋刮刀与筛篮转速差的准确性和传动的可靠性，在差速器的输入端安装扭矩限制器对差速器进行保护，紧凑的卧式结构可以在水平方向更换易损件，降低了所需厂房高度。

1 结构组成和工作原理

1.1 结构组成

卧式刮刀卸料煤泥离心机由4部分组成：

(1)工作部分：主要由入料管、刮刀体、布料盘、锥形筛篮、筛篮架等组成。

(2)传动部分：主要由电动机、胶带轮、差速器组成。电动机通过V型胶带带动差速器，差速器为单速输入、双速输出，从而使筛篮和刮刀体同向转动，刮刀体转速大于筛篮，约15 r/min。

(3)机壳：主要由水仓体、料仓体、差速器箱体、底座等组成。

(4)润滑系统：采用稀油强制循环润滑系统，主要由齿轮油泵、磁性过滤器、安全阀、油箱、压力表、压力开关和油管线组成。润滑油储存在油箱内，经油泵抽出后通过磁性过滤器将润滑油打入差速器输入轴端部，差速器与轴承座均有十分精确的用于润滑油分配的油道，润滑油靠油泵提供的压力供给差速器和轴承，并在重力的作用下通过差速器箱体底部回油管自流回油箱，回油流速状况可以通过半透明材料的回油管观察。

1—机座组件；2—筛篮架连接盘；3—润滑油泵站；4—筛篮架；5—挡水圈；6—筛篮；7—刮刀体；8—料仓体；9—检修门；10—入料管；11—水仓体；12—差速器；13—差速器箱体；14—通气帽；15—护罩；16—扭矩限制器；17—V型胶带从动轮

1.2 工作原理

卧式刮刀卸料煤泥离心机为卧式传动布置、筛篮围绕水平轴旋转的离心机。当设备工作时，由电动机经胶带轮一级减速带动差速器，从而使筛篮和刮刀体差速旋转。

当物料通过入料管进入刮刀体的内部，在离心力的作用下将物料均匀的分配到刮刀体和筛篮小端之间的空间内，借助刮刀体和筛篮之间的差速、筛篮倾角和刮刀体的推力等作用，使筛篮上脱水后的物料连续均匀地向筛篮大端移动，并进入料仓体；离心液则借助离心力和筛篮、刮刀体旋转产生的强大气流进入水仓体并收集后由离心液管道排出，且该管道应有特殊结构，以便气流顺畅排出，做到水仓体内的气压与外部大气压基本持平，否则将增加水流透过筛篮的阻力。

卧式刮刀卸料煤泥离心机的生产能力和产品水分取决于入料粒度组成和相应的工作参数，例如筛篮缝隙尺寸、筛篮转速等。于2020年新建投产的甘肃窑街三矿选煤厂(动力煤选煤厂)，选用了一台卧式刮刀卸料煤泥离心机处理粗精煤泥，其入料为击打式弧形筛筛上物，浓度为44.64%，脱水产物水分为13.68%，离心液浓度为10.15%，据此计算该台离心机的脱水率为88.81%，脱水产物固体回收率为87.56%，以上两项的综合指标脱水效率为76.37%。综上所述，该离心机各项工艺指标良好，尤其是粗精煤泥产品水分指标突出。

2 存在的问题及改进措施

卧式刮刀卸料煤泥离心机相对于立式离心脱水机结构简单、易损件较少，易损件主要有V型胶带、刮刀体、筛篮、筛篮架、挡水圈等。由于易损件的更换、维护必然会增加设备使用成本，且又影响选煤厂的正常生产，因此，提高易损件的使用寿命是设备优化的重要因素。

2.1 提高易损件的寿命

(1)刮刀体，结构如图2所示。作为直接接触物料的首要部件，刮刀体首当其冲，通过现场大量观察发现，刮刀体主要磨损位置为叶片接触物料一面与叶片外缘。刮刀体与物料的接触面，因为对物料起到推移作用，二者间存在连续均匀的相对摩擦运动，所以磨损较大；而刮刀体与筛篮存在差速时，由于叶片外缘与筛篮间隙出厂时一般控制在5～15 mm内，间隙中存在的物料会充当磨料加速叶片外缘的磨损，因此，在接触面与叶片外缘粘贴L型耐磨陶瓷(图3)进行保护，可大大提高刮刀体的寿命。

图2 刮刀体结构

图3 叶片耐磨防护

(2)筛篮架，结构如图4所示。筛篮安装在筛篮架上，筛篮架主要受到离心液的高速冲刷磨损，因此，对筛篮架的主体支撑结构采取粘贴U型耐磨陶瓷(图5)进行防护，该防护措施对筛篮架的寿命可以起到有效的延长作用。

图4 筛篮架结构

图5 主体支撑耐磨防护

2.2 仓体的防护措施

由于筛篮的高速旋转，水仓体和料仓体分别受到离心液或脱水物料的高速冲刷而磨损。通过现场观察，并从设备防护费用方面进行比较，针对2种仓体的不同位置采取不同的防护措施，水仓体采取粘贴6 mm和8 mm厚耐磨陶瓷进行防护，料仓体采取粘贴10 mm和14 mm厚耐磨陶瓷进行防护，可以有效提高水仓体和料仓体的耐磨程度，提高使用寿命。

3 运转要点

3.1 脱水效果不佳

对卧式刮刀卸料煤泥离心机脱水效果造成影响的因素主要包括：入料浓度、物料粒度组成、筛篮与刮刀叶片外缘间隙、离心强度、筛篮的筛缝间隙及磨损程度。

(1)入料浓度一般45%左右为最佳，过低的入料浓度，会因水量大，不能及时脱除；

(2)入料粒度组成中细泥含量不应过多，否则会导致物料层孔隙度减小，透水比阻增大，导致产品水分过高，脱水效果变差；

(3)筛篮与刮刀叶片外缘的间隙对离心机脱水效果的影响比较明显，间隙增大，导致物料层变厚，产品水分升高，所以生产时，间隙控制在6～10 mm效果最佳；

(4)筛篮缝隙增大，虽然产品水分降低，但离心液浓度随之升高，脱水产物固体回收率减少。现场观察表明，筛缝增大到一定程度，产品水分下降并不明显，因为在离心力一定的情况下，脱水后期的离心力不足以克服水分子与物料的吸附力，导致产品水分下降不明显，所以保持筛缝尺寸为不大于0.4 mm最佳；

(5)离心强度为物料所受的离心加速度与重力加速度的比值，对于卧式刮刀卸料煤泥离心机而言，离心强度一般在218～294之间。

离心强度减小，会导致脱水效果变差。离心机在现场使用时可能出现的变量仅为筛篮转速，因此，离心机转速降低，导致离心强度减小，最终导致物料脱水效果变差。离心机主机与电动机是以V型胶带形式进行动力传动的，因此在生产时，需要经常观察V型胶带的张紧程度，并及时处理。

3.2 振动异常

由于刮刀体、筛篮及筛篮架等旋转部件在加工制造过程中存在允许的装配误差，因此，在GB/T 35055《卧式刮刀卸料煤泥离心机》中规定：离心机水平和垂直方向的单振幅均不应超过0.2 mm。当离心机振动过大时，可能有以下4个原因，出现这些现象时应逐一检查。

(1)离心机主体是旋转体，当工作时，必须保持动平衡，否则就会导致振动。刮刀体、筛篮或筛篮架磨损严重或损坏，筛篮处有物料堆积，均会造成许用不平衡量超出设计规定；

(2)主轴承和差速器损坏，引起转动故障；

(3)筛篮上料层过厚；

(4)入料管尾部堵塞，引起扭矩过载。

4 结 语

卧式刮刀卸料煤泥离心机以其脱水效果好、结构简单、检修方便等优点，深受用户的青睐，但存在易损件使用寿命短、设备维修成本高的问题，通过实施刮刀体、筛篮架粘贴特殊形状的耐磨陶瓷，水仓体和料仓体粘贴不同厚度的耐磨陶瓷进行防护的措施，可提高设备使用寿命，降低运行成本；同时对其脱水效果不佳和振动异常现象提出了可以采取的措施。