快開(kāi)壓濾機(jī)在洗選煤中的應(yīng)用

高 飛

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司營(yíng)運(yùn)分公司， 山西 介休 032000）

引言

近年來(lái)，煤泥含量隨著入選原煤煤質(zhì)的變差而表現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，原有的板框式壓濾機(jī)已無(wú)法滿足節(jié)水節(jié)能相關(guān)要求，并且維修成本高且工作效率低等問(wèn)題日益顯露，造產(chǎn)水質(zhì)超標(biāo)的情況屢屢發(fā)生。國(guó)產(chǎn)壓濾技術(shù)的發(fā)展以及國(guó)外壓濾技術(shù)的引進(jìn)使得快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)因具備自動(dòng)化程度高、設(shè)備集約化和產(chǎn)品水分低等特點(diǎn)得到了充分的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。據(jù)此，某洗煤廠為擴(kuò)大生產(chǎn)、提升洗煤質(zhì)量對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造并引入了KMZG450/2000-U型快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)。

1 壓濾機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題簡(jiǎn)介

1）工作效率低。板框壓濾機(jī)為一端入料，過(guò)濾脫水加壓僅為入料泵。質(zhì)量濃度為380 g/L的過(guò)濾煤漿體其過(guò)濾時(shí)間約為60 min，而人工逐塊卸料為成型濾餅的主要方式，人工卸料操作強(qiáng)度高，單機(jī)工作和人工單板卸料時(shí)間分別為2 h和1 h，工作效率滿足不了生產(chǎn)要求[1]。

2）濾餅含水量高。拉梁作為壓濾機(jī)框架的主要部件極易在使用過(guò)程出現(xiàn)裂縫，而對(duì)拉梁的更換存在施工周期長(zhǎng)、作業(yè)量大、配件費(fèi)用高等特點(diǎn)，通常對(duì)于裂縫較少的鋼板采用一定厚度鋼板進(jìn)行補(bǔ)焊加固。實(shí)測(cè)顯示，壓濾機(jī)頂板上限在加固后續(xù)降低約16 MPa，因此引起濾餅含水量增加約30%并顯著相抵脫水效果，對(duì)下級(jí)煤泥干燥生產(chǎn)造成極為不利的影響。

3）處理量低。洗煤廠煤泥含量隨著原煤入選量的提高而不斷增大，原板框壓濾機(jī)洗煤處理量5 t/h已無(wú)法滿足洗煤有關(guān)需求。

4）維護(hù)成本高。對(duì)于出現(xiàn)較大裂縫的拉梁，更換拉梁每根約3萬(wàn)元且維護(hù)配件費(fèi)用較高。因設(shè)備長(zhǎng)期工作，各類閥件、油馬達(dá)等故障率較高，每年維護(hù)成本約為12萬(wàn)元[2]。

2 KMZG450/2000-U快開(kāi)式隔膜濾機(jī)

2.1 技術(shù)參數(shù)

該壓濾機(jī)主要有PLC控制柜、液壓站、機(jī)架以及濾板等部分組成，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

KMZG450/2000-U快開(kāi)式隔膜濾機(jī)是一種能夠在生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)完成松開(kāi)、壓緊、保補(bǔ)壓及拉板等多道供需的間歇性壓濾設(shè)備，主要有由機(jī)架、過(guò)濾、液壓、卸料和電氣控制組成的集機(jī)、電、液一體化設(shè)備，如圖1所示。

1）機(jī)架機(jī)構(gòu)。機(jī)架作為過(guò)濾機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)整套設(shè)備發(fā)揮基礎(chǔ)作用，主要由主梁、機(jī)座、止推板、油缸和壓緊機(jī)等組成，其中主梁具有抗拉強(qiáng)度大、抗彎能力強(qiáng)以及機(jī)械性能良好等優(yōu)點(diǎn)可對(duì)有效避免拉梁變形以及裂縫的出現(xiàn)。

圖1 壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2）過(guò)濾機(jī)構(gòu)。按照一定規(guī)則排列在主梁上的濾板、配板以及濾布為該機(jī)構(gòu)部位的主要部件，其中煤泥濾室是由隔膜板和配板兩種濾板按照間隔順序進(jìn)行排列而組成的。濾板為新型材質(zhì)具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、配件成本低等特性；濾布與濾板接觸面光滑在洗煤過(guò)程中可有效降低劃破、磨損出現(xiàn)的概率；采用尾板和頭板兩端入料方式，因此在過(guò)濾初期可有效降低過(guò)濾時(shí)間；向隔膜板通入0.8～1.0 MPa的氣流并因此可形成再次壓榨，有效降低濾餅含水率為18%以下具有顯著的脫水效果[3-4]。

3）液壓機(jī)構(gòu)。主機(jī)完成松開(kāi)、壓緊的動(dòng)力裝置即為壓濾機(jī)的液壓部位，其他元件和氣泵等在電氣系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能操作。

4）卸料機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)軸、鏈輪以及減速電機(jī)為該部位的主要元件并由電氣控制系統(tǒng)完成操作。壓緊板、機(jī)座等結(jié)構(gòu)之間的焊接為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，具有較好的機(jī)械性能，過(guò)濾機(jī)調(diào)速方式為拉板電機(jī)變頻方式，單板人工卸料和單機(jī)工作循環(huán)時(shí)間約為5 min和20 min，卸料和工作效率顯著提高。

2.3 工作原理

設(shè)備啟動(dòng)時(shí)液壓油進(jìn)入液壓缸而活塞桿在動(dòng)力作用下推動(dòng)頭板并使得濾布和濾板壓緊，濾漿在入料泵的推動(dòng)下進(jìn)入相鄰濾板所形成密封濾室內(nèi)，對(duì)懸浮液可利用入料壓力進(jìn)行固、液分離，固體形成濾餅而濾液被排除。然后在進(jìn)氣口通入壓縮空氣并對(duì)濾餅進(jìn)一步的壓榨降低水分，快速拉板機(jī)在濾板松開(kāi)后以此拉開(kāi)各組濾板并進(jìn)行卸料，據(jù)此完成一個(gè)壓濾循環(huán)[5]。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 應(yīng)用效果

1）脫水效率。KMZG450/2000-U快開(kāi)式隔膜濾機(jī)不僅在煤漿吹風(fēng)、壓榨等工序進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，而且在濾板排列和設(shè)計(jì)上突出了傳統(tǒng)概念。濾板材質(zhì)光滑質(zhì)地良好可有效降低濾布的磨損和劃傷概率。向隔膜板和入料板通入氣流可顯著節(jié)約過(guò)濾時(shí)間降低濾餅壓榨含水率，顯著提高脫水效果。

2）自動(dòng)化程度。壓濾機(jī)PLC控制系統(tǒng)可對(duì)外部設(shè)備工序進(jìn)行銜接控制，通過(guò)中間繼電器、接近開(kāi)關(guān)以及傳感器的鏈接可實(shí)現(xiàn)鏈接、自動(dòng)和就地三種工作模式具有較高的自動(dòng)化。由24 V變壓器對(duì)電磁閥線圈、接近開(kāi)關(guān)和外部傳感器進(jìn)行供電具有檢修安全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，其他電器元件和液壓元件均為名牌廠家生產(chǎn)，其安全適用性和互換性能較強(qiáng)，可靠性高。壓濾機(jī)入料泵采用機(jī)械+副葉輪密封具有耐磨、無(wú)泄漏和高效等特征。

3）操作性能。滾輪內(nèi)置軸承設(shè)計(jì)在壓濾板兩側(cè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。分段設(shè)計(jì)濾板并在滾輪安裝小鏈可對(duì)多塊濾板實(shí)現(xiàn)一次開(kāi)拉其中濾板間距決定小鏈長(zhǎng)度；利用濾板拉動(dòng)時(shí)的晃動(dòng)和慣性實(shí)現(xiàn)濾餅的自行脫落，不僅可有效降低人工卸料事故概率而且大大節(jié)約了卸料時(shí)間。

4）工作效率。該壓濾機(jī)正常工作循環(huán)時(shí)間為20 min左右其煤泥臺(tái)處理量高達(dá)25 t/g，壓料效率相對(duì)于板框式壓濾機(jī)顯著提高4倍以上。不僅可節(jié)省洗煤廠房空間位置，而且可降低投入維修費(fèi)用，設(shè)備具有更高的使用價(jià)值。

3.2 經(jīng)濟(jì)效果

在保證正常生產(chǎn)的情況下采用3臺(tái)KMZG450/2000-U設(shè)備替代原有的5套板框式壓濾機(jī)，一次性降低成本投入約2 000萬(wàn)元。系統(tǒng)升級(jí)后不僅可徹底規(guī)避因先前設(shè)備拉梁裂縫存在的安全隱患，而且設(shè)備臺(tái)班相對(duì)于原系統(tǒng)降低了5臺(tái)，減少3名人工成本開(kāi)展每年約15萬(wàn)元；不僅解決了原設(shè)備維護(hù)量大、維修成本率和設(shè)備故障率高的問(wèn)題，而且可降低設(shè)備維檢費(fèi)每年約12萬(wàn)元。較高的自動(dòng)化水平不僅充分發(fā)揮了設(shè)備的技術(shù)有點(diǎn)，而且優(yōu)化了煤泥回收系統(tǒng)使得循環(huán)水質(zhì)量濃度降低至8 g/L以下確保了水質(zhì)達(dá)標(biāo)；系統(tǒng)的升級(jí)和改善不僅提高了精煤產(chǎn)率約0.3%，而且顯著降低了介耗率10%左右，因此創(chuàng)效超過(guò)千萬(wàn)元[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

KMZG450/2000-U快開(kāi)式隔膜濾機(jī)作為洗煤廠的理想設(shè)備，不僅具有投資回收期短、自動(dòng)化程度高、設(shè)備故障率低以及脫水效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且在洗煤廠系統(tǒng)升級(jí)后精簡(jiǎn)設(shè)備，提高壓料效率約4倍，在節(jié)省了洗煤廠廠房空間的同時(shí)充分發(fā)揮了煤泥回收系統(tǒng)設(shè)備性能。