引言

山東兗州礦業(yè)集團(tuán)南屯煤礦選煤廠(chǎng)是我國(guó)最早實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的現(xiàn)代化選煤廠(chǎng)之一，于1989年正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年入洗能力180萬(wàn)t,經(jīng)過(guò)歷年來(lái)多次技術(shù)改造，現(xiàn)在實(shí)際入洗能力已達(dá)到300萬(wàn)t/a_o由于選煤過(guò)程中用水量大，產(chǎn)生大量煤泥水,為實(shí)現(xiàn)洗水循環(huán)利用，杜絕煤泥水外排污染環(huán)境，且煤泥水中的煤泥回收利用價(jià)值高，因此，必須實(shí)施煤泥水固液分離，實(shí)現(xiàn)煤泥全部回收，承擔(dān)這一環(huán)節(jié)的主要設(shè)備是壓濾機(jī)。由于選煤廠(chǎng)原設(shè)計(jì)使用的廂式XMZ500-1500/60型壓濾機(jī)不能滿(mǎn)足增容改造后洗煤生產(chǎn)的要求,因此在2008年南屯煤礦選煤廠(chǎng)對(duì)壓濾系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)改造,采用目前較為先進(jìn)的XZ-KG250/1500型自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)代替XMZ500-1500/60型壓濾機(jī)。

1自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)

自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)主要由自動(dòng)沖洗裝置、尾板、主梁、濾板組、間隔板、壓緊板、油缸、電機(jī)傳動(dòng)裝置、液壓泵站、PLC控制柜裝置等部件組成。XZKG250/1500型自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)是新開(kāi)發(fā)的壓濾機(jī)，該壓濾機(jī)過(guò)濾面積250m¹,濾板尺寸1500mmxl500mm,濾板塊數(shù)65塊，濾餅厚度45mm,濾室容積5.28n?,最大過(guò)濾壓力0.8MPa。

自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)是一種間歇性操作的加壓過(guò)濾設(shè)備。工作原理是通過(guò)液壓泵站提供動(dòng)力將濾板沿行走主梁合攏壓緊，使相鄰濾板間形成封閉濾室。然后啟動(dòng)入料泵將一定濃度的煤泥水以入料壓力從壓濾機(jī)尾端和壓緊板側(cè)面兩入料口給入各濾室，實(shí)現(xiàn)固液分離。煤泥在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液水透過(guò)濾布，從濾板的導(dǎo)水孔排至濾液水槽。入料完成后，再通過(guò)兩端入料管路通入高壓風(fēng)，使濾餅進(jìn)一步被擠壓脫水。最后，通過(guò)多次拉板快速卸料，濾餅由壓濾機(jī)下刮板輸送機(jī)運(yùn)至煤泥皮帶，這樣就完成了一個(gè)循環(huán)過(guò)程。使用沖洗過(guò)程時(shí)，把選擇開(kāi)關(guān)打至沖洗位置，開(kāi)啟水泵，根據(jù)沖洗水架和濾板一側(cè)安設(shè)的限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)濾板的逐一清洗。此設(shè)備適用于各種懸浮液的固液分離，適用范圍廣，分離效果好,操作方便，安全可靠，主要用于回收粒度小于0.5mm的細(xì)煤泥。

其工作過(guò)程分為壓濾過(guò)程和沖洗過(guò)程。使用壓濾過(guò)程時(shí)，首先把選擇開(kāi)關(guān)打至壓濾位置。壓濾過(guò)程分為：①啟動(dòng)泵站壓緊濾板；②啟動(dòng)入料泵壓濾脫水；③入料完成后自動(dòng)吹風(fēng)壓榨二次脫水；④分多次拉開(kāi)濾板自動(dòng)卸餅。工作流程見(jiàn)圖1~圖3。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

液壓裝置由壓緊頭板、液壓泵站和油缸組成。開(kāi)始?jí)壕o時(shí)，油泵電機(jī)帶動(dòng)柱塞油泵向油缸高壓腔供油,在油缸的作用下活塞桿前進(jìn)，將濾板壓緊。既縮短了壓緊時(shí)間，又提高了壓緊力，使壓緊板受力均勻，濾板邊緣密封性好、可靠。

壓濾脫水。該壓濾機(jī)分兩端同時(shí)入料，入料快，成餅均勻，各濾板受力更合理，不易損壞，并節(jié)約壓濾時(shí)間。該機(jī)除常規(guī)以人料泵壓力為脫水動(dòng)力外，還有高壓空氣二次脫水。通過(guò)入料管路可進(jìn)入高壓空氣吹風(fēng)，進(jìn)一步擠壓濾餅，脫除一部分濾餅水分并清理入料管路內(nèi)剩余煤泥水。高壓空氣二次脫水進(jìn)一步降低了波餅的水分，提高了壓濾機(jī)工作效率。

卸料。在壓濾機(jī)濾板之冋，濾板與壓緊頭板，濾板與拉板之冋均由一定長(zhǎng)度的圓環(huán)鏈連接.使相鄰濾板拉開(kāi)時(shí)保證其卸餅冋隔距離。當(dāng)開(kāi)始卸料時(shí)，每5塊濾板間隔1塊拉板，通過(guò)包動(dòng)拉板小車(chē)?yán)瓌?dòng)拉板，分多次連續(xù)同一方向拉開(kāi)濾板,濾餅掉落到刮板運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)走。濾板、拉板、壓緊板等通過(guò)鋼制滾輪在兩側(cè)軌道上運(yùn)行，為一次能拉開(kāi)多塊濾板創(chuàng)造了前提條件。

電氣控制。壓流機(jī)電氣控制主要有變頻器、可編程控制器、熱繼電器、斷路器、中間繼電器、接觸器、按鈕開(kāi)關(guān)及顯示屏組成。工作過(guò)程分為高壓卸荷、松開(kāi)、取板、拉板、壓緊、保壓和補(bǔ)壓等均釆用PLC控制，操作方便，運(yùn)行可靠。

自動(dòng)沖洗。該壓濾機(jī)沖洗系統(tǒng)可以全面有效地對(duì)濾布進(jìn)行沖洗，確保濾布表面干凈，大大降低了人工沖洗的勞動(dòng)強(qiáng)度、省時(shí)省力，同時(shí)減少了沖洗水的使用,有效保持了洗煤用水平衡。清洗機(jī)構(gòu)自動(dòng)操作，清洗快捷、徹底，自動(dòng)濾布沖刷系統(tǒng)利用高壓水近距離沖洗，克服了水壓損失;在高壓噴嘴四周裝有毛刷，可對(duì)濾布上的殘留物徹底刷洗并可防止水流噴濺。自動(dòng)濾布沖刷系統(tǒng)與拉板系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，可根據(jù)需要開(kāi)啟沖洗機(jī)構(gòu)，在正常拉板時(shí)沖洗機(jī)構(gòu)停在壓濾機(jī)頭部，不產(chǎn)生能耗并可節(jié)省操作空間。該系統(tǒng)運(yùn)用高壓水射流自動(dòng)清洗技術(shù)，有效延長(zhǎng)濾布使用壽命，同時(shí)對(duì)設(shè)備本體無(wú)損壞,延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。

2在南屯煤礦選煤廠(chǎng)的應(yīng)用

安裝自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)后,自動(dòng)沖洗壓波機(jī)(250m,)單臺(tái)處理員在24t/h,為原廂式壓濾機(jī)處理能力的3倍，有效提高了細(xì)煤泥回收能力。

月份	總板數(shù)	削餉 /h	影響時(shí)間/h	運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h	平均值 /(板/臺(tái)?h)
2009-02	1723	454	27	427	4.03
2009-03	700	186	15	171	4.09
合計(jì)	2423	640	42	598	4.06

XZKG250/1500型自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)于2008年12月12日投入使用,通過(guò)對(duì)2009年2—3月份的數(shù)據(jù)分析，處理煤泥1.45萬(wàn)t_。該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低,操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠。壓濾機(jī)采用高強(qiáng)度聚丙烯濾板，雙端入料方式，單亂壓緊濾板.濾板在拉開(kāi)時(shí)，濾餅根據(jù)濾板自動(dòng)擺動(dòng)可自行脫落，不用人

工卸餅。改造后細(xì)煤泥系統(tǒng)回收能力可達(dá)到24t/h以上，能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，回收的煤泥可直接從壓濾車(chē)間1118#皮帶輸送機(jī)供給電廠(chǎng)使用。由于XZ-KG250/1500型自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)釆用了PLC控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)壓緊、保壓、補(bǔ)壓、松開(kāi)拉板、自動(dòng)卸料、自動(dòng)沖洗濾板濾布等各道工序,而老式壓濾機(jī)則需人工進(jìn)行卸料，大大降低了人工卸餅的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了壓濾機(jī)的處理效率，改善了職工的工作環(huán)境，提高了自動(dòng)化水平，杜絕了因人為操作失誤造成的生產(chǎn)事故。

改造前,廂式壓濾機(jī)需要2人操作，改造為自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)后，只需要1人操作；自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)的每小時(shí)煤泥產(chǎn)量是廂式壓濾機(jī)的近3倍，極大降低了煤泥水處理時(shí)間,提高了工作效率,降低了循環(huán)水濃度，洗水濃度由300g/L以上降到100g/L以下，減少了設(shè)備及管路的磨損，解決了因洗水濃度過(guò)高而嚴(yán)重制約生產(chǎn)的各種問(wèn)題，完善了洗水循環(huán)系統(tǒng),改善了廠(chǎng)區(qū)和礦區(qū)形象，為洗出合格的二號(hào)精煤提供了可靠保證。

從自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)使用情況看出，該壓濾機(jī)節(jié)省人力和材料，運(yùn)行安全、平穩(wěn)、可靠、故障率低。按該壓濾機(jī)每天生產(chǎn)20h,每小時(shí)4個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)5t煤泥，每噸煤泥100元售價(jià)計(jì)算，壓濾機(jī)1個(gè)月生產(chǎn)的煤泥銷(xiāo)售收入為：20x4x5x30x100元=120萬(wàn)元,1年的銷(xiāo)售收入為：120萬(wàn)元X12=1440萬(wàn)元，該壓濾機(jī)設(shè)備及安裝投資合計(jì)100萬(wàn)元，1個(gè)月就可回收投資。

2.1使用過(guò)程中存在的問(wèn)題

由于XZKG250/1500型自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)電控系統(tǒng)及其工作程序?yàn)樯a(chǎn)廠(chǎng)家自主研發(fā)設(shè)計(jì)，未充分考慮我廠(chǎng)具體生產(chǎn)實(shí)際，缺乏針對(duì)性，故在設(shè)備調(diào)試及以后的生產(chǎn)過(guò)程中陸續(xù)暴露出不適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了該設(shè)備工藝作用的有效發(fā)揮,主要有以下幾個(gè)方面：

該壓濾機(jī)電控系統(tǒng)釆用壓力傳感方式(電接點(diǎn)壓力表)控制入料時(shí)間，由于管路阻塞等原因?qū)е聣毫鞲锌刂瓶煽啃宰儾?，造成壓濾機(jī)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，煤漿的固液分離狀態(tài)較難控制,有時(shí)出現(xiàn)過(guò)濾不充分或過(guò)度過(guò)濾的現(xiàn)象,甚至造成噴料，影響固液分離效果。

由于濾布透過(guò)性等原因，壓濾機(jī)人料剛開(kāi)始時(shí)排出的濾液水仍含有一定的固體物料，一定時(shí)間內(nèi)濾液水中固體含量較高，而后逐步變清、水量增大。含有固體物料的水與清水在排放管路中混合,使澄清的濾液水被二次污染，降低了快開(kāi)壓濾機(jī)固液分離效率。.

該設(shè)備原控制程序?yàn)樽詈笠淮卫逍读贤瓿芍?，刮板運(yùn)輸機(jī)輸岀點(diǎn)3立即斷電停車(chē)，由于快開(kāi)式壓濾機(jī)卸料方式為分段式一次性拉板卸料,卸料時(shí)間是舊機(jī)器的1/10,而刮板運(yùn)輸機(jī)鏈子較長(zhǎng),單趟為10.5m,運(yùn)行速度較慢2m/s,因此常常因?yàn)檩斔蜋C(jī)過(guò)早停車(chē)，刮板上物料尚未卸凈,刮板機(jī)內(nèi)發(fā)生積料、積水，等下一個(gè)循環(huán)卸料時(shí)，造成帶負(fù).荷開(kāi)車(chē)，產(chǎn)生過(guò)載保護(hù)而造成停車(chē)壓刮板運(yùn)輸機(jī)事故的發(fā)生，處理事故不但給職工帶來(lái)了很大的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還影響了正常生產(chǎn);另外此次增容改造共更換2臺(tái)壓濾機(jī),其下游共用一條皮帶輸送機(jī)，由于2臺(tái)壓濾機(jī)入料時(shí)間不同往往卸料同時(shí)進(jìn)行，物料過(guò)多，造成下料溜槽堵塞、刮板機(jī)拉壞、皮帶運(yùn)輸機(jī)物料掉落、皮帶機(jī)打滑等故障。

2.2改造方案

針對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的實(shí)際問(wèn)題,經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究、分析、試驗(yàn)，確定對(duì)X2KG250/1500型自動(dòng)沖洗快開(kāi)式高壓隔膜壓濾機(jī)電控系統(tǒng)及其工作程序?qū)嵤┘夹g(shù)改造，輸入/輸出分配表見(jiàn)表2。

2.2.1入料時(shí)間液位控制改造

生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，在入料壓力一定的情況下,其固液分離時(shí)間受煤漿濃度、粒度組成性質(zhì)及煤質(zhì)特性(粘度)等影響較大,設(shè)備不能自動(dòng)判斷介質(zhì)變化并根據(jù)介質(zhì)的變化自動(dòng)設(shè)置過(guò)濾時(shí)間參數(shù)，故而壓力控制失效。經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀(guān)察和認(rèn)真的分析得出:濾液水量的大小是固液分離產(chǎn)品成型過(guò)程的主要參數(shù)。為此我們根據(jù)這一參數(shù)的變化，設(shè)計(jì)了一個(gè)濾液水量檢測(cè)裝置。變被動(dòng)時(shí)間參量設(shè)置控制為斷流變參量延時(shí)智能控制，見(jiàn)圖4₀

從圖4可知,當(dāng)濾液水量小到一定程度時(shí)，檢測(cè)信號(hào)(電接點(diǎn)液位控制器:JDK-201/G型)傳輸給卩1￡的13.2端。這樣無(wú)論介質(zhì)如何變化濾液水量參數(shù)都不受其影響，它能夠全程檢測(cè)并發(fā)出正確信號(hào)實(shí)現(xiàn)固液分離過(guò)程自動(dòng)化控制。此時(shí)PLC的過(guò)濾時(shí)間參數(shù)值可設(shè)定很小,利用它起到微調(diào)作用，時(shí)間參數(shù)就變成了提高產(chǎn)品質(zhì)量的輔助手段。至此,壓濾機(jī)在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，煤漿的固液分離狀況就得到較好控制。

2.2.2濾液水自動(dòng)切換分離改造

為解決這一問(wèn)題,首先對(duì)濾液出水管路進(jìn)行改二次污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)有效分離,確保了濾液水質(zhì)量，有效提高了壓濾機(jī)固液分離效率，同時(shí)大大減少了下游環(huán)節(jié)管路磨損。

2.2.3刮板運(yùn)輸機(jī)延時(shí)停機(jī)和閉鎖改造

我們對(duì)原PLC的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行了改造,在原程序中增加一個(gè)定時(shí)器，使刮板運(yùn)輸機(jī)在壓濾機(jī)3次拉板之后，延時(shí)10s后(設(shè)定)再停車(chē);對(duì)PLC的刮板運(yùn)行信號(hào)反饋點(diǎn)13.4進(jìn)行了閉鎖保護(hù)，把刮板運(yùn)輸機(jī)和皮帶輸送機(jī)輔助常開(kāi)點(diǎn)進(jìn)行串接，然后反饋到PLC的輸入點(diǎn)13.4,實(shí)現(xiàn)3臺(tái)設(shè)備順序閉鎖，保證這3臺(tái)設(shè)備無(wú)論哪1臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題,都能使壓濾機(jī)立即停車(chē)，并在顯示器上作出故障指示。同時(shí)，在2臺(tái)壓濾機(jī)之間增加電氣閉鎖。

3結(jié)語(yǔ)

XZKG250/1500型自動(dòng)沖洗壓濾機(jī)在南屯煤礦選煤廠(chǎng)運(yùn)行表明，該機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)合理，具有自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備運(yùn)行安全、節(jié)省人力、運(yùn)行成本低、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，使用效果良好，雖然在使用過(guò)程中存在不適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的問(wèn)題，但是達(dá)到了預(yù)期的改造目的。改造后的煤泥水處理系統(tǒng),大幅度提高了煤泥水的處理能力,保證了洗精煤產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，給企業(yè)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

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