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中国煤炭科工集团有限公司

版权所有:中煤科工集团唐山研究院有限公司   编号:             

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重大科技成果

发布时间:
2020/09/11 14:06
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一、千万吨级长焰煤洗选厂煤泥浮选机的开发与示范应用

项目简介

研制出单槽容积90立方米自吸空气机械搅拌式浮选机。矿浆处理能力22002800m3/h,单台设备满足千万吨级长焰煤洗选厂煤泥浮选需要。通过解决低阶煤浮选技术难题,攻克动力煤全粒级洗选技术瓶颈,将我公司浮选设备率先应用到动力煤洗选领域,为特大型浮选机的开发创造市场条件,为公司浮选机大型化、多元化持续发展赢得更大市场,为煤炭节能减排提供技术装备支撑,带动公司浮选技术水平整体提高,增强市场竞争力。项目获得多个奖项。

主要研究内容

1)通过自吸气机械搅拌式浮选机模拟放大方法,制定了相似准则,研发出容积90立方米浮选机及其系列化产品;

2)发明了浮选产品灰分在线检测方法,实现了浮选产品质量的自动调控;

3)开发出可灵活变换浮选工艺的中矿箱,提高了设备对煤炭性质的适应性;

4)开发出低阶煤浮选技术与大型浮选机,实现了千万吨级特大型长焰煤选煤厂煤泥的单机浮选提质。

技术经济指标

该煤用自吸空气机械搅拌式浮选机,用于千万吨级长焰煤(动力煤)洗选厂煤泥的浮选,精煤灰分≤16%,可燃体回收率达到70%;矿浆处理量22002800m3/h;充气速率≥0.8m3/(m2·min),充气均匀系数≥80%

推广应用情况

该系列浮选机累计新增产值3973.06万元,增加利润404.30万元,增加税收271.92万元,截止2018年底,实现收入总额为5851.26万元,利税合计995.73万元。新技术提高了产品竞争力,目前公司XJM-S型浮选机市场占有率已超过70%。该成果已应用于我国各大煤炭企业,并出口到澳大利亚等国。

二、高效高可靠性智能化筛分技术装备

项目简介

对国产大型振动筛存在的问题,开发出了自适应给料量的振动筛在线控制系统、强迫同步型激振器,采用聚脲弹性体喷涂技术、应用机械变形连接紧固技术,开发出一种新型筛箱结构的大型振动筛。

技术特点

1)采用多重径向迷宫式密封与轴向特殊油封结构相结合,采用箱体整体喷溅式环路稀油润滑方式,实现可靠的全新功能的箱式激振器润滑密封结构;

2)开发出一种自适应给料量的振动筛控制系统,该控制系统配置在振动筛上,能促使筛机根据给料量的变化实时在线调整振动强度,从而达到对物料高效筛分的目的;

3)采用喷涂型聚氨酯在筛机关键部件进行喷涂防护,实现防护表面无缝覆盖耐磨防腐材料,以提高筛机耐磨性能。

技术经济指标

入料粒度:≤200mm,筛面面积:22m2,双振幅:812mm

振动频率:13.316.3Hz,振动方向角:45º。该种结构的筛机在同等强度的条件下,比以往同类型筛机重量可减小30%左右,每台设备成本下降7万元左右。

推广应用情况

本项目成果已在国内兖矿集团、山西焦煤、晋煤集团、川煤集团、新汶矿业集团等企业及俄罗斯、蒙古、秘鲁等国外市场推广应用数量突破100台,累计实现销售收入6479.7万元,实现利税1824.5万元。

三、大型高效高频煤泥脱水筛

项目简介

适应我国选煤厂大型化发展的需求,基于国产高频煤泥脱水筛产品规格小、可靠性低的技术现状,针对我国选煤市场对大型高频煤泥脱水筛以进口为主的局面,在公司研制的大型高频振动筛的基础上,采用动态优化设计、可靠性设计及分析技术等现代设计方法和实验手段,进一步深入研究大型高频振动筛的可靠性问题,开发一种强度及刚度较高的新型筛机结构,以解决国产大型高频振动筛的可靠性问题。

技术特点

1)应用有限元分析技术、动应力测试技术以及灵敏度分析方法对高频筛筛箱结构进行了优化设计。

2)采用综合评分分配法进行可靠性分配,借助故障模式与影响分析(FMEA)方法进行了系统可靠性或安全性的定性分析,建立了强迫同步型激振器可靠性梯度数学模型。

3)基于传动齿轮应力-强度分布干涉理论对齿轮优化设计,研究了目标函数、设计变量、约束条件等因素的影响,构建了强迫同步型箱式激振器齿轮多目标计算模型。

技术经济指标

技术参数:双振幅为35mm,工作频率为16.521.5Hz,振动方向角为50±5º,两侧板对称点振幅差≤0.5mm,横向摆动≤1.0mm,轴承温度≤75℃,空负荷噪声≤85dB(A)

该种结构的筛机在同等强度的条件下,比以往同类型筛机重量可减小30%左右,每台设备成本下降4万元左右。

广应用情况

本项目成果HFVB2448高频振动筛于201608月开始在山西省灵石县四方煤化有限责任公司进行工业性应用,用于精煤泥脱水。现场应用表明:筛机运行平稳、噪音低,处理能力为4050/小时左右(筛缝尺寸0.35mm),出料水分为18.7%20.5%,满足了用户的需求。

四、大型跳汰机技术与装备

项目简介

针对目前国内动力煤分选粒度上限高、粒度范围宽、跳汰机工作可靠性差等问题,设计开发一种大型、高效、大处理量、高可靠性的跳汰机,满足动力煤洗选厂要求的0120mm大粒级范围原煤的入选要求,提高大型跳汰机可靠性。

主要研究内容

1)在SKT型跳汰机成果的基础上,开发了无背压软接触数控双盖板式风阀,大大提高了跳汰机脉动力;

2)优化跳汰机机体导流板,采用三等分隔板排料道,保证了跳汰机床层脉动及排料均匀性;

3)开发了跳汰机控制系统,建立操作库,可根据不同煤质的原煤,选择与之相适用的操作参数。

技术经济指标

研制36m2大型跳汰机,满足动力煤洗选厂要求的0120mm大粒级范围原煤的入选要求,单机处理能力400800t/h,不完善度I1≤0.12I2≤0.14η92%。经现场工业性试验验证:处理量600t/h,不完善度I1=0.09I2≤0.13数量效率η=92.65%;电磁阀、气缸使用时间达到5000h以上,实际技术指标均满足设计指标。

推广应用情况

该系列跳汰机累计新增产值1730万元,增加利润432.5万元,增加税收179.2万元,截止2018年底,实现收入总额为3510万元,增加利润877.5万元,增加税收349.5万元。新技术提高了产品竞争力,目前公司大型SKT型跳汰机市场占有率已超过60%。根据市场需求和竞争态势,预计以后年产值可增长到3000万元。

五、分选密度宽范围在线调整重介旋流器及其可靠性研究

项目简介

项目通过调整二段中心管的插入深度、二段锥角以及二段旋流器双入料结构等不同技术形式实现了三产品重介质旋流器二段分选密度的宽范围在线调整,范围达±0.1g/cm3,打破了现有技术中通过调整中心溢流管、底流口调整二段分选密度的方法,突破了二段分选密度±0.03g/cm3的调整空间,同时紧密结合旋流器磨损机理,研制开发了高性能的新型复合陶瓷耐磨衬里,保证了大型重介质旋流器的可靠性。

主要技术特点

1)开发了三产品重介质旋流器二段中心管插入深度调整范围≥350mm的较大范围调整空间,实现了三产品重介旋流器二段分选密度的宽范围在线调整,提高了分选精度;

2)研制了三产品重介质旋流器二段双入料方式,可实现较大幅度降低二段分选密度,满足了三产品旋流器分选需求。

3)研制了密度大、组织均匀、抗冲击磨损性能高的新型复合陶瓷耐磨衬里,抗冲击磨损性能提高2倍以上。

主要技术经济指标

与国内外同类技术对比现主流技术

序号

主要技术性能指标

现主流技术

本项目成果

1

二段分选密度调整范围/g/cm3)

±0.03

±0.1

2

耐磨衬里

断裂韧性/MPa·m1/2

3.46

3.77

硬度/HV

1940

2667

剪切强度/MPa

18.9

25

冲蚀磨损/g

10.3

7.6

 

项目成果实现了二段分选密度宽范围在线调整技术,成功提高了重介质旋流器的使用时间,增强了产品的适应性、灵活性和可靠性,为用户创造了显著的经济效益。

成果推广应用情况

项目的成功研制,推动了我国三产品重介质旋流器在大型、高效、可靠性能上迈向更高的台阶;并随着市场需求的变化,装备型谱得到不断扩充,极大的提高了公司产品的市场竞争力和市场占有率;同时为选煤装备向高端技术发展提供了技术支撑,提高了重介质选煤技术及装备的整体水平,应用前景广阔。

六、JX系列有压两产品重介质旋流器

项目简介

目运用计算流体动力学技术与试验研究相结合的方法,综合分析旋流器分选影响因素,基于重介质旋流器内部流场的理论研究,优化重介质旋流器入料结构形式和参数,降低旋流器内部局部紊流,减小旋流器内部流场的偏心度,研制开发高效低能耗大处理量两产品重介质旋流器,取代进口设备。

主要技术内容:

1)深入分析旋流器分选机理,运用计算流体动力学技术与试验研究相结合,准确揭示重介质内部流场分布特性,建立旋流器内部能量损耗体系,为重介质旋流器高效节能技术开发提供理论依据;

2)结合旋流器内部能量损耗特性及关键结构影响因素,为改善旋流器分选效果,节能降耗,利用计算流体动力学技术结合试验研究,优化旋流器入料结构形式及参数,实现重介质旋流器高效、低能耗分选;

3)利用相似放大原理,确定样机的结构参数和工艺参数,完成工业样机的试制及工业性试验。

4)项目成果的系列化设计及产业化。

主要技术指标:

项目成果JX系列有压给料两产品重介质旋流器具有:

1)入料压力低,较同规格传统旋流器节能15%以上;

2)单机处理能力大,较同规格传统旋流器提高10%以上,系列化产品处理上限达850t/h

3)数量效率≥95%

4)分选精度Ep≤0.035g/cm3

5)项目成果以其低能耗、大处理量、高效分选特点,成功取代进口设备。

推广应用情况

项目成果自2014年研制成功后已成功实现产品系列化和产业化,项目技术成果因其对原煤适用性强、处理量大、能耗低、分选精度高、数量效率高、使用时间长等显著优势受到广大用户的青睐,被大量应用于新建厂和老厂的改造,带动公司选煤产业新增销售额上亿元。目前,该系列产品已在陕西神木新窑、神木黑龙沟、山西等数十座重介质选煤厂投入使用,单机处理能力上限可达850t/h。应用表明:该系列旋流器入料压力低,节能15%以上,数量效率≥95%,分选精度Ep≤0.035g/cm3

七、千万吨级露天破碎系统关键技术研究

项目简介

我国大型露天煤矿多分布在东北、西北等地区,冬季气温达到-30℃,露天煤矿开采的特大冻块物料硬度高、韧性强,难以破碎,对露天破碎系统的可靠性及处理能力要求更高。为了尽快实现技术升级改造的需求,多数企业从国外引进大型破碎系统,其价格昂贵,严重制约了煤炭工业的发展。针对上述技术难题,通过自主创新,实现了高寒地区大型露天破碎系统的国产化,改变了我国大型露天破碎系统依赖进口的局面。

主要技术创新

1)提出了低转速、大扭矩的分级破碎设计理论,基于Griffith断裂理论,阐明了加载速率、破碎力、产品粒度等主要参数间交互影响规律。

2)研制了重型板式给料系统大宽度抗冲击圆弧搭接式链板,显著提高了系统抗大块物料冲击能力;排料粒度偏心刚性调节机构,实现了大型露天破碎系统产品粒度的宽幅可调。

3)研发了具有优良综合力学性能的低合金高强耐磨材料,提高了破碎齿的强度和耐磨性能;发明了楔形座式可更换破碎齿,结构稳定可靠,易于维护。

4)开发了高可靠性智能控制、保护系统及自动移位系统,具有故障预警、实时监测、堵转保护等多项功能,可实现破碎装备快速移位,保障了大型露天破碎系统的运行可靠性。

5)研制出防冻胀料仓,开发出具备实时监测、智能分析功能的大电流热融冰系统,保证了系统在低温露天环境下的可靠运行。

主要技术经济指标

本项目成果在新疆宜化、神华宁煤大峰、内蒙古意隆、内蒙古包钢钢联、神华宝日本希勒等露天矿得到推广应用。大型露天破碎系统处理能力达到3000t/h,入料粒度01500mm,出料粒度0300mm,破碎强度250MPa。系统应用于高寒地区(-30℃)露天煤矿破碎作业,实现了在大处理能力和高破碎强度下的可靠、稳定运行。

推广应用情况

该成果总体技术在低温措施、高可靠性智能保护技术方面水平先进。本项目成功打破了多年来外资分级破碎装备在中国的垄断地位,带动了行业技术的创新发展,促进了煤矿大型装备的科技进步。该成果已先后在宁夏、内蒙、新疆等10多个煤炭主产区进行了推广应用,经济社会效益显著。

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