山西西山晉興能源公司斜溝選煤廠是一座特大型礦井型選煤廠，其設(shè)計(jì)處理能力15.0 Mt/a。該廠粗粒煤泥先經(jīng)旋流器組分級(jí)濃縮，然后分別采用粗煤泥離心機(jī)和篩網(wǎng)沉降離心機(jī)處理。自一期系統(tǒng)投入生產(chǎn)運(yùn)行7 a以來，先后選用的10臺(tái)美國(guó)DMI 44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)總體運(yùn)行平穩(wěn)，大大減輕了濃縮機(jī)、壓濾機(jī)負(fù)擔(dān)，降低了混煤水分，在煤泥水處理系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大作用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，但是在使用和維護(hù)過程中，發(fā)現(xiàn)該型離心機(jī)部分構(gòu)件的設(shè)計(jì)仍有優(yōu)化空間。

01設(shè)備技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)和工作原理

斜溝選煤廠采用的美國(guó)DMI44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)，設(shè)計(jì)入料上限3 mm，有效回收下限0.045 mm，最大礦漿入料量225 m³/h，產(chǎn)品外在水分不大于18％，篩網(wǎng)尺寸1 118 mm×3 353 mm。該設(shè)備具有運(yùn)行可靠性高，濾餅水分低，排料均勻、穩(wěn)定、連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，為其產(chǎn)品均勻摻混煤創(chuàng)造了條件，與“弧形篩預(yù)脫水＋高頻篩”的處理方法相比，產(chǎn)品水分可以控制在16％以內(nèi)，單臺(tái)處理量可達(dá)35 t/h。

篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造見1圖。轉(zhuǎn)鼓在入料端為圓柱形，在中間過渡段為圓錐形，在出料端篩網(wǎng)脫水段為圓柱形，轉(zhuǎn)鼓靠近入料端的端面上有溢流堰，調(diào)整該堰板深度即可控制料漿池的深度，靠近中間兩個(gè)溜槽為脫水產(chǎn)物排出口。進(jìn)入沉降離心機(jī)入料室的煤泥水在轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用下，在沉降脫水段實(shí)現(xiàn)初步固、液分離，固體物料下沉到底部緊貼機(jī)體內(nèi)壁，被轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)子推送到篩網(wǎng)脫水段，上層澄清液體和細(xì)微顆粒通過溢流堰排出，被螺旋轉(zhuǎn)子推送到篩網(wǎng)脫水段的煤漿在擠壓力和離心力的共同作用下，在篩網(wǎng)脫水段進(jìn)行二次脫水后被螺旋轉(zhuǎn)子推送到卸料端，被卸料刮刀刮出成為濾餅產(chǎn)品，最后篩網(wǎng)脫水段濾液和溢流堰流出的離心液匯集到一起排出。

 使用過程中，多次對(duì)DMI-44×132型篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其具有以下特點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品外在水分低。該型沉降離心機(jī)產(chǎn)品水分在14％～16.5％之間波動(dòng)，入料中被脫水回收的煤泥超過60％。隨著入料中小于0.045 mm粒級(jí)的增加，固體回收率也隨之增加，該指標(biāo)的高低僅是一個(gè)使用效果的參考值。脫水率達(dá)到98.6％，即脫水產(chǎn)品中混雜的水量占入料水量的1.4％時(shí)，脫水效果明顯優(yōu)于高頻篩。

（2）能有效回收大于0.045 mm粒度級(jí)煤泥。在該型離心機(jī)脫水產(chǎn)品中，0.075～0.045 mm粒度級(jí)為主導(dǎo)粒級(jí)，在產(chǎn)品中約占1/3，小于0.2 mm粒級(jí)占50％以上，對(duì)細(xì)顆粒回收效果較好（見表1），進(jìn)入下一段濃縮作業(yè)的固體量減少，大大減輕了濃縮和壓濾系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，保證了煤泥水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）提高了煤泥水系統(tǒng)工藝調(diào)整的靈活性。生產(chǎn)過程中，根據(jù)不同粒度級(jí)含量的變化，需要減輕濃縮機(jī)負(fù)荷時(shí)，只需要調(diào)整濃縮旋流器入料壓力或底流口直徑，便可調(diào)整沉降離心機(jī)入料量，調(diào)整靈活方便。

（4）提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。斜溝選煤廠主要產(chǎn)品包括氣精煤和洗混煤，混煤產(chǎn)品對(duì)細(xì)粒度煤泥的均質(zhì)化程度要求較高，而篩網(wǎng)沉降離心機(jī)脫水產(chǎn)品水分低，產(chǎn)品出料連續(xù)、松散，能均勻摻入洗混煤，滿足洗混煤質(zhì)量的要求，這對(duì)保證混煤質(zhì)量均衡、穩(wěn)定有重要作用。

（1）應(yīng)力應(yīng)變器（見圖1）反饋的扭矩值準(zhǔn)確度差。應(yīng)力應(yīng)變器反饋的扭矩值需要定期校準(zhǔn)，相同處理量下，扭矩值偏差最大可達(dá)30％。如果扭矩過大時(shí)得不到準(zhǔn)確反映，容易使安全銷折斷，影響設(shè)備正常運(yùn)行，且安全銷折斷后自動(dòng)開啟篩籃沖洗水功能，導(dǎo)致產(chǎn)品水分大幅波動(dòng)。

（2）潤(rùn)滑系統(tǒng)的熱交換器冷卻面積小，冷卻水流量表結(jié)垢嚴(yán)重。潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵從油箱內(nèi)吸油，經(jīng)過過濾器、水冷式熱交換器（圖2），然后經(jīng)過流量開關(guān)分配，分別送入主軸承、副軸承和齒輪箱，最終回流到油箱。系統(tǒng)采用的冷卻器型號(hào)是AB-703-B4-FP，存在冷卻面積偏小、內(nèi)部蜂窩狀通道容易結(jié)垢堵塞、潤(rùn)滑系統(tǒng)的降溫效果差導(dǎo)致軸承溫度偏高、冷卻水流量表結(jié)垢導(dǎo)致流量顯示不準(zhǔn)確等問題。在手動(dòng)控制調(diào)節(jié)離心機(jī)進(jìn)料閥門的情況下，不能根據(jù)離心機(jī)運(yùn)行狀況對(duì)入料進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)優(yōu)化，在入料濃度出現(xiàn)大幅波動(dòng)時(shí)，扭矩變化較快，極易導(dǎo)致安全銷扭斷，影響了設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

（3）入料端支撐轉(zhuǎn)子的耳軸軸承潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)不合理，密封圈容易失效。靠入料端的軸承和支撐轉(zhuǎn)子的耳軸之間有兩道骨架密封，其作用是將軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子的入料腔隔離，4個(gè)潤(rùn)滑脂注入口分別對(duì)應(yīng)不同的潤(rùn)滑通道，需定期分別注入足量潤(rùn)滑脂，確保密封圈得到充分潤(rùn)滑，同時(shí)保持軸承側(cè)的壓力高于轉(zhuǎn)子入料倉(cāng)。斜溝選煤廠先后有多臺(tái)離心機(jī)出現(xiàn)煤泥水串入軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的案例，在拆開后發(fā)現(xiàn)按照說明書指示潤(rùn)滑脂注入量難以滿足實(shí)際需求，導(dǎo)致耳軸和骨架密封接觸部位出現(xiàn)磨損，密封圈失效后，沉降離心機(jī)入料倉(cāng)內(nèi)的煤泥水滲入耳軸軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)，最終影響了軸承使用壽命。

（4）篩網(wǎng)沖洗水噴頭容易磨損和堵塞。離心機(jī)篩網(wǎng)為鋼結(jié)構(gòu)筒體，上面布滿一排13個(gè)邊長(zhǎng)為50.8 mm的方孔，筒體內(nèi)部粘結(jié)細(xì)長(zhǎng)孔的碳化鎢篩瓦和陶瓷片。在工作過程中，篩網(wǎng)脫水段的物料承受500 g的離心力，被脫除的離心液高速甩向由耐磨陶瓷保護(hù)的離心液倉(cāng)體，而沒有耐磨陶瓷保護(hù)的篩網(wǎng)沖洗水噴管及噴頭暴露在外，容易受到離心液的沖擊而造成磨損。由于篩網(wǎng)沖洗水噴頭孔徑過小，在使用潔凈度較差的循環(huán)水時(shí)還容易堵塞。

（5）濾餅卸料沖洗噴頭容易堵塞，導(dǎo)致濾餅卸料刮刀使用壽命受影響。DMI篩網(wǎng)沉降離心機(jī)在卸料端裝有阿留馬鋁錳合金材質(zhì)的濾餅卸料刮刀，設(shè)計(jì)使用壽命2 500 h。使用過程中發(fā)現(xiàn)，沉降離心機(jī)卸料端物料在刮刀四周槽體上粘連現(xiàn)象較明顯，使刮刀和周圍槽體粘連的物料之間產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致刮刀壽命不足1 500 h。有時(shí)粘連的物料在生產(chǎn)過程中堵死卸料端噴頭，造成噴頭在停機(jī)時(shí)不能正常發(fā)揮作用。

（1）增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜，預(yù)留移動(dòng)終端控制接口，將沉降離心機(jī)入料閥門、旁通閥門、沖泵水閥門、篩網(wǎng)沖洗水閥門及扭矩傳感器等接入現(xiàn)場(chǎng)控制柜，通過預(yù)留移動(dòng)終端控制功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程持續(xù)精確監(jiān)控離心機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，利用智能化選煤廠移動(dòng)控制終端和集中控制系統(tǒng)同時(shí)對(duì)離心機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

（2）將應(yīng)力應(yīng)變器更換為稱重傳感器形式，對(duì)設(shè)備工作過程中的扭矩進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)控。在扭矩過載情況下，自動(dòng)打開旁通閥門切斷入料，從而控制設(shè)備入料量，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改造，更換換熱能力更大的換熱器和防結(jié)垢流量計(jì)，從而降低潤(rùn)滑油溫，提高流量監(jiān)控準(zhǔn)確性，保證設(shè)備正常運(yùn)行。

（4）優(yōu)化螺旋轉(zhuǎn)子推力軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的密封設(shè)計(jì)，避免潤(rùn)滑脂注入量掌握不當(dāng)導(dǎo)致煤泥水進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)。

（5）改造篩網(wǎng)沖洗水系統(tǒng)，延長(zhǎng)噴頭、噴管的使用壽命，降低噴頭堵塞的故障率。

（6）優(yōu)化卸料端卸料沖洗噴頭的位置，同時(shí)對(duì)卸料沖洗噴頭采用單獨(dú)供水，提高沖洗水壓，改善沖洗效果，以延長(zhǎng)卸料刮刀使用壽命。

DMI篩網(wǎng)沉降離心機(jī)工藝性能穩(wěn)定，脫水效果好，出料均勻穩(wěn)定，能滿足選煤廠工藝需求，但在扭矩傳感系統(tǒng)、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)、篩籃沖洗系統(tǒng)上仍需要進(jìn)一步優(yōu)化，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工況，不斷提高其在煤泥水處理系統(tǒng)中的使用效果。