跳汰2.docx
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跳汰2
跳汰机的操作要领：
跳汰机的洗选效果，既决定于原煤性质，又决定于跳汰机司机的操作水平。
操作水平不同得到的数质量也不同。
跳汰司机频繁更换的选煤厂，其数质量效率普遍偏低。
这说明跳汰机的操作是一门根据原煤性质灵活调整的技艺。
一、跳汰机正常生产的标志
跳汰机正常生产的标志是表观现象，探测触觉和快速分析三者的结合。
1、跳汰机正常生产的表观现象
（1）跳汰机各段洗水脉动均匀平稳。
风阀侧和操作侧水面同步起落，这表明各空气室内压力变化规律协调，跳汰过程正常。
（2）跳汰机内表层水厚<50㎜，最薄者呈现出鱼鳞波（油表层颗粒引起的）。
两侧水速相同，或差别不明显。
这表明顶水与冲水用量适当，分布均匀。
（3）床层厚度在短时间内无大的起伏。
2、跳汰机正常生产的触觉探测
跳汰机司机应用探杆等触觉手段检验床层状态作为调整依据，要探明的内容有：
（1）每个跳汰周期必须确实完成，下一个跳汰周期开始前床层应压实。
否则得不到理想的分选效果。
（2）床层起振要有力，上、下分层起振不脱节。
如风、水压力和用量与物料性质不相适应时会出现在床层高度上脱节。
上、下分层之间产生空档，这对细粒分选尤为不当。
（3）床层紧-松-紧的变化节奏要明显。
（4）液流下降时有足够的吸啜力。
吸啜力够，司机才能酌情调节，否则将无能为力。
3、跳汰机正常生产的科学依据
观察与探测虽然能判断跳汰分选过程，但毕竟是粗略的感觉，并非精确的数据，因此要用煤样的快速分析结果指导生产。
二、跳汰机有效操作的条件
在实际生产中有许多影响跳汰过程和洗选结果的因素。
这些因素不是调节因素，却是有效调节的前提条件，叫明显的有以下几个：
（1）沿跳汰机宽度给料质量要均匀，入料粒度和质量偏析，他司机无法通过操作解决。
（2）均匀喷水使原煤在入跳汰前完全湿润，不产生干煤浮团。
（3）跳汰机筛板孔径、开孔率和安装角度等筛板参数对洗选效果和处理能力影响极大，又是不可调的因素，必须预先选定好。
（4）经常清理铁器异物，疏通堵塞筛孔。
（5）维护好人工床层。
（6）维护和检修好可调部件。
可调部件是跳汰司机实现操作技艺的工具，任何可调部件的失灵和时空应立即查明原因，迅速恢复。
否则，跳汰司机将因手中无得力工具，而对恶化了的跳汰过程束手无策。
三、跳汰制度的操作要领
跳汰操作者的技艺表现是凭借跳汰系统所提供的各种手段，从性质多变的原煤中获得质量好、产率高的洗选结果。
1、跳汰制度基准参数的选定
跳汰制度的操作因素包括实现床层松散和控制松散规律的跳汰周期、频率和风水压力等可调参数。
在跳汰操作因素中，由于煤质条件，设备结构和调整习惯的不同，每个跳汰司机都可以总结出一些行之有效的操作经验，都能合格精煤，但分选精度和洗选效果和洗选效率却差别很大。
因此，每个选煤厂如能根据各自的煤质条件和设备特点，找出适合于本厂的最佳参数作为操作的基准参数，当原煤性质发生变化时再随时调整，即可得到比较理想的洗选结果。
产生基准参数的方法很多，但现代科学开发了一系列科学试验方法，例如正交试验法，仅做9次试验即可代替全面试验法。
试验次数既少，代表性又强，得到的操作信息比较可靠。
再次介绍一个采用数控立式滑动风阀代替卧式风阀时，选择基准参数的实例，说明正交试验的做法。
在正交试验中，我们探讨的是：
跳汰周期、探跳汰频率、数控风阀的控制风压和处理能力等对洗选效率的影响。
试验方案如表1-1，是个四因素三水平的正交试验表L（34）。
各因素的试验水平和试验结果都已列入表中。
表1-1正交试验方案及试验结果
条件
正交试验表
试验结果
顺序
A
B
C
D
Ep
I
n
1
4：
3：
3
14A
55
4.5
0.073
0.133
94.43
2
4：
3：
3
18A
50
3.5
0.075
0.150
95.88
33
4：
3：
3
16A
45
5.5
0.075
0.136
97.96
4
4：
2：
4
14A
50
5.5
0.068
0.132
95.69
5
4：
2：
4
16A
55
3.5
0.085
0.165
91.58
6
4：
2：
4
18A
45
4.5
0.070
0.144
87.44
7
5：
1：
4
14A
45
3.5
0.070
0.137
94.92
8
5：
1：
4
16A
50
4.5
0.070
0.141
91.43
9
5：
1：
4
18A
55
5.5
0.080
0.154
91.35
0
旋转风阀的试验结果
0.075
0.150
93.33
注：
A—每个跳汰周期进气；膨胀；排气的时间比例；
B—处理能力（t/h）；
C—跳汰频率（min-1）；
D—电控气动风阀的控制风压（㎏/㎝2）。
正交试验结果的分析整理可按表1-2进行，先按分析表格的要求进行计算，然后根据计算结果确定各因素的作用大小，选出最佳水平，确立最佳参数的组合方案，算出可能获得的预期效果。
具体运算过程如下：
表1-2正交试验分析计算表
指标、因素、
ｋ1与K1
可能偏差Ep
不完善度I
数量效率n
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
K1
0.223
0.211
0.215
0.230
0.419
0.402
0.417
0.452
288.27
284.84
280.12
282.18
K2
0.223
0.230
0.213
0.213
0.441
0.442
0.423
0.418
274.71
280.97
283.00
273.30
K3
0.220
0.225
0.238
0.223
0.432
0.448
0.452
0.442
277.50
274.67
277.36
285.00
ｋ1
0.074
0.070
0.072
0.077
0.140
0.134
0.139
0.151
96.09
94.95
93.37
94.06
ｋ2
0.074
0.077
0.071
0.071
0.147
0.147
0.141
0.139
91.57
93.66
94.33
91.10
ｋ3
0.073
0.075
0.079
0.074
0.144
0.149
0.151
0.147
92.50
91.56
92.45
95.00
Ｒ
0.001
0.007
0.008
0.006
0.007
0.015
0.012
0.012
4.52
3.39
1.88
3.90
首先计算K1值。
K1值表征某因素三个水平在试验中的迭加效果。
例如表1-2的第一列的K1,K2和K3表征的是跳汰周期的A的三个水平参数的试验中可能偏差Ep值之和。
第五列和第九列分别表征它们分选不完善度I值和对洗选效率的综合作用。
接着要计算ｋ1值。
ｋ1值表征的是每个因素对可能偏差Ep值、不完善度I值和数量效率的平均影响。
它等于K1值的1/3。
不言而喻，每个因素及其三个水平对分选结果的影响是不同的。
因此所得到的各指标也互有区别。
ｋ1值之间的差别越大，说明该因素对洗选效果的作用越明显。
因此，可以用三个ｋ1值的最大差值衡量该因素在跳汰过程中的影响程度。
该值称为极差，用符号Ｒ表示。
为了减少工作量，本组之间试验所选取的因素及其水平都是从过去的试验优选出来的较佳参数，因此，各指标波动范围，即极差Ｒ值都比较小。
评价洗选结果的各种指标提供的各种信息比较复杂、可能偏差Ep值、不完善度I值和数量效率n值的变化规律各不相同。
这是用多指标评价洗选效果时常见的现象。
产生这些现象的原因是影响每个指标的因素不完全相同。
从分配曲线的绘制经验中可以得知，本例中的Ep值和I值的变化幅度已处在绘图误差的允许范围内，所以我们着重分析各因素对洗选效率n值的作用。
从数量效率的极差Ｒ值的变化幅度可以看出：
（1）在各试验因素中，跳汰周期对数量效率的影响最大。
在以往优选出来的最佳参数中，不同水平对数量效率的影响仍高达4.5%左右。
这说明床层松散度及其变化规律是跳汰过程的基本决定因素。
（2）电控气动风阀的控制风压对数量效率的影响也近于40%。
控制风压的作用是控制进气阀和排气阀的开关速度，关系着床层的起振状态和吸啜过程。
极差Ｒ值表明这个因素同样是跳汰过程的基本决定因素。
（3）处理能力对数量效率的影响较大。
数量效率随着处理能力的最大而下降。
从最佳试验结果看，处理能力应控制在16A之内。
（4）跳汰频率的作用最小。
由于选煤厂原煤的平均粒度较小，所以跳汰频率应大于50min-1。
极差Ｒ值提供的信息是机该厂的原煤性质和设备性能而言，采用电控气动式风阀时，可选取下列参数：
跳汰周期：
进气：
膨胀;排气=4：
3：
3；控制风压为5.5×105Pa；处理能力为14A。
将上述最佳参数组合起来进行生产时，可预期得到的数量效率平均值为
n平均=X―Y×E
式中n平均——平均洗选效率预期值；
X——显著因素较优水平的指标平均值之和；
Y——显著因素个数-1；
E——总平均值。
将较优水平数据代入该式后为
n平均=（96.09+94.95+95.00）—（3—1）×95.09=95.86（%）
该业性试验表明，用电控气动立式滑动风阀代替旋转风阀后，可以提高适量效率2.53%。
同时，跳汰机的处理能力提高20%左右。
由增加试验组可以算出，如果各参数选择不当时，其平均数量效率为91.79%。
比正确选择跳汰参数时预期的数量效率平均低4.07%。
前面已说明，数量效率和处理能力如此之大的差距产生在已经优选过的较优参数之间。
如果对比泛取参数之间的洗选结果，其效率差矿泥更大。
这一点，在对国内外跳汰机有关资料分析的结果表明，在原煤可选性和平均粒度相仿的情况下，数量效率波动的标准离差在5%左右。
根据数理统计常识，波动值在5%左右仍属正常操作。
按正态密度函数分布规律，达到这种操作水平约占68%，其中超水平操作者仅占34%而已。
由此可见，必须预先作正交试验，选定最佳基准参数。
上例试验的目的是，选定电控气动立式滑动风阀时的较优参数。
风阀结构以外的各参数，如风、水压力和用量以及排料制度均为作明确规定，由跳汰司机自行选用。
如果全面选定跳汰参数，可以根据现场条件，安排更多因素和水平。
选用适当的正交试验表，作更周密的试验。
2、制度随机参数的调节
跳汰周期、频率和风口开关速度决定了床层起振状态、松散规律和吸啜过程的时序变化规律。
但实际的床层起振爆发力大小，松散度变化幅度以及吸啜力强弱，还要根据物料性质的波动条件进行及时调整。
例如，床层起振爆发力的大小，以起振过程中床层颗粒不产生分级为度，将在粗粒间穿隙流动的细粒控制在最低限度。
床层起振过快，全靠膨胀期松散，则物料分层时间（包括粗选和精选）相对缩短；床层起振过慢，必然产生分级作用，将增加粗、细颗粒分布中心在床层高度上的距离。
严重时，分级作用会破坏按压强分选的规律。
跳汰基准参数应适合入洗原煤的基本要求。
床层悬浮时，要有适宜的松散度，即不能过紧，否则颗粒游动性差，运动时，颗粒换位的空间不足，换位时间不够，从而不能完成预期的分选过程，悬浮床层又不能过松，否则颗粒之间互为介质的作用减少，粗、细颗粒之间的分选密度差值增加，得不到预期效果。
床层松散度的大小，同样要通过对风或水的参数控制，进行必要的调节。
洗水下降时的吸啜力，对物料分层的补充分选有决定性意义。
当需要的透筛量发生变化，或床层结构发生变化时，为了使透筛量能随实际需要同步变化，也要通过风或水参数的调节，达到相互适应。
关于风、水的运用，有人将我国跳汰机的操作经验，总结为“大风小水”的操作原则
（1）跳汰床层起振的爆发力取决于上升液流的速度和加速度。
这些流体动力学因素的量值高，则床层起振爆发力强，整体性好。
配有电控气动风阀的跳汰机，克用改变控制风压的方法，进行调节。
使用选转风阀的跳汰机，则靠大小风门的开启角度改变床层起振状态。
蹭对小风门的作用作过清水试验，结果表明，小风门的作用于跳汰周期有显著的相关关系。
两者搭配得好则洗水脉动均匀，否则液面高低不平，严重时水花翻滚。
这说明，液面波动不稳的原因之一是供风系统失调所致。
（2）除正确使用供风参数外，还应辅以对供水参数的调节。
跳汰就液面不稳，有时是用水不当造成的。
顶水压力不足时，只能散布在顶水出口附近，离开关口越远，顶水越弱。
顶水是床层起振能量的组成部分，其力分布不均，影响爆发力的均衡发展。
对于水管止于壁侧，尤其是单侧供水的跳汰室较宽的筛下空气室跳汰机，顶水分布均匀性问题更应注意。
因此要尽可能少用顶水。
这不仅对床层起振有利，而且可以减少煤泥水系统等后续作业工作量。
另外，发现床层起振不稳时，还可以适当增高床层厚度，以缓解紊乱程度。
（2）床层悬浮时，其松散度的变化规律，基本上由跳汰周期决定，但松散度的大小及其变化的差值还决定于风、水压力及用量。
首先要调整总风门和小风门，按需要改变洗水振幅，控制床层松散空间，再辅以总水门和小水门的调节，使床层适当松散，颗粒得到必需的游动性。
在床层由紧向松发展时，使散布在各层的颗粒有条件按其压力强度，远距离换位，进入与其压强相同的颗粒层，得到必要的粗选。
在床层由松向紧变化时，使已进入等压强颗粒层的颗粒，随悬浮体密度的上升，再按新压强继续精选。
如果调整风、水的压力与流量仍得不到理想的床层起振爆发力和要求的床层松散规律，则要考虑用改变基准参数的办法，改变床层“发紧”或“发飘”的现象。
基准参数是通过大量系统试验得到的数据。
一般情况下不宜频繁更动。
即使是电控气动风阀跳汰机，虽然跳汰周期和频率的调整十分方便，但也不能像排料闸门那样使用。
更不能将其当作风、水闸门那样使用。
跳汰机上的可调部分虽多，但各有其用，不宜相互取代。
否则，可能在数量效率上造成严重的损失。
目前的情况是，精煤灰分随时可知，而数量效率月末才见分晓。
切莫为一时之需，给全月指标造成影响。
只有通过系统试验证明，原有的基准参数已不适用时，才可根据试验结果重新选定。
这一点对于换装电控气动风阀的跳汰机，更应引起足够重视。
否则新技术会因得不到正确使用而效果不明显。
水流下降期、颗粒继续膨胀期开始沉降运动，床层已经由松向紧过渡。
随着床层悬浮体密度的上升，粗选形成的的等压强颗粒层，按压强变化的趋势分化成新的等压强颗粒层，使已经粗选的结果完善成精煤选床层。
与此同时，由于细粒分选密度高，需要向下层流动。
恰好细粒悬浮化程度高，受下降流的影响大而增速快，向与其密度相近的粗粒靠拢，起到强化跳汰的作用。
由于这两个过程都受下降水速的支配，而下降水速受顶水、用量以及排气速度和空气室内剩余压力的影响。
排气速度快，或空气室剩余压力小，则两室压差变化梯度大，下降的加速度也大。
顶水的作用相反，压力大或用量，则抵消下降水速，下降水速减少。
跳汰机司机的操作技巧就是要根据原煤性质的变化合理搭配风、水的压力与用量。
（3）床层密集期是物料分层由精选向补充分选转化和跳汰全过程的完成阶段。
其关键技术是可调相对细粒的穿隙流动和控制透筛排料量。
它们都受控于吸啜过程开始的时机和吸啜力的强弱。
跳汰司机的操作技术是正确处理床层厚度与排气过程的相互关系，或者说是妥善处理物料密集规律与细粒流动特性的合理配合。
床层密集期以“随机筛分”过程为主。
由于无按颗粒压强分层的结果，各密度级的细粒分布在粗粒的上层，普遍需要向下移动。
下移的前提是：
下层粗粒之间有容纳细粒的空间，这个空间决定于下降流开始的时机。
吸啜开始时，粗粒的间距越大，所容纳的细粒的相对粒度也大，数量也多。
另外还决定于已经充塞在粗粒之间的细粒是否提前透下去，为后拉者让出空间。
对细粒穿隙流动规律的观察表明，由于受液流连续性的影响，各层细粒几乎同时进行穿隙流动。
当然，细粒的穿隙流动量和透筛排料量都决定于原煤性质和产品质量（灰分）要求。
而细粒穿隙流动的距离则决定了同密度各粒级颗粒在床层高度上的分布状态。
一般地说，透筛量及流动距离不够时，要通过减少床层厚度的方法，缩短透筛颗粒的流动路程和简化通道的几何形状，从而减少路程阻力。
另一方面可以增加床层松散度，或者改变顶水用量与压力，调节下降液的速度以增大吸啜力。
上述操作措施都是改变每次脉动时的细粒穿隙流动参数和透筛量。
如果仍得不到理想结果时，可适当调节脉动频率。
如仍感不满意时，则可改变处理能力，以便在更大的范围内改变需要穿隙流动或透筛的细粒数量。
最后要强调一下，在跳汰制度的操作中贯彻“大风小水”原则，不仅仅是因为风比水的作用更有效，而且是因为它可以减轻煤泥系统的符负荷，改善全产的技术经济指标。
四、排料制度的操作要领
排料制度指的是跳汰产品的分离原则及其操作技术，包括闸门排料和透筛排料的调节控制及其搭配方式，以保证分层就绪的床层在分离成产品的过程中，不出现紊乱，减少污染，其核心问题是稳定分选密度和改善底流物料成分（密度组成）。
引起分选密度波动和底流物料成分恶化的原因很多，但不外乎来自原煤质量和数量、设备性能和操作过程等几个方面。
稳定分选密度首先要做到入洗原煤质量和数量、床层厚度与脉动幅度的变化要小，使司机有充裕时间将跳汰制度调到较优水平，吧物料分层精度相对地提高些。
排料制度的操作原则是“勤排少放，防止间断”。
采用“勤排少放”的排料原则，既可以避免床层厚度的大起大落，维持分选密度相对稳定，达到少变或不变，又可间接稳定跳汰制度，完善物料分层精度。
我们曾在跳汰机中安装床层厚度传感器，用测压管中水位变化，观察有经验的跳汰司机稳定床层厚度的情况。
结果表明，与自动排料系统比，测压管中水位波动频繁幅度大，这说明排料自动化对稳定床层厚度、稳定分选密度是十分必要的。
当然如自动排料系统失常，比人工操作不当的危害性更大，因此时已将人工操作的随机误差转为自动化装置的系统误差。
自动排料系统失常可概括为失灵、失调和失控等三种。
常见的故障是信号不准，分选密度产生紊乱。
例如浮标下面有大块物料通过，测压管中逆止部件离位等；失调往往是原煤质量和数量的过大变化，导致床层厚度信号与排料量之间的关系发生变化。
此时传感器的性能好应作相应的调整，如改变浮标传感器的重砣位置，或加减重块。
如使用测压管传感器，应将电容或电极等探头位置升高或降低。
排料执行机构不能按控制信号运行，这时操作者要能及时发现，会同维修人员解决。
只要自动排料系统能正常工作，就可以实现勤排少放，防止间断，使排料量连续不断，维持床层厚度，稳定分选密度，提高数量效率和处理能力。
最后，在排料操作过程中不能用增高底流床层厚度的办法提高其纯度。
原因是矸石段床层增厚时，虽然能减少带煤损失，但要将大量细碎矸石挤入中煤段。
而中煤段除了应来的物料外，增加了多余的矸石量，这时势必增加中煤段底流床层的厚度，使精煤层相对变薄，粉细的矸石和中煤易进入上层，增加了污染精煤的机会。
一些选煤厂的经验证明，适当降低矸石段的分选密度，即使矸石带煤量略大一些，确有利于提高精煤的产率。
跳汰工艺流程
一、工艺流程的重要意义
煤炭洗选工艺流程关系到国家资源的合理利用和选煤厂的技术经济指标。
因此对流程的选用要极其慎重，涉及以下许多问题，需要综合研究。
1、产品质量（灰分）与经济效益
选煤的目的是向国民经济各部门提供优质对路的产品。
煤炭的使用价值决定于灰分含量，其经济价值，决定于精煤产率和产品结构。
炼焦煤的灰分越低，对冶金及后续用户越有利，但对国家资源的合理利用和选煤厂的经济效益不一定合理。
因此要按国家资源状况权衡全局利弊，定出适当的产品灰分指标和价格标准。
选煤厂要根据原煤性质、设备性能和工艺流程完善度，综合考虑资源利用和用户要求确定各产品的灰分。
从选煤经济考察，主要是分析精煤灰分、产率以及产品结构对选煤厂盈亏的影响。
最简单的情况是，选后产品只决定了精煤和中煤的灰分、产率。
矸石产率与灰分不变时，分选结果通常是精煤产率随灰分同步升降，而中煤产率与灰分的关系则相反。
褐煤和无烟煤多用作燃料用煤，除部分作化工原料煤外，其质量的影响远不像炼焦煤那样重要，因此对其质量要求并不严格，但对价格比较敏感。
因此，褐煤和无烟煤分选的工艺流程一般都比较简单，或者只分级不洗选，或者仅部分洗选。
国外，以盈利为目的，很多选煤厂都采用联合流程。
叫典型的工艺流程是，块煤用重选，末煤用跳汰选。
近年来由于跳汰选煤技术发展和其它条件的变化，在一些国家（如德国和捷克和斯洛伐克等）已出现将重介分选机改用跳汰机的实例。
2、原煤性质与分选粒级和密度的关系
对煤炭洗选工艺流程影响最大的是入料的可选性。
一般的规律是难选煤的工艺流程复杂。
易选煤简单，仅用跳汰机即可得到良好的洗选效果。
难选煤除加再选机外，有时还要增加三级跳汰机。
入料煤特性对工艺流程的分级方式有明显的影响。
易选煤采用宽分级或不分级工艺流程即可得到较理想的分选结果；难选煤则需要考虑增设中煤破碎作业，使块中煤解离，进行再选。
煤炭可选性除决定于它的自然属性外，还受如何利用属性的影响。
一般来说，分选密度越低，邻近密度物含量越多，可选性越难。
因此，从全局观点看，可对各选煤厂提出不同的精煤质量要求，使其既不影响配煤炼焦时的综合质量，又可物尽其用，提高总体经济效益。
3、跳汰机性能与分选效果
跳汰机性能对洗选效果有很大影响。
性能差的跳汰机对入料性质波动的适应能力低，分选精度差。
这里要着重分析的是，跳汰机性能差，还可能原煤的可选性。
这个问题虽不直观，一旦指出，又很明显。
我们知道两个事实，一是任何重选方法都不例外，物料的实际分选密度高于理论分选密度。
前面已论证过这种现象是必然的。
另一个事实是，损失和污染都有相当大的波动区间。
跳汰机性能好，操作得法，即可提高分选粒度，减少损失和污染。
但操作是以跳汰机性能为前提的。
跳汰机不具备的性能，操作者是无能为力的。
跳汰机性能差距用分选不完善度表征时，I值可分别为0.15和0.25左右。
其差距约为0.1，大者可达0.2。
工作性能差的跳汰机不得不用比理论分选密度低得多的分选密度维持生产。
从煤炭可选性曲线组中的±0.1含量曲线可以看出，理论和实际分选密度相差越多。
其可选性的（±0.1含量）差值也越大，而且可选性的变化率随着分选密度的降低而增大。
用数理统计方法获知，远煤中±0.1含量煤增加1%，其选性效果下降0.6%～0.8%.所以提高跳汰机的工作性能，可以简化工艺流程。
因此，在现代化选煤厂中，三选流程已经绝迹。
二、工艺流程的选择
选择跳汰工艺流程，一般是对上述各点进行综合考虑，对技术经济指标进行对比分析而定。
理想的跳汰工艺流程一般都是开路流程。
最简单的仅用一台主选跳汰机。
原煤性质复杂或跳汰机性能较差时，采用再选或三选工艺流程。
在这类流程中，无论是洗选不分级煤，还是宽分级煤，跳汰机选出的都是最终产品，没有循环物料。
仅有主选跳汰机的选煤厂，除个别不出中给或矸石外，一般都出精煤、中煤和矸石三种最终产品。
配有再选机的跳汰流程中，如果洗选不分级或宽分级煤，再选机入料是否先进行破碎，
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