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摘要 文章主要围绕丰龙矿业公司选煤厂主厂房内的DSF系列粗煤泥分选机进行展开论述，详细分析了TBS各个部件组成及工作原理、调试。
关键词 粗煤泥；分选机；TBS；应用
中图分类号 TD942 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0168-02
1 工程概况
江西丰龙矿业有限责任公司石上矿井位于江西省丰城市境内。矿井设计年生产能力为90万，吨/年，并建造一座选煤能力为90万吨/年的现代化新型矿井。
其中使用在丰龙矿业公司选煤厂主厂房内的DSF系列粗煤泥分选机（TBS干扰床分选机）是利用成熟的“干扰沉降原理”和最新的流体力学成果“二次流原理”研制而成的高效粗煤泥分选设备，是一种利用上升水流在槽内产生紊流的干扰沉降分选机。设备槽体底部向上喷射的底水射流与从设备槽体上部下沉的入料煤泥水相遇碰撞，在槽体流态室内产生紊流自生介质床层；由于同粒级矿物颗粒密度的不同，其干扰沉降末速度存在差异的原理，不同密度的矿物颗粒在槽体流态室内的自生介质床层中产生干扰沉降时，低密度的矿物颗粒沉降末速度小，在自生介质床层中上升进入轻产物中，高密度的矿物颗粒沉降末速度大，在自生介质床层中下沉进入槽体底部的重产物中经排料阀排出，这样就完成了轻重产物的分离。集中于槽体底部的重颗粒通过塞阀排出，轻而细的颗粒通过溢流堰随大量水流收集到溢流槽。
2 TBS各个部件组成及作用
2.1 给料箱
入料箱位于设备顶部的中心位置，其作用是使物料能均匀地进入到煤泥分选机的流态室中。整个给料箱采用了比较特殊的耐磨材料作为内衬以防止磨损。
2.2 二次流插板（选装）
在机体上部精煤溢流区装有一系列的平行插板，每个板有相同的角度和间隔尺寸。其作用是可对干扰床分选机中的精煤泥进行二次分选并提高精煤的溢流能力。
2.3 流态干扰分选室
主要由柱形槽体组成，槽体底部布有一个布满冲孔并呈一定角度的布水板。通过布水板的外部上升水流与经入料井向下散开的入料相遇，形成流态化干扰自生介质床层，矿物颗粒在此室进行干扰沉降分选。
2.4 喷水底盘
喷水盘为夹层结构，外接循环水系统，内有多个喷嘴，可向上喷射较高压力的流态水进入干扰分选室。
2.5 伺服气动执行器
该机构由一组或几组伺服气缸和定位推进阀组成，每个伺服控制机构与底阀的推杆及陶瓷梭形阀门相连，该执行器主要通过电气比例阀直接接收来自就地控制器或工厂PLC的4～20mA的电流信号来调节气压信号大小，从而去推动气动推进阀的运动。伺服气缸的上下运动使锥形底阀与阀芯重合或离开，以打开或关闭阀门，从而向下排出底料。
每个执行器与球形阀门推杆及陶瓷梭形阀门相连，推进器向下运动使物离开陶瓷座以打开阀门。每个执行器都有人工控制装置以防备定位器失灵时可对推进器阀门进行人工调节。
2.6 探测器（密度计）
位于探测器底部的一个压力传感器可将紊流床层内部的静水力压力转换成为4～20mA的电流信号并将该信号传到工厂内的PLC，因此，床层内的任何密度变化都将产生一个4～20mA的信号去操作执行器。
2.7 控制阀（梭形阀门组件）
控制阀位于喷水盘底部，它是一个特殊设计的梭形阀体和阀门座，由特制耐磨陶瓷制成，梭形阀通过入料箱顶部的伺服气缸来控制。
2.8 电气比例阀
电气比例阀是一种将4～20mA电流信号转变成气压信号的一种电子设备，在TBS控制系统中电气比例阀直接接收来控制器（PLC）发出的4～20mA电流信号后转变成气压信号去驱动执行器的运动，从而去推动阀门的开启。
2.9 控制器（PLC）
控制器（PLC）是TBS控制系统的核心部分，它直接接收来自探测器4～20mA电流信号，经过编写程序，通过去处、分析后发出4～20mA电流信号给电气比例阀。
2.10 触摸屏
TBS控制系统中的触摸屏主要可以根据现场的一些特殊情况变化而可以做一些参数修改，调整保证TBS能正常运行，甚至进行手动控制。
2.11 紊流板
紊流板的作用是使上升水流均匀地分布于整个槽体内，每块紊流板带有计算数量的孔。
2.12 控制系统
分选入料的紊流床层的密度必须精确、持续稳定，密度由控制系统进行控制。TBS的控制系统包括探测器（密度计）、控制器（PLC）、觸摸屏、电磁比例阀和执行器，分选入料的紊流床层的密度必须精确、持续稳定，密度由控制系统进行控制。如前所述，紊流床层的密度是由浸入紊流槽内的探测器监测的。控制器会自动根据在触摸屏设置的一些等级及密度分段参数来对床层密度计所测得的实际密度与所需密度（控制器设定值）进行比较后产生一个补偿值，再由控制器（PLC）发出一个4～20mA的比例信号给电磁比例阀（ITV），电磁比例阀（ITV）在根据控制器发出的信号来调节气压信号给执行器，来控制球形阀门频繁启闭，从而使粗粒或重物料穿过阀门，保持床层密度的稳定。
3 工作原理
TBS是一种利用上升水流在槽体内产生紊流的干扰沉降分选设备。紊流被视为起密度介质的作用，它可把粒度小于一定直径（一般小于5mm）物料分为两个粒度级，或利用物料比重的不同来分选物粒。按预定压力和流速由泵打出的上升水流到压力箱，通过紊流板均匀地分布到TBS的底部。待选物料经入料管线自流进入流态分选室；煤泥在流态室中扩散沉降，在喷水底盘喷出的上升流态水作用下，形成一个自生干扰沉降介质场，使入料中的矿物颗粒在分选机中做干扰沉降运动，由于颗粒密度的不同，其干扰沉降速度存在差异，其分选过程主要取决于各种颗粒相对于上升水流的速度，沉降速度大于上升水流流速的粗而重的高密度颗粒集中于流态室的底部，逐渐在控制阀周围聚集；沉降速度小于上升水流流速的细而轻的低密度颗粒则流向流态室的上部，通过溢流堰到溢流器排出，粗重的物料通过由PID控制器及伺服气动机构控制的底阀排出。为使干扰床能有效地工作，必须使流态分选室中干扰床悬浮液的平均相对密度保持稳定。探测器中的压力传感器对流态分选室内的悬浮液密度进行不间断的监测，如果实际密度高，执行器就会使排料阀打开，排除底层中多余的物料，相反，如果实际密度低，控制系统将阻止底层中物料的排放。 探测器要浸入到紊流中相应的高度，用于对槽体内的物质密度进行不间断的监测。一旦床层的密度达到或超出预告的设定值，控制器即送出一个4～20mA的信号到气动执行器，气动执行器开启球形阀门排出物料直至床层密度降低再关闭阀门。气动执行器能在大于40mm范围内自由、平稳地运动，梭形阀门可任意定位。
4 调试
4.1 准备
1）将槽体内的废物清理干净。
2）将排水阀门全部打开，约五分钟的清水冲洗将确保TBS给水管及其它管路的焊渣、切割屑被冲走；冲洗完毕，关闭排水阀门并将冲洗门复位。
3）用触摸屏人工操作模式推动球形阀门推杆达到最大行程，此时阀门处于完全打开状态，检查确认梭形阀门与其阀门座有足够的间隙以使水流缓慢泄出（正常运行时使阀门处于全关闭位置，泄露出的水中不允许含有任何固体杂质）。
4）再将梭形阀门处于全关闭状态。
5）正确设置触摸屏上所需设置的等级参数并确认保存。
6）槽体空时控制器显示计数应为0.00，否则，应拆掉探测器头部螺帽并打开校准按钮，调节左边（或下边）的+或-号使读数为0.00，所有的探测器都应调零。将槽体充满水直到水流溢出，此时控制器的显示计数为1.00，如果显示读数不为1.00，首先应调整右边（或上边）的+或-号。所有探测器作同幅调整。
7）将控制系统设置为自动控制并确定运行。设定约1.30的设定值，准备调试。
4.2 操作
1）首先要通上电源及打开气泵，使控制系统有必需的电源和气压。
2）供给设备上升水流。
3）给TBS加入细粒煤。
4）紊流床层密度开始上升，执行器自动运行。
5）为迎合紊流层的移动性和达到产品数量质量的期望值，就要调整控制器的设定值及上升水流流速。
4.3 上升流态水流调整
上升流态水流量必须调整到一个适当的数值，然而，这个设定值对机器运行并不是非常紧要的。适当的上升流态水量将使充足的湍流处于和保持物料本身在悬浮状态。额外的流量仅提供浮沉柱中额外的湍流，而且对机器运行可能会有害。使床层流化所必需的流量取决于具体应用，最好通过实验确定。
在TBS运行中供水是影响TBS运行效果的一项重要的技术参数，为使物料在分类器中保持必要的连续“紊流”状态，供水的水压必须保持稳定压力。由恒定的专用水源管道供水，管径应足够大以防由于摩擦产生大的压力损失。TBS连续生产需要的水量只能在对产品质量要求作详细研究后決定，这取于相应槽体面积的处理量及粒度范围。
同时供水必须安装流量计或显示器，以便显示上升水流的流速及压力。
4.4 密度设定
机器的分割点（SG50）和运行由适当的常常流动态床密度设定点的设定常规地进行调整。重要的是：这个密度设定点不是机器有效分割点的直接计数。在多数应用中，床密度设定点为1.20～1.30是适当的。这个设定将代表性地产生有效的分割点，范围为1.45～1.60。侵害点是由抽取适当的底流料样品和溢流料样品并进行适当的实验室分析来确定的。
5 结语
使用TBS干扰床分选机以来，TBS分选机内上升水流速度应该通过阿连区的自由沉降末速公式确定；灰分17%的粗煤泥经TBS分选机实验系统分选后四个粒级的精煤累计灰分均75%，当粗煤泥的实际分选密度为1.468～1.657之间时，可能偏差性为0.053～0.099。从而加大了精煤的洗选率，较少了废水外排，增加了企业经济效益，加大了环境保护。
关键词 粗煤泥；分选机；TBS；应用
中图分类号 TD942 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0168-02
1 工程概况
江西丰龙矿业有限责任公司石上矿井位于江西省丰城市境内。矿井设计年生产能力为90万，吨/年，并建造一座选煤能力为90万吨/年的现代化新型矿井。
其中使用在丰龙矿业公司选煤厂主厂房内的DSF系列粗煤泥分选机（TBS干扰床分选机）是利用成熟的“干扰沉降原理”和最新的流体力学成果“二次流原理”研制而成的高效粗煤泥分选设备，是一种利用上升水流在槽内产生紊流的干扰沉降分选机。设备槽体底部向上喷射的底水射流与从设备槽体上部下沉的入料煤泥水相遇碰撞，在槽体流态室内产生紊流自生介质床层；由于同粒级矿物颗粒密度的不同，其干扰沉降末速度存在差异的原理，不同密度的矿物颗粒在槽体流态室内的自生介质床层中产生干扰沉降时，低密度的矿物颗粒沉降末速度小，在自生介质床层中上升进入轻产物中，高密度的矿物颗粒沉降末速度大，在自生介质床层中下沉进入槽体底部的重产物中经排料阀排出，这样就完成了轻重产物的分离。集中于槽体底部的重颗粒通过塞阀排出，轻而细的颗粒通过溢流堰随大量水流收集到溢流槽。
2 TBS各个部件组成及作用
2.1 给料箱
入料箱位于设备顶部的中心位置，其作用是使物料能均匀地进入到煤泥分选机的流态室中。整个给料箱采用了比较特殊的耐磨材料作为内衬以防止磨损。
2.2 二次流插板（选装）
在机体上部精煤溢流区装有一系列的平行插板，每个板有相同的角度和间隔尺寸。其作用是可对干扰床分选机中的精煤泥进行二次分选并提高精煤的溢流能力。
2.3 流态干扰分选室
主要由柱形槽体组成，槽体底部布有一个布满冲孔并呈一定角度的布水板。通过布水板的外部上升水流与经入料井向下散开的入料相遇，形成流态化干扰自生介质床层，矿物颗粒在此室进行干扰沉降分选。
2.4 喷水底盘
喷水盘为夹层结构，外接循环水系统，内有多个喷嘴，可向上喷射较高压力的流态水进入干扰分选室。
2.5 伺服气动执行器
该机构由一组或几组伺服气缸和定位推进阀组成，每个伺服控制机构与底阀的推杆及陶瓷梭形阀门相连，该执行器主要通过电气比例阀直接接收来自就地控制器或工厂PLC的4～20mA的电流信号来调节气压信号大小，从而去推动气动推进阀的运动。伺服气缸的上下运动使锥形底阀与阀芯重合或离开，以打开或关闭阀门，从而向下排出底料。
每个执行器与球形阀门推杆及陶瓷梭形阀门相连，推进器向下运动使物离开陶瓷座以打开阀门。每个执行器都有人工控制装置以防备定位器失灵时可对推进器阀门进行人工调节。
2.6 探测器（密度计）
位于探测器底部的一个压力传感器可将紊流床层内部的静水力压力转换成为4～20mA的电流信号并将该信号传到工厂内的PLC，因此，床层内的任何密度变化都将产生一个4～20mA的信号去操作执行器。
2.7 控制阀（梭形阀门组件）
控制阀位于喷水盘底部，它是一个特殊设计的梭形阀体和阀门座，由特制耐磨陶瓷制成，梭形阀通过入料箱顶部的伺服气缸来控制。
2.8 电气比例阀
电气比例阀是一种将4～20mA电流信号转变成气压信号的一种电子设备，在TBS控制系统中电气比例阀直接接收来控制器（PLC）发出的4～20mA电流信号后转变成气压信号去驱动执行器的运动，从而去推动阀门的开启。
2.9 控制器（PLC）
控制器（PLC）是TBS控制系统的核心部分，它直接接收来自探测器4～20mA电流信号，经过编写程序，通过去处、分析后发出4～20mA电流信号给电气比例阀。
2.10 触摸屏
TBS控制系统中的触摸屏主要可以根据现场的一些特殊情况变化而可以做一些参数修改，调整保证TBS能正常运行，甚至进行手动控制。
2.11 紊流板
紊流板的作用是使上升水流均匀地分布于整个槽体内，每块紊流板带有计算数量的孔。
2.12 控制系统
分选入料的紊流床层的密度必须精确、持续稳定，密度由控制系统进行控制。TBS的控制系统包括探测器（密度计）、控制器（PLC）、觸摸屏、电磁比例阀和执行器，分选入料的紊流床层的密度必须精确、持续稳定，密度由控制系统进行控制。如前所述，紊流床层的密度是由浸入紊流槽内的探测器监测的。控制器会自动根据在触摸屏设置的一些等级及密度分段参数来对床层密度计所测得的实际密度与所需密度（控制器设定值）进行比较后产生一个补偿值，再由控制器（PLC）发出一个4～20mA的比例信号给电磁比例阀（ITV），电磁比例阀（ITV）在根据控制器发出的信号来调节气压信号给执行器，来控制球形阀门频繁启闭，从而使粗粒或重物料穿过阀门，保持床层密度的稳定。
3 工作原理
TBS是一种利用上升水流在槽体内产生紊流的干扰沉降分选设备。紊流被视为起密度介质的作用，它可把粒度小于一定直径（一般小于5mm）物料分为两个粒度级，或利用物料比重的不同来分选物粒。按预定压力和流速由泵打出的上升水流到压力箱，通过紊流板均匀地分布到TBS的底部。待选物料经入料管线自流进入流态分选室；煤泥在流态室中扩散沉降，在喷水底盘喷出的上升流态水作用下，形成一个自生干扰沉降介质场，使入料中的矿物颗粒在分选机中做干扰沉降运动，由于颗粒密度的不同，其干扰沉降速度存在差异，其分选过程主要取决于各种颗粒相对于上升水流的速度，沉降速度大于上升水流流速的粗而重的高密度颗粒集中于流态室的底部，逐渐在控制阀周围聚集；沉降速度小于上升水流流速的细而轻的低密度颗粒则流向流态室的上部，通过溢流堰到溢流器排出，粗重的物料通过由PID控制器及伺服气动机构控制的底阀排出。为使干扰床能有效地工作，必须使流态分选室中干扰床悬浮液的平均相对密度保持稳定。探测器中的压力传感器对流态分选室内的悬浮液密度进行不间断的监测，如果实际密度高，执行器就会使排料阀打开，排除底层中多余的物料，相反，如果实际密度低，控制系统将阻止底层中物料的排放。 探测器要浸入到紊流中相应的高度，用于对槽体内的物质密度进行不间断的监测。一旦床层的密度达到或超出预告的设定值，控制器即送出一个4～20mA的信号到气动执行器，气动执行器开启球形阀门排出物料直至床层密度降低再关闭阀门。气动执行器能在大于40mm范围内自由、平稳地运动，梭形阀门可任意定位。
4 调试
4.1 准备
1）将槽体内的废物清理干净。
2）将排水阀门全部打开，约五分钟的清水冲洗将确保TBS给水管及其它管路的焊渣、切割屑被冲走；冲洗完毕，关闭排水阀门并将冲洗门复位。
3）用触摸屏人工操作模式推动球形阀门推杆达到最大行程，此时阀门处于完全打开状态，检查确认梭形阀门与其阀门座有足够的间隙以使水流缓慢泄出（正常运行时使阀门处于全关闭位置，泄露出的水中不允许含有任何固体杂质）。
4）再将梭形阀门处于全关闭状态。
5）正确设置触摸屏上所需设置的等级参数并确认保存。
6）槽体空时控制器显示计数应为0.00，否则，应拆掉探测器头部螺帽并打开校准按钮，调节左边（或下边）的+或-号使读数为0.00，所有的探测器都应调零。将槽体充满水直到水流溢出，此时控制器的显示计数为1.00，如果显示读数不为1.00，首先应调整右边（或上边）的+或-号。所有探测器作同幅调整。
7）将控制系统设置为自动控制并确定运行。设定约1.30的设定值，准备调试。
4.2 操作
1）首先要通上电源及打开气泵，使控制系统有必需的电源和气压。
2）供给设备上升水流。
3）给TBS加入细粒煤。
4）紊流床层密度开始上升，执行器自动运行。
5）为迎合紊流层的移动性和达到产品数量质量的期望值，就要调整控制器的设定值及上升水流流速。
4.3 上升流态水流调整
上升流态水流量必须调整到一个适当的数值，然而，这个设定值对机器运行并不是非常紧要的。适当的上升流态水量将使充足的湍流处于和保持物料本身在悬浮状态。额外的流量仅提供浮沉柱中额外的湍流，而且对机器运行可能会有害。使床层流化所必需的流量取决于具体应用，最好通过实验确定。
在TBS运行中供水是影响TBS运行效果的一项重要的技术参数，为使物料在分类器中保持必要的连续“紊流”状态，供水的水压必须保持稳定压力。由恒定的专用水源管道供水，管径应足够大以防由于摩擦产生大的压力损失。TBS连续生产需要的水量只能在对产品质量要求作详细研究后決定，这取于相应槽体面积的处理量及粒度范围。
同时供水必须安装流量计或显示器，以便显示上升水流的流速及压力。
4.4 密度设定
机器的分割点（SG50）和运行由适当的常常流动态床密度设定点的设定常规地进行调整。重要的是：这个密度设定点不是机器有效分割点的直接计数。在多数应用中，床密度设定点为1.20～1.30是适当的。这个设定将代表性地产生有效的分割点，范围为1.45～1.60。侵害点是由抽取适当的底流料样品和溢流料样品并进行适当的实验室分析来确定的。
5 结语
使用TBS干扰床分选机以来，TBS分选机内上升水流速度应该通过阿连区的自由沉降末速公式确定；灰分17%的粗煤泥经TBS分选机实验系统分选后四个粒级的精煤累计灰分均75%，当粗煤泥的实际分选密度为1.468～1.657之间时，可能偏差性为0.053～0.099。从而加大了精煤的洗选率，较少了废水外排，增加了企业经济效益，加大了环境保护。