水力旋流器介紹及常見(jiàn)故障處理

時(shí)間：2018-03-08作者：江西省恒達(dá)選礦設(shè)備制造有限公司瀏覽：88

常用旋流器介紹及常見(jiàn)故障處理
一、常用旋流器有以下幾種：分級(jí)旋流器、重介旋流器、水介質(zhì)旋流器
工作原理：旋流器依靠離心沉降進(jìn)行分離。將需要分享的兩相混合液以一定的壓力從旋流器圓筒端上部的進(jìn)料口送入，從而在旋流器內(nèi)形成強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于輕相和重相之間的密度差異或粗細(xì)顆粒之間的粒度差異，所受的離心力和流體曳力大小不同，大部分的輕相（或細(xì)粒級(jí)）通過(guò)旋流器溢流口排出，而重相（或粗粒級(jí)）則由底流口排出。
(一)  分級(jí)旋流器就是我們幾個(gè)廠常用的一二級(jí)旋流器主要依據(jù)顆粒的粗細(xì)進(jìn)行分級(jí)。
（二）水介質(zhì)旋流器: 水介質(zhì)旋流器又稱為自生介質(zhì)旋流器。它是用水和入料中的細(xì)顆粒形成的介質(zhì)分選，而不需要外加高密度介質(zhì)，由于實(shí)際分選密度和介質(zhì)密度差別較大，所以在水介質(zhì)旋流器中粒度分級(jí)的作用較明顯。為獲得較好的按密度分選的精度，對(duì)旋流器的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改并且限制入選煤的粒度范圍不要太寬（例如" -20mm,-13mm或-6mm）。
典型的水介質(zhì)旋流器如圖所示。它的主要特點(diǎn)是圓錐段較短，錐角較大和較長(zhǎng)的溢流管。單錐有90°和75°兩種，也有用三段不同的錐角（復(fù)錐水介旋流器）。這種設(shè)計(jì)有利于降低粒度分級(jí)效應(yīng)，改善按密度分級(jí)的效果。溢流管離圓錐段愈近，低密度的大顆粒達(dá)不到它的沉降末速，愈不容易被離心力拋到筒壁，而被上升流帶入溢流管排出。水介質(zhì)旋流器的錐體有一個(gè)大的錐角，錐體角度的增大會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的推力使得重密度顆粒產(chǎn)生懸浮的旋轉(zhuǎn)床層，密度小的顆粒不能穿透該床層進(jìn)入底流，通過(guò)溢流管排出，成為精煤產(chǎn)品，重介質(zhì)（如矸石）則通過(guò)底流口排出。

水介質(zhì)旋流器作為一種簡(jiǎn)易可行的分選設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)費(fèi)用低、工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單、分選下限低及處理量較大等優(yōu)點(diǎn)。但其分選精度較差、溢流不經(jīng)過(guò)脫泥達(dá)不到精煤灰分要求。單機(jī)處理能力較大可達(dá)40T/H，單段水介質(zhì)旋流器只適用于粗選，若用兩段水介質(zhì)旋流器分選則可取**較好的效果，尤其是處理易選煤。水介質(zhì)旋流器主要用于處理易選末煤和粗煤泥、跳汰中煤再選、氧化煤泥以及脫除煤中的黃鐵礦。
水介質(zhì)旋流器主要有Ф200、Ф350、Ф500等幾種規(guī)格，可以與跳汰機(jī)、重介質(zhì)旋流器組成分選系統(tǒng)，以增大選煤廠的處理能力；或用于洗選跳汰中煤；水介質(zhì)旋流器也可以用于回收煤泥沉淀池中的煤泥。
（三） 重介質(zhì)旋流器
選煤用的重介質(zhì)旋流器是在分級(jí)旋流器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。重介質(zhì)旋流器是在離心力場(chǎng)中進(jìn)行分選的設(shè)備，基本原理是利用阿基米德原理在離心力場(chǎng)中進(jìn)行的。由于離心力比重力大幾十甚至幾百倍，故對(duì)細(xì)粒和密度差別小的物料，在離心力場(chǎng)中比在重力場(chǎng)中有效的多。主要用于分選50～0.5mm煤。近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，大直徑旋流器不斷應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，分選粒度上限逐漸加大，如1200/850無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器的分選粒度上限可達(dá)80～90mm，一般應(yīng)用50mm，重介質(zhì)旋流器的適用范圍正逐步加大。重介質(zhì)旋流器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件的選煤設(shè)備。根據(jù)機(jī)體結(jié)構(gòu)和形狀分為圓錐型和圓筒型兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；雙圓筒串聯(lián)型和圓筒與圓錐串聯(lián)的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。旋流器的各結(jié)構(gòu)件分為整體鑄造和耐磨內(nèi)襯兩種形式。整體鑄造材料常用的有耐磨合金和聚氨酯等，耐磨合金材料常用的有Cr15M03、抗磨復(fù)合材料、硬質(zhì)合金等；耐磨內(nèi)襯材料有耐磨鋼玉襯片、碳化硅和聚氨酯等。
**節(jié) 兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器
兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器按其原料煤給入方式分為有壓（切線）給煤式和無(wú)壓（中心）給煤式兩種。**種為圓錐形重介旋流器，后一種為圓筒形重介旋流器。
1、圓錐形重介質(zhì)旋流器
圖為兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)為：
有壓給料二產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1—入料管；2—錐體；3—底流口；4—溢流管
5—溢流室；6—基架
物料與懸浮液混合，以一定壓力從入料管沿切線(漸開(kāi)線)方向給入旋流器圓筒部分（如圖）由于離心力的作用，高密度物料移向錐體的內(nèi)壁，并隨部分懸浮液向下作螺旋運(yùn)動(dòng)，最后從底流口排出；低密度物料集中在錐體中心，隨內(nèi)螺旋上升，經(jīng)溢流管進(jìn)溢流室排出。溢流**入溢流室，然后順切線方向排出，可以減少對(duì)旋流器不利的反壓力。旋流器內(nèi)流體的切線速度很大（4.4m/s以上），對(duì)部件磨損嚴(yán)重。為了提高設(shè)備的使用壽命，可用合金鋼等耐磨材料整體鑄造，也可以采用耐磨材料作襯里（如鑄石等），但襯里要求光滑，無(wú)凹凸和臺(tái)階，以免破壞液體的正常流態(tài)。安裝角度一般按中心線與水平線成10°.
2、圓筒形重介質(zhì)旋流器
美國(guó)20世紀(jì)50年代制造的DWP型重介質(zhì)旋流器屬無(wú)壓給料式圓筒形旋流器，其構(gòu)造見(jiàn)下圖。分選物料與懸浮液分開(kāi)給入。物料無(wú)壓、自重給入上部中心入料管（在給料箱內(nèi)也加入少量懸浮液）；懸浮液用泵以0.06~0.15MPa的壓力沿切線壓入圓筒下部（圓筒呈25°~30°傾角安裝）。沿切線壓入的懸浮液從底至**造成一股上升的空心旋渦流。矸石與一部分高密度（起濃縮作用的）懸浮液沿筒壁上升，從矸石排出口排出。精煤與低密度懸浮液聚集在旋渦中心向下流動(dòng)，通過(guò)下部排出口排出。

這種旋流器優(yōu)點(diǎn)是：物料與懸浮液分開(kāi)給入，有利于懸浮液密度的測(cè)定和調(diào)整；物料與懸浮液之間接觸時(shí)間短，粉碎程度低；旋流器各部件磨損小，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是分選精度較差。
*二節(jié)  三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品旋流器串聯(lián)組裝而成的。**段為主選，采用低密度懸浮液進(jìn)行分選，選出精煤和再選入料，同時(shí)由于懸浮液濃縮的結(jié)果，為*二段準(zhǔn)備了高密度懸浮液。*二段為再選，分選出中煤和矸石兩種產(chǎn)品。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是用一臺(tái)圓筒旋流器和一臺(tái)圓錐旋流器串聯(lián)而成（見(jiàn)下圖
雙圓筒串聯(lián)型無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器見(jiàn)圖
圖1-2無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
一臺(tái)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器代替兩臺(tái)兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，其優(yōu)點(diǎn)是：可以省掉一個(gè)懸浮液循環(huán)系統(tǒng)和再選物料的運(yùn)輸；減少?gòu)S房空間，并方便生產(chǎn)管理。但是，*二段懸浮液是由**段旋流器濃縮而來(lái)，所以*二段旋流器的分選密度除與**段分選密度有關(guān)外，還與*二段底流口直徑有關(guān)。因此，在正常情況下，只改變?nèi)肓蠎腋∫旱拿芏群?二段底流口直徑兩個(gè)參數(shù)，即可達(dá)到所需分選密度的調(diào)整范圍
1. 工作原理
煤和矸石的混合物漸開(kāi)線給料方式進(jìn)入充滿給定密度懸浮液的旋流器中，受到重力和離心力的作用而分離；大于懸浮液密度的矸石，所受作用力的方向與離心加速度方向相同，在懸浮液中做離心運(yùn)動(dòng)，集中在外層形成矸石帶，由于干擾沉降作用，緊貼器壁的是大矸石，其次是中等粒度、小粒度矸石，匯合成螺旋運(yùn)動(dòng)沿器壁由底流口排出；小于懸浮液密度的煤，在旋流器中做向心運(yùn)動(dòng)，并集中在旋流器的中心軸附近呈旋渦運(yùn)動(dòng)形成中煤和精煤帶，在溢流管附近，由于溢流管底部的渦流作用發(fā)生二次分選，精煤沿溢流管排出，中煤和矸石將再旋流，中煤帶在輕顆粒與重顆粒間起隔柵作用，該處可使灰分較低的中煤向底流口方向運(yùn)動(dòng)，作為尾煤排出或隨精煤沿溢流管排出。
    近年來(lái)，我國(guó)選煤廠開(kāi)始采用小直徑重介旋流器來(lái)分選0～1mm 的煤泥，一般10臺(tái)一組，結(jié)構(gòu)材料為Q235A外殼，內(nèi)用耐磨聚氨酯彈性體，在煤泥分選方面有一定的效果。
二、操作要點(diǎn)
（1）旋流器在工作過(guò)程中要保持給料壓力和給料濃度的穩(wěn)定，這樣有利于保持較高的分選效率。
（2）加強(qiáng)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)入料管口和底流口堵塞及時(shí)停機(jī)處理。
（3）經(jīng)常檢查底流口磨損情況，當(dāng)磨損量達(dá)到影響分選效率的尺寸時(shí)要及時(shí)更換。
工作條件：在實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)重介旋流器有效分選的條件是，旋流器軸心必須形成空氣柱。在正常情況下，因底流口附近懸浮液所受離心力大，切線速度大，底流必定呈幅射傘狀排出。因此，要求有足夠的給料速度和壓力以保持其穩(wěn)定。旋流器因制造粗糙和磨損造成旋流器內(nèi)凹凸不平或阻塞等，都將破壞懸浮液在旋流器中的正常流態(tài)，降低分選效果。
優(yōu)點(diǎn)：1）分選效率高2）分選粒度范圍寬；3）可使用粘度很高的懸浮液；4）簡(jiǎn)化工藝節(jié)約投資；5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
缺點(diǎn)：設(shè)備磨損嚴(yán)重，懸浮液的用量較大，液流在旋流器內(nèi)的工作不能直接調(diào)節(jié)。
三、影響重介旋流器分選效果的因素
（一）旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分選效果的影響
錐角大小的影響
錐比的影響
入料口尺寸的影響
溢流管插入深度的影響
安裝角的影響
（二）操作調(diào)整對(duì)分選效果的影響
1、入料壓力的影響
入料壓力是旋流器內(nèi)產(chǎn)生離心力作用的動(dòng)力，是使物料得到有效分選的重要因素。增大入料壓力懸浮液進(jìn)入旋流器的速度增大，離心力增高。因此，在一定程度上增大入料壓力，可以加速分選過(guò)程，提高旋流器的處理量和分選效果。但入料壓力過(guò)高，懸浮液本身的濃縮作用加強(qiáng)，一方面使懸浮液的密度在旋流器中分布較加不均勻，另一方面增大物料的實(shí)際密度，反而降低了分選效果。此外入料壓力增大還將增加設(shè)備的磨損和動(dòng)力消耗?，F(xiàn)在趨向采用無(wú)壓給料或低壓給料，一般給料壓力為0.05MPa~0.10MPa。
2、入料固液比的影響入料固液比的操作中經(jīng)常調(diào)整的一個(gè)因素，它直接影響旋流器的處理量和分選效果。當(dāng)入料固液比增大時(shí)，旋流器的處理量將增加，但物料分層阻力增大，輕重礦物彼此混雜的可能性增加，分選效果降低。一般情況下采用1：4~1：6的固液比為宜，處理難選煤時(shí)固液比可以降至1：8。
3、加重質(zhì)粒度和懸浮液中煤泥含量的影響懸浮液密度的穩(wěn)定性是影響分選效果的重要因素。由于加重質(zhì)粒度越粗，旋流器內(nèi)濃縮作用越加顯著，而過(guò)高的濃縮對(duì)分選是不利的。因此對(duì)加重質(zhì)的粒度組成要求比較嚴(yán)格，尤其是低密度分選條件下加重質(zhì)粒度要求較細(xì)。一般重介旋流器要求磁鐵礦中粒度小于0.028mm級(jí)含量不**90%。
4、懸浮液密度的影響產(chǎn)品質(zhì)量主要靠調(diào)節(jié)懸浮液產(chǎn)密度來(lái)調(diào)節(jié)。懸浮液密度的大小要根據(jù)原煤性質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)確定。一般入料中懸浮液密度比實(shí)際分選密度低0.2~0.4。要求的分選密度越高，這種差別就越大。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中這個(gè)差值可以通過(guò)旋流器的入料壓力與底流口大小來(lái)調(diào)節(jié)。
四、日常保養(yǎng)維護(hù)及常見(jiàn)故障處理
旋流器沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)量小。
（一）重介旋流器
故障1：回收率低矸石發(fā)熱量高
處理辦法：底流嘴直徑磨大，調(diào)整角度或更換；比重設(shè)置不合理，比重儀顯示不準(zhǔn)，重新設(shè)置與化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，校準(zhǔn)比重儀。
故障2：壓力不穩(wěn)，或壓力上不去 
處理辦法：合介桶、混料桶液位低，調(diào)整桶位；混料桶水平流管入口有煤塊，清理；檢查風(fēng)管閥門是否關(guān)嚴(yán)。
故障3：旋流器體連接密封墊壞，漏料
處理辦法：停車更換新墊
故障4：底流中含輕物料多
處理辦法：如果壓力低，可提高并穩(wěn)定給料壓力；如果底流口磨損大，需檢查底流口尺寸，更換合適的底流口材料。
故障5：正常運(yùn)行中旋流器內(nèi)異響
處理辦法：原煤中混有鐵塊或耐磨磚，停車打開(kāi)旋流器檢查。
故障6：入料口、底流口、溢流口堵塞
處理辦法：打開(kāi)入料口、底流口、溢流口清理堵塞物。


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• 水力旋流器介紹及常見(jiàn)故障處理

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