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    重大科技成果

    發布時間:
    2020/09/11 14:06
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    一、千萬噸級長焰煤洗選廠煤泥浮選機的開發與示范應用

    項目簡介

    研制出單槽容積90立方米自吸空氣機械攪拌式浮選機。礦漿處理能力22002800m3/h,單臺設備滿足千萬噸級長焰煤洗選廠煤泥浮選需要。通過解決低階煤浮選技術難題,攻克動力煤全粒級洗選技術瓶頸,將我公司浮選設備率先應用到動力煤洗選領域,為特大型浮選機的開發創造市場條件,為公司浮選機大型化、多元化持續發展贏得更大市場,為煤炭節能減排提供技術裝備支撐,帶動公司浮選技術水平整體提高,增強市場競爭力。項目獲得多個獎項。

    主要研究內容

    1)通過自吸氣機械攪拌式浮選機模擬放大方法,制定了相似準則,研發出容積90立方米浮選機及其系列化產品;

    2)發明了浮選產品灰分在線檢測方法,實現了浮選產品質量的自動調控;

    3)開發出可靈活變換浮選工藝的中礦箱,提高了設備對煤炭性質的適應性;

    4)開發出低階煤浮選技術與大型浮選機,實現了千萬噸級特大型長焰煤選煤廠煤泥的單機浮選提質。

    技術經濟指標

    該煤用自吸空氣機械攪拌式浮選機,用于千萬噸級長焰煤(動力煤)洗選廠煤泥的浮選,精煤灰分≤16%,可燃體回收率達到70%;礦漿處理量22002800m3/h;充氣速率≥0.8m3/(m2·min),充氣均勻系數≥80%。

    推廣應用情況

    該系列浮選機累計新增產值3973.06萬元,增加利潤404.30萬元,增加稅收271.92萬元,截止2018年底,實現收入總額為5851.26萬元,利稅合計995.73萬元。新技術提高了產品競爭力,目前公司XJM-S型浮選機市場占有率已超過70%。該成果已應用于我國各大煤炭企業,并出口到澳大利亞等國。

    二、高效高可靠性智能化篩分技術裝備

    項目簡介

    對國產大型振動篩存在的問題,開發出了自適應給料量的振動篩在線控制系統、強迫同步型激振器,采用聚脲彈性體噴涂技術、應用機械變形連接緊固技術,開發出一種新型篩箱結構的大型振動篩。

    技術特點

    1)采用多重徑向迷宮式密封與軸向特殊油封結構相結合,采用箱體整體噴濺式環路稀油潤滑方式,實現可靠的全新功能的箱式激振器潤滑密封結構;

    2)開發出一種自適應給料量的振動篩控制系統,該控制系統配置在振動篩上,能促使篩機根據給料量的變化實時在線調整振動強度,從而達到對物料高效篩分的目的;

    3)采用噴涂型聚氨酯在篩機關鍵部件進行噴涂防護,實現防護表面無縫覆蓋耐磨防腐材料,以提高篩機耐磨性能。

    技術經濟指標

    入料粒度:≤200mm,篩面面積:22m2,雙振幅:812mm,

    振動頻率:13.316.3Hz,振動方向角:45º。該種結構的篩機在同等強度的條件下,比以往同類型篩機重量可減小30%左右,每臺設備成本下降7萬元左右。

    推廣應用情況

    本項目成果已在國內兗礦集團、山西焦煤、晉煤集團、川煤集團、新汶礦業集團等企業及俄羅斯、蒙古、秘魯等國外市場推廣應用數量突破100臺,累計實現銷售收入6479.7萬元,實現利稅1824.5萬元。

    三、大型高效高頻煤泥脫水篩

    項目簡介

    適應我國選煤廠大型化發展的需求,基于國產高頻煤泥脫水篩產品規格小、可靠性低的技術現狀,針對我國選煤市場對大型高頻煤泥脫水篩以進口為主的局面,在公司研制的大型高頻振動篩的基礎上,采用動態優化設計、可靠性設計及分析技術等現代設計方法和實驗手段,進一步深入研究大型高頻振動篩的可靠性問題,開發一種強度及剛度較高的新型篩機結構,以解決國產大型高頻振動篩的可靠性問題。

    技術特點

    1)應用有限元分析技術、動應力測試技術以及靈敏度分析方法對高頻篩篩箱結構進行了優化設計。

    2)采用綜合評分分配法進行可靠性分配,借助故障模式與影響分析(FMEA)方法進行了系統可靠性或安全性的定性分析,建立了強迫同步型激振器可靠性梯度數學模型。

    3)基于傳動齒輪應力-強度分布干涉理論對齒輪優化設計,研究了目標函數、設計變量、約束條件等因素的影響,構建了強迫同步型箱式激振器齒輪多目標計算模型。

    技術經濟指標

    技術參數:雙振幅為35mm,工作頻率為16.521.5Hz,振動方向角為50±5º,兩側板對稱點振幅差≤0.5mm,橫向擺動≤1.0mm,軸承溫度≤75℃,空負荷噪聲≤85dB(A)。

    該種結構的篩機在同等強度的條件下,比以往同類型篩機重量可減小30%左右,每臺設備成本下降4萬元左右。

    廣應用情況

    本項目成果HFVB2448高頻振動篩于201608月開始在山西省靈石縣四方煤化有限責任公司進行工業性應用,用于精煤泥脫水?,F場應用表明:篩機運行平穩、噪音低,處理能力為4050/小時左右(篩縫尺寸0.35mm),出料水分為18.7%20.5%,滿足了用戶的需求。

    四、大型跳汰機技術與裝備

    項目簡介

    針對目前國內動力煤分選粒度上限高、粒度范圍寬、跳汰機工作可靠性差等問題,設計開發一種大型、高效、大處理量、高可靠性的跳汰機,滿足動力煤洗選廠要求的0120mm大粒級范圍原煤的入選要求,提高大型跳汰機可靠性。

    主要研究內容

    1)在SKT型跳汰機成果的基礎上,開發了無背壓軟接觸數控雙蓋板式風閥,大大提高了跳汰機脈動力;

    2)優化跳汰機機體導流板,采用三等分隔板排料道,保證了跳汰機床層脈動及排料均勻性;

    3)開發了跳汰機控制系統,建立操作庫,可根據不同煤質的原煤,選擇與之相適用的操作參數。

    技術經濟指標

    研制36m2大型跳汰機,滿足動力煤洗選廠要求的0120mm大粒級范圍原煤的入選要求,單機處理能力400800t/h,不完善度I1≤0.12,I2≤0.14,η92%。經現場工業性試驗驗證:處理量600t/h,不完善度I1=0.09,I2≤0.13數量效率η=92.65%;電磁閥、氣缸使用時間達到5000h以上,實際技術指標均滿足設計指標。

    推廣應用情況

    該系列跳汰機累計新增產值1730萬元,增加利潤432.5萬元,增加稅收179.2萬元,截止2018年底,實現收入總額為3510萬元,增加利潤877.5萬元,增加稅收349.5萬元。新技術提高了產品競爭力,目前公司大型SKT型跳汰機市場占有率已超過60%。根據市場需求和競爭態勢,預計以后年產值可增長到3000萬元。

    五、分選密度寬范圍在線調整重介旋流器及其可靠性研究

    項目簡介

    項目通過調整二段中心管的插入深度、二段錐角以及二段旋流器雙入料結構等不同技術形式實現了三產品重介質旋流器二段分選密度的寬范圍在線調整,范圍達±0.1g/cm3,打破了現有技術中通過調整中心溢流管、底流口調整二段分選密度的方法,突破了二段分選密度±0.03g/cm3的調整空間,同時緊密結合旋流器磨損機理,研制開發了高性能的新型復合陶瓷耐磨襯里,保證了大型重介質旋流器的可靠性。

    主要技術特點

    1)開發了三產品重介質旋流器二段中心管插入深度調整范圍≥350mm的較大范圍調整空間,實現了三產品重介旋流器二段分選密度的寬范圍在線調整,提高了分選精度;

    2)研制了三產品重介質旋流器二段雙入料方式,可實現較大幅度降低二段分選密度,滿足了三產品旋流器分選需求。

    3)研制了密度大、組織均勻、抗沖擊磨損性能高的新型復合陶瓷耐磨襯里,抗沖擊磨損性能提高2倍以上。

    主要技術經濟指標

    與國內外同類技術對比現主流技術

    序號

    主要技術性能指標

    現主流技術

    本項目成果

    1

    二段分選密度調整范圍/g/cm3)

    ±0.03

    ±0.1

    2

    耐磨襯里

    斷裂韌性/MPa·m1/2

    3.46

    3.77

    硬度/HV

    1940

    2667

    剪切強度/MPa

    18.9

    25

    沖蝕磨損/g

    10.3

    7.6

     

    項目成果實現了二段分選密度寬范圍在線調整技術,成功提高了重介質旋流器的使用時間,增強了產品的適應性、靈活性和可靠性,為用戶創造了顯著的經濟效益。

    成果推廣應用情況

    項目的成功研制,推動了我國三產品重介質旋流器在大型、高效、可靠性能上邁向更高的臺階;并隨著市場需求的變化,裝備型譜得到不斷擴充,極大的提高了公司產品的市場競爭力和市場占有率;同時為選煤裝備向高端技術發展提供了技術支撐,提高了重介質選煤技術及裝備的整體水平,應用前景廣闊。

    六、JX系列有壓兩產品重介質旋流器

    項目簡介

    目運用計算流體動力學技術與試驗研究相結合的方法,綜合分析旋流器分選影響因素,基于重介質旋流器內部流場的理論研究,優化重介質旋流器入料結構形式和參數,降低旋流器內部局部紊流,減小旋流器內部流場的偏心度,研制開發高效低能耗大處理量兩產品重介質旋流器,取代進口設備。

    主要技術內容:

    1)深入分析旋流器分選機理,運用計算流體動力學技術與試驗研究相結合,準確揭示重介質內部流場分布特性,建立旋流器內部能量損耗體系,為重介質旋流器高效節能技術開發提供理論依據;

    2)結合旋流器內部能量損耗特性及關鍵結構影響因素,為改善旋流器分選效果,節能降耗,利用計算流體動力學技術結合試驗研究,優化旋流器入料結構形式及參數,實現重介質旋流器高效、低能耗分選;

    3)利用相似放大原理,確定樣機的結構參數和工藝參數,完成工業樣機的試制及工業性試驗。

    4)項目成果的系列化設計及產業化。

    主要技術指標:

    項目成果JX系列有壓給料兩產品重介質旋流器具有:

    1)入料壓力低,較同規格傳統旋流器節能15%以上;

    2)單機處理能力大,較同規格傳統旋流器提高10%以上,系列化產品處理上限達850t/h;

    3)數量效率≥95%;

    4)分選精度Ep≤0.035g/cm3;

    5)項目成果以其低能耗、大處理量、高效分選特點,成功取代進口設備。

    推廣應用情況

    項目成果自2014年研制成功后已成功實現產品系列化和產業化,項目技術成果因其對原煤適用性強、處理量大、能耗低、分選精度高、數量效率高、使用時間長等顯著優勢受到廣大用戶的青睞,被大量應用于新建廠和老廠的改造,帶動公司選煤產業新增銷售額上億元。目前,該系列產品已在陜西神木新窯、神木黑龍溝、山西等數十座重介質選煤廠投入使用,單機處理能力上限可達850t/h。應用表明:該系列旋流器入料壓力低,節能15%以上,數量效率≥95%,分選精度Ep≤0.035g/cm3。

    七、千萬噸級露天破碎系統關鍵技術研究

    項目簡介

    我國大型露天煤礦多分布在東北、西北等地區,冬季氣溫達到-30℃,露天煤礦開采的特大凍塊物料硬度高、韌性強,難以破碎,對露天破碎系統的可靠性及處理能力要求更高。為了盡快實現技術升級改造的需求,多數企業從國外引進大型破碎系統,其價格昂貴,嚴重制約了煤炭工業的發展。針對上述技術難題,通過自主創新,實現了高寒地區大型露天破碎系統的國產化,改變了我國大型露天破碎系統依賴進口的局面。

    主要技術創新

    1)提出了低轉速、大扭矩的分級破碎設計理論,基于Griffith斷裂理論,闡明了加載速率、破碎力、產品粒度等主要參數間交互影響規律。

    2)研制了重型板式給料系統大寬度抗沖擊圓弧搭接式鏈板,顯著提高了系統抗大塊物料沖擊能力;排料粒度偏心剛性調節機構,實現了大型露天破碎系統產品粒度的寬幅可調。

    3)研發了具有優良綜合力學性能的低合金高強耐磨材料,提高了破碎齒的強度和耐磨性能;發明了楔形座式可更換破碎齒,結構穩定可靠,易于維護。

    4)開發了高可靠性智能控制、保護系統及自動移位系統,具有故障預警、實時監測、堵轉保護等多項功能,可實現破碎裝備快速移位,保障了大型露天破碎系統的運行可靠性。

    5)研制出防凍脹料倉,開發出具備實時監測、智能分析功能的大電流熱融冰系統,保證了系統在低溫露天環境下的可靠運行。

    主要技術經濟指標

    本項目成果在新疆宜化、神華寧煤大峰、內蒙古意隆、內蒙古包鋼鋼聯、神華寶日本希勒等露天礦得到推廣應用。大型露天破碎系統處理能力達到3000t/h,入料粒度01500mm,出料粒度0300mm,破碎強度250MPa。系統應用于高寒地區(-30℃)露天煤礦破碎作業,實現了在大處理能力和高破碎強度下的可靠、穩定運行。

    推廣應用情況

    該成果總體技術在低溫措施、高可靠性智能保護技術方面水平先進。本項目成功打破了多年來外資分級破碎裝備在中國的壟斷地位,帶動了行業技術的創新發展,促進了煤礦大型裝備的科技進步。該成果已先后在寧夏、內蒙、新疆等10多個煤炭主產區進行了推廣應用,經濟社會效益顯著。

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