立式螺旋卸料煤泥离心脱水机设计思路的改进

　　通过对进口FC—l200型煤泥离心机与国产LLL1200型立式螺旋卸料煤泥离心机关键结构和技术参数的研究，提出了改进现有国产立式螺旋卸料煤泥离心脱水机设计的思路和方法。

　　关键词：煤泥离心机; 结构与技术参数; 设计思路; 改进

　　中图分类号：TD946.2 文献标识码：A

　　目前， 国内各选煤厂一般采用普通直线振动筛、高频振动筛和沉降过滤式离心脱水机回收粉煤(粗煤泥)。前两种设备处理量小，产品水分高，产品成团，掺人末原煤中不能散开，影响产品质量。受结构强度限制，高频筛难以向大型化发展.且产生的噪声大;后一种设备则结构复杂，维修困难，功率消耗大， 造价高。煤炭科学研究总院唐山分院自l996年开始先后成功研制r LLL930型、LLL1030型和LLL1200型立式螺旋卸料煤泥离心脱水机(以下简称煤泥离心机)， 以满足选煤厂对细粒煤脱水设备的需要，取得了良好的技术经济效果， 已有多台投入现场使J{{ 陔设备运行成本低，处理量大，产品水分低，脱水系统相埘简单、可靠且占地面积小。

　　l 煤泥离心机存在的问题

　　近年来， 随着离心脱水技术研究的进步，我国在离心脱水设备的研究方面取得r很人进展.但与国外同类设备相比还存在一定差距 fI前，同产立式煤泥离心机存在以下问题：

　　(1)处理能力小，易损件多。

　　(2)筛篮倾角选择不合理， 限制了离心机的处理能力，增加了筛篮的加丁制造难度。

　　(3)对T艺人料条件要求高， 必须在合适浓度的人料条件下才能达到理想的脱水效果，浓度低则脱水效果差，浓度过高又因人料口小而导致人料不通畅。针对以上问题， 对LLL1200型(国产) 与国内使用较多的FC—l200型(澳大利亚生产)立式煤泥离心机的关键结构和技术参数进行了对比分析， 以提高国产立式煤泥离心机的综合性能。

　　2 结构与技术参数的对比分析

　　LLL1200型与FC—l200型立式煤泥离心机的技术参数见表1。

　　2.1 分离因数

　　分离因数是离心机分离能力的主要指标，是离心机性能的重要标志之一。被分离的物料在离心力场中所受的离心力和它所受的重力的比值称为分离因数，分离因数Ft可由下式计算。

　　式中：C为被分离物料所受的离心力;G为被分离物料所受的重力;r为被分离物料所在位置的网周半径;g为重力加速度;tO为被分离物料的回转角速度。

　　计算得：LLL1200型煤泥离心机的分离因数为l88，FC—l200型煤泥离心机的分离因数为l07，LLL1200煤泥离心机的分离因数高于FC—l200煤泥离心机。

　　Fn值愈大，物料所受离心力愈大，分离效果愈好。但分离因数的提高并不是无限制的，其极限取决于转鼓的机械强度。在满足分离效果的前提下，应选取尽可能低的分离因数，以减少转动部件的磨损，提高易损件的使用寿命。

　　2.2 物料在脱水区的停留时间

　　物料在脱水区的停留时间是影响 终产品水分的主要因素，用T表示物料由筛篮的小端运动到大端排出筛篮的时问。其计算公式为：

　　从式(2)可以看出， 物料在连续离心过滤装置中的脱水时问与筛篮倾角、螺旋与筛篮之问的转速差、螺旋的升角、筛篮的高度等之间具有非常复杂的函数关系。定性地仅出于对脱水时间的考虑时，在筛篮小端半径一定时， 降低转速差、减小筛篮倾角、增加筛篮高度、降低螺旋的升角等，对延长脱水时问是有利的。

　　由已知的技术参数计算得出， 两种机型的筛篮与螺旋的转速差分别为△n(FC) = 5.6r/min，△n(LLL)=9.3 r/min;螺旋升角 (Fc)=52.4。，(LLL)=45。。由公式(2)可训‘算得出，物料在脱水区的停留时间T(FC) =4.78S，T(LLL) ：1.79s。

　　若将国产的LLL1200型煤泥离心机的转速差改为5.6r/min， 那么物料在筛面上的停留时间将会延长1.5 s左右。由此可见，LLL1200型煤泥离心机较FC—l200型煤泥离心机物料停留时间短且螺旋升角大。

　　2.3 生产能力

　　离心机生产能力是指单位时间通过离心机的 大物料量， 它取决于物料的速度和螺旋的过料面积。生产能力可由下式决定

　　从计算公式(3)可以看出，仅就某一参数而言，在其他参数不变的情况下，筛篮与螺旋转速差加大，螺旋导程的升高，螺旋过煤面积的加大，对提高生产能力都是有利的。

　　由公式(3)计算得出， 两种机型的生产能力分别为Q(FC)=60.6t/h，Q(LLL) =】】6t/h，可见LLL1200型煤泥离心机的生产能力计算值较FC—l200型煤泥离心机的大，但从现场试验结果看，LLL1200型煤泥离心机生产能力要小于FC—l200型煤泥离心机。笔者认为，原因在于两者的筛篮倾角不同所致。LLL1200型煤泥离心机的筛篮倾角为30。，这样导致筛篮的上部入料口小， 在结构上限制入料量，从而影响设备的生产能力，另外也加大了筛篮的加丁难度。

　　2.4 物料分配盘

　　二者的物料分配盘不同。FC一1200型煤泥离心机的物料分配盘给料较平缓，分配盘上加有布料导向板，可加速入料预旋转，其分配盘的顶角角度为163。， 利于降低入料轴向速度， 从而可延长物料在脱水区的停留时间。而LLL1200型煤泥离心机分配盘的顶角角度为90。， 相对比较小， 在入料缓冲能力上较差，不利于降低入料的轴向速度。

　　在离心过滤固液分离过程中，特别是连续作业离心过滤过程中，使入料悬浮液以 短的时间达到或接近转鼓的转速， 对促进颗粒沉降、加速滤饼生成非常关键 ， 因此Fc—l200型煤泥离心机物料分配盘的加速入料预旋转结构是非常合理的， 但从延长脱水时间的角度考虑，在入料加速装置中加快流体旋转速度的同时，应当降低流体的轴向运动速度。从这一角度来看，FC一1200型煤泥离心机物料分配盘的大顶角角度结构要优于LI L1200型煤泥离心机。

　　3 结论

　　通过上述对比分析可以得出两种机型的设计思路，FC—l200型煤泥离心机虽转速低、筛篮半锥角小、螺旋导程大，但以低转速差、低入料轴向速度和入料的预旋转等保证产品水分。而国产LLL1200煤泥离心机筛篮半锥角大、转速差大、入料轴向速度高，但以小的螺旋导程、高转速等来保证产品的水分。可见，进口FC一1200型煤泥离心机在总体设计思路方面要优于国产的LLL1200型煤泥离心机，从对比分析结果来看，若国产的煤泥离心机借鉴进口煤泥离心机的设计思想，则可解决目前国产立式煤泥离心机存在的问题，从而提高国产煤泥离心机的综合性能。进口煤泥离心机价格是国产煤泥离心机价格的10倍， 且国产煤泥离心机运行维护费用低，因此，推广使用国产设备具有较好的社会和经济效益。