馬頭選煤廠尾煤壓濾機濾液的重復利用

陳震，張景

(冀中能源峰峰集團 馬頭洗選廠， 河北 邯鄲 056045)

0 引言

馬頭洗選廠是冀中能源峰峰集團的主力選煤廠，經過近年來的多次技術改造，現有的生產工藝為不脫泥無壓三產品重介質旋流器+直接浮選+尾煤壓濾。目前，馬頭洗選廠浮選尾煤的處理流程如圖1所示。浮選尾煤自流進2臺直徑1 050 mm的深錐濃縮機中進行濃縮，深錐濃縮機底流經濃縮分級后分別成為中煤產品和二段耙式濃縮機入料；深錐濃縮機溢流進入二段耙式濃縮機濃縮，二段耙式濃縮機底流經壓濾工段4臺尾煤壓濾機脫水后成為尾煤泥產品，尾煤壓濾機濾液自流入壓濾工段濾液池后，通過泵打入二段耙式濃縮機濃縮；二段耙式濃縮機溢流重新回到生產系統用作循環水。

圖1 馬頭洗選廠浮選尾煤的處理流程

1 改造原因

馬頭洗選廠生產系統白天一般有8 h以上的檢修時間，尾煤壓濾工段則為全天生產，以降低二段耙式濃縮機內的物料濃度。壓濾工段4臺尾煤壓濾機均各自配備一臺渣漿泵用來提供入料，其中2臺渣漿泵軸封采用機械密封，另外2臺采用壓緊填料密封。此前使用冷卻水取自工段廠房周邊的自備水源井，受其他因素影響該水源井已于一年前停止使用。目前使用的冷卻水水源來自生產系統廠房附近的478#泵。

478#泵距壓濾工段較遠，且生產系統停車期間478#泵僅用于壓濾工段渣漿泵盤根、機封冷卻水與壓濾工段及周邊的清掃衛生用水和環保用水。其中冷卻水使用量較小，壓濾工段周邊環保用水并不是完全在固定時間開啟。尾煤壓濾機打料時間較長，4臺尾煤壓濾機間隔卸料打車，任意時段至少有一臺尾煤壓濾機的入料泵處于開啟狀態，為保證冷卻水的供應，478#泵幾乎需要全天24 h保持常開狀態，如出現478#泵的故障會造成壓濾工段尾煤壓濾機入料泵不能開啟，生產系統中的二段耙式濃縮機底流濃度無法及時排出脫水，嚴重時會造成二段濃縮機底流往事故池排放或二段濃縮機澄清效果變差、溢流濃度升高，不僅會制約正常生產，還有可能造成環保事故[1-2]。

為在不影響壓濾工段正常生產，降低478#泵開啟時間的同時提高循環水的利用率，馬頭洗選廠通過技術手段與管理手段完成了對壓濾工段尾煤壓濾機濾液的改造。

2 實施方案

2.1 濾液槽的改造

尾煤壓濾機在卸料時，尾煤煤餅因含有絮凝劑成分的原因會造成黏度偏大，易粘在濾布上不易掉落，小車在取拉板過程中，會造成濾餅脫落時受力不均，濾餅邊角易被濾液槽槽體鐵板割斷，掉落至濾液槽中。不僅會污染濾液，而且增加了清理難度。如何確保尾煤煤餅不掉入濾液槽內成為本次改造的第一個問題。經過現場觀察與測量，對濾液槽進行了一定的改造，具體改造對比圖如圖2和圖3所示。尾煤濾餅從濾板間掉落，在確保濾液槽高度合適的情況下，在濾液槽靠近濾板一側的濾液槽體頂端，呈水平45°角焊接與濾液槽長度相同的擋煤鐵板，鐵板高度在不影響濾液咀移動的前提下貼近濾液咀內角，等于直接加大了濾餅掉落的溜槽入口的面積，可以有效地確保濾餅不掉落至下料溜槽內[3-4]。

1-濾板；2-濾液槽槽體；3-濾液槽；4-濾液咀；5-下料溜槽。圖2 濾液槽改造前結構示意圖

1-濾板；2-濾液槽槽體；3-濾液槽；4-濾液咀； 5-下料溜槽；6-擋煤鐵板。圖3 濾液槽改造后結構示意圖

2.2 濾液清濁水分離改造

啟用壓濾工段原有廢棄75 m3清水池，回收清水來源初定南側2臺625#和626#尾煤壓濾機濾液，其管道高度高，能保證濾液自流至清水池。原有進濾液的地漏水引進地溝中，清水濁水分離改造增設一個三通管道，并于清水、濁水管道分支各增設一個電動閘門。其中清水管道增加的電動閘門，控制濾液清水進清水池；濁水管道增加的電動閘門，控制濾液進入濾液池。

如何盡可能減少進清水池的濾液濃度成為本次改造的難點。尾煤壓濾機的濾液跑黑水是由濾布破損以及剛入料階段極細顆粒透過濾布進入濾液引起的。因此，必須使濾布破損以及剛打料階段的濾液不進入清水池，才可達到本次改造的目標。

為減少剛入料階段極細顆粒進入濾液，造成進清水池濾液濃度偏高，馬頭洗選廠設計了一套自動控制程序，在自動控制時，625#和626#中任意一臺壓濾機給料泵的運行信號都會將清水管道的電動閘門關閉，并將濁水管道的閘門開啟；同時會觸發時間繼電器，時間繼電器達到預定時間后自動動作，去濾液池電動閘門自動關閉，去清水池電動閘門自動打開，濾液開始進入清水池，時間繼電器的延時時間可根據實際生產情況靈活調整，一般情況下維持不變。

一般情況下，濾布破損后為保證打車的正常進行，往往在下一個打車循環前才進行更換，這樣會造成破損濾布處的濾板濾液在當前循環中長時間跑黑水。通過電氣改造實現濾液水走向控制的自動/手動控制方式的切換。濾液根據信號自動控制濾液走向，在出現濾布破損濾液跑黑水時可將控制模式切換為手動控制，由崗位司機控制濾液走向。

操作流程圖如圖4所示。

圖4 操作流程

改造后操作界面如圖5所示。

圖5 濾液清濁水分離操作界面

2.3 壓濾工段水系統改造

改造前，478#通過近千米的管道輸送清水至壓濾工段附近，供壓濾工段泵的冷卻用水、清掃衛生用水，以及洗車機、噴淋、霧炮等環保設施用水。其中壓濾工段產生的廢水與尾煤壓濾機濾液一同進入壓濾工段廠房內部的濾液池，并通過泵打入二段耙式濃縮機中。壓濾工段改造前的水系統流程如圖6所示。

圖6 改造前壓濾工段水系統流程

改造后，壓濾工段濾液的清濁水分離已經可以實現，濾液清水進入清水池中，可以供給壓濾工段渣漿泵軸封冷卻用水、清掃衛生用水、進出廠洗車機用水、噴淋霧炮降塵用水，清水池的溢流進入壓濾工段廠房內的地溝中，通過有根據液位自動啟停功能的掃地泵打入濾液池中，同時仍保證478#清水泵能夠用于壓濾工段水系統的臨時補水；濾液濁水進入濾液池中，與通過地溝、集水池收集后經掃地泵回收的渣漿泵軸封冷卻廢水、清掃衛生廢水、進出廠洗車機廢水一同進入濾液池中，最終返回濃縮機中重新澄清。改造后壓濾工段水系統流程圖如圖7所示。

圖7 改造后壓濾工段水系統流程

3 效益分析

濾液槽安裝斜擋煤板的改造有效地解決了尾煤壓濾機在卸料過程中，煤餅易被濾液槽體鐵板切割后掉入濾液槽的問題，降低了職工清理濾液槽的勞動強度，為濾液的重復利用改造奠定了基礎。

濾液的清濁水分離改造是根據尾煤壓濾機打料過程中濾液濃度變化的規律而進行的改造，改造后消除了壓濾工段對廠內478#清水泵的用水依賴性，同時在保證清水質量的情況下可供給壓濾工段周邊的清潔、環保設施用水，每日減少478#清水泵的開啟時間至少8 h，478#實際功率為55 kW，按照每度電0.61元計算，每年至少節約電費9.66萬元。循環過程中損耗減少96 m3/d，每天節省水費415.68元，每年節省水費14.96萬元。

本次改造為壓濾工段構建了一套更加完整可靠的循環水系統，在常用的水系統循環方式出現故障時，還可通過操作方式的靈活轉變調整用水來源與供水去向，不僅提高了壓濾工段濾液的重復利用率，同時排除了一些不可控因素對壓濾工段連續生產的影響，進而提高了煤泥水處理系統與循環水質量的穩定性[5]。

4 結論

受目前日益嚴峻的環保形勢與降本增效的趨勢影響，降低生產清水消耗已成為各大洗煤廠的重點技術攻關項目，水系統攻關在選煤廠發展中的應用前景廣泛，通過對該項目的改造應用，進一步降低了企業的生產用水用電消耗，符合降低能源消耗的目標，為選煤企業提供了新的節能思路，該項目的改造思路與技術手段可以在其他選煤廠及相近行業進行推廣[6]。