單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)在柳灣煤礦選煤廠的應(yīng)用

王衛(wèi)星

(汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司煤質(zhì)處，山西 介休 032000)

山西焦煤集團(tuán)柳灣煤礦選煤廠位于山西省呂梁地區(qū)孝義市西南約25 km，為礦井型選煤廠，設(shè)計(jì)能力為380 萬(wàn)t/a，下設(shè)2個(gè)生產(chǎn)車間，其中一車間設(shè)計(jì)能力為180 萬(wàn)t/a，二車間設(shè)計(jì)能力為200 萬(wàn)t/a。生產(chǎn)工藝均為：有壓脫泥三產(chǎn)品重介分選+TBS粗煤泥分選+浮選，50～1 mm粒級(jí)采用有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，1～0.25 mm粒級(jí)采用TBS粗煤泥分選機(jī)分選，0.25～0 mm粒級(jí)采用浮選分選，選后產(chǎn)品壓濾機(jī)脫水。

1 壓濾機(jī)的改造

柳灣煤礦選煤廠由于原煤中末煤含量較高，浮選精煤占精煤產(chǎn)品總產(chǎn)率的25%左右，使用現(xiàn)快開(kāi)式壓濾機(jī)處理后，浮選精煤濾餅水分高達(dá)26%～28%，導(dǎo)致最終精煤產(chǎn)品水分偏高。為解決上述問(wèn)題，在一車間引入1臺(tái)單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)，以提高壓濾機(jī)的脫水效果，解決最終精煤產(chǎn)品水分偏高問(wèn)題[1]。

2 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)特征

單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)由4大部分組成：機(jī)架部分、過(guò)濾部分、液壓部分和電器控制部分。其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

1—止推板；2—主梁；3壓緊板；4—自動(dòng)拉板系統(tǒng)；5—機(jī)座；6—電柜；7—油缸；8—液壓系統(tǒng)；9—進(jìn)料連接口；10—反吹連接口；11—濾液排放及洗滌進(jìn)水和濾餅風(fēng)干進(jìn)風(fēng)連接口；12—濾液排放及洗滌出水和濾餅風(fēng)干出液排放連接口；13—翻板出液口；14—翻板；15—防腐板；16—進(jìn)料A板；17—密封B板；18—濾布圖1 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意

(1)單室進(jìn)料空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)制造，拉板電機(jī)采用變頻電機(jī)，結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全可靠。該壓濾機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)濾板壓緊、過(guò)濾、反吹、濾餅風(fēng)干、濾板松開(kāi)、卸料等各道工序的自動(dòng)化控制(以上功能可根據(jù)具體工藝要求進(jìn)行增減)。該機(jī)還可以配置隔膜板，過(guò)濾后通過(guò)水壓改變?yōu)V室容積，對(duì)濾餅進(jìn)行壓榨，進(jìn)一步降低濾餅含水率[2，3]。

(2)機(jī)架是整套設(shè)備的基礎(chǔ)，它主要用于支撐過(guò)濾機(jī)構(gòu)，由止推板、壓緊板、機(jī)座、油缸體和主梁等連接組成。支撐過(guò)濾機(jī)構(gòu)的主梁材質(zhì)為Q345橋梁鋼，用埋弧焊焊接成形。具有耐腐蝕、抗拉強(qiáng)度大、抗沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)，可確保使用安全、穩(wěn)定，可滿足高壓力濾板的使用要求，具有抗側(cè)彎能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度大、機(jī)械性能良好的特點(diǎn)，徹底解決了壓濾機(jī)主梁變形的問(wèn)題。止推板、壓緊板和機(jī)座均采用優(yōu)質(zhì)Q345B中板焊接而成，而油缸體采用27SiMn無(wú)縫鋼管加工制造，機(jī)械性能良好?；钊麠U材質(zhì)為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理后外鍍0.06硬鉻，密封圈用四氟銅加工制作，機(jī)械性能優(yōu)良。

(3)過(guò)濾部分由整齊排列在主梁上的濾板(廂式板、隔膜板)和板與板之間的濾布所組成。過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾漿在進(jìn)料泵的推動(dòng)下，經(jīng)止推板上的分料口向每個(gè)濾室均勻分料，濾漿借助輸料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行固液分離，由于過(guò)濾介質(zhì)(濾布)的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液由排液通道排出。該機(jī)具有獨(dú)特的吹風(fēng)功能，通過(guò)對(duì)每個(gè)單獨(dú)封閉濾餅進(jìn)行空氣穿流風(fēng)干，更進(jìn)一步有效地降低濾餅含水率。對(duì)于粘性大、顆粒細(xì)、細(xì)胞內(nèi)水分高的物料，可通過(guò)隔膜濾板的鼓膜功能(由壓榨管道向隔膜濾板中注入高壓水)壓榨濾餅，進(jìn)一步降低濾餅含水率。

3 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)工作原理

煤泥經(jīng)濾室過(guò)濾、高壓風(fēng)反吹、角吹、拉板卸料來(lái)實(shí)現(xiàn)有效回收。

(1)濾板組壓緊密閉。壓緊油缸由液壓泵站供油，油缸體上的活塞桿推動(dòng)壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板組壓緊密閉形成緊密濾室，以保證帶有一定壓力的煤漿在濾室內(nèi)進(jìn)行加壓過(guò)濾。

(2)進(jìn)料過(guò)濾。煤漿由泵高壓注入壓濾機(jī)緊密濾室，并逐漸填滿濾腔室，由于濾布的作用，進(jìn)料壓力使濾腔室煤泥中的水穿過(guò)濾布，煤泥顆粒被濾布截留形成濾餅[4]。

(3)反吹。關(guān)閉進(jìn)料閥門，向?yàn)V室內(nèi)注入空氣，通過(guò)鼓張隔膜變形產(chǎn)生的壓力來(lái)破壞煤泥顆粒間形成的拱橋，最大限度地?cái)D出濾餅中固體顆粒間殘余液體，使濾餅的水分降低。

(4)角吹。從入料端注入高壓空氣，將入料管道與濾板組件中的液體強(qiáng)力反吹到入料桶中，防止因入料管道堵塞，導(dǎo)致未經(jīng)過(guò)濾的液體進(jìn)入卸料系統(tǒng)。

(5)拉板卸料。鏈條帶動(dòng)拉板拉開(kāi)，濾餅自動(dòng)卸下。

4 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)技術(shù)參數(shù)

單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)技術(shù)參數(shù)

5 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

與普通壓濾機(jī)相比，單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)具有如下特點(diǎn)：

(1)自動(dòng)運(yùn)行及檢測(cè)功能。采用觸摸屏PLC集中智能控制的人機(jī)文本操作界面。液壓泵站、拉板系統(tǒng)、管路閥門開(kāi)關(guān)等如有異常，立即在顯示屏上報(bào)警。保障了整個(gè)壓濾機(jī)運(yùn)行安全、可靠。信息顯示在觸摸屏上，為崗位操作人員判斷故障位置、迅速解決故障提供了幫助。

(2)雙端口入料方式，角吹、自動(dòng)反吹設(shè)計(jì)，有效降低了濾餅水分。

(3)自動(dòng)保壓系統(tǒng)液壓元器件及主控制閥件采用可靠產(chǎn)品，保證了壓濾機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，使壓濾機(jī)操作方便、運(yùn)行靈活、安全可靠，無(wú)故障運(yùn)行，無(wú)滲漏現(xiàn)象。

(4)濾板采用無(wú)堿聚丙烯材質(zhì)，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

6 單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)應(yīng)用效果

生產(chǎn)實(shí)踐表明，該設(shè)備性能穩(wěn)定，系統(tǒng)靈活、可靠，產(chǎn)品水分明顯降低，運(yùn)行效果很好。單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)與原KMGZ350-2000U型壓濾機(jī)及GPJ-96加壓過(guò)濾機(jī)的應(yīng)用效果對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 脫水設(shè)備對(duì)比

分析表2可知：

(1)采用高壓風(fēng)二次反吹、一次角吹，濾餅顆粒間游離水被擠出，濾板組件間不再帶有泥漿，濾餅水分達(dá) 22% 左右，比原壓濾機(jī)降低了5個(gè)百分點(diǎn)。

(2)濾餅水分低，并且不粘濾布，拉板即卸料，上料到卸料可以實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化，無(wú)需人工評(píng)經(jīng)驗(yàn)去判斷濾液水出量大小，判斷成板時(shí)間，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了崗位人員，從上料到卸料時(shí)間比原壓濾機(jī)縮短3 min[5]。

(3)煤泥回收能力達(dá)到 8.5 t/h，單臺(tái)壓濾機(jī)處理能力是原來(lái)的 1.37 倍，增加了處理能力。

(4)機(jī)組設(shè)置合理，故障判斷及濾布更換時(shí)間比原壓濾機(jī)縮短50%。

7 效益分析

單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)投入使用以來(lái)，綜合精煤水分降低5個(gè)百分點(diǎn)，按照全年一車間生產(chǎn)精煤60萬(wàn)t計(jì)算，折合含水分無(wú)效運(yùn)輸3萬(wàn)t，每噸運(yùn)費(fèi)年平均185元，每年可節(jié)約550萬(wàn)元，單班作業(yè)減少1名操作人員，年節(jié)約工資25萬(wàn)元左右。

8 結(jié) 語(yǔ)

柳灣煤礦選煤廠在單室進(jìn)料空氣穿流壓濾機(jī)應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)影響其脫水效果的因素，不斷探索和完善工藝操作程序，加強(qiáng)對(duì)壓濾機(jī)的維護(hù)和管理，充分發(fā)揮其脫水功效，使其在降低精煤水分、增加經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮了重要作用。