板框壓濾機自動化排料系統技術改造

萬寶成

（山西省晉神能源有限公司 沙坪洗煤廠，山西 沂州 036500）

1 概 況

沙坪洗煤廠自2013年開始采用板框壓濾機進行煤泥的回收處理，實踐證明，該設備具有過濾強度高、壓濾效果好及適應性強等優點。洗煤廠自投入使用板框壓濾機后，煤泥處理系統實現了煤水分離、環保及閉路循環，但存在一些比較突出的問題。板框壓濾機通過設定時限及煤泥所受擠壓力進行排料，當煤泥成分及稠度不同時，操作人員不能準確判斷煤泥中水分含量，造成煤泥壓濾效果差、效率低；當煤泥中水分含量較高時，需循環進行壓濾，造成費工費時，也降低了車間的質量標準化水平，形成一定的安全隱患。針對這些問題，沙坪洗煤廠對板框壓濾機煤泥處理系統進行了自動化設計，應用基于電磁感應及重力平衡原理的排水感應裝置，成功實現了通過控制煤泥水分含量進行自動排料的目的。

2 現狀及問題

壓濾車間現有511、512及513號板框壓濾機3臺。操作人員通過工控屏設置參數及監測排料流程，基于PLC程序進行入料、壓榨、風干及排料等作業。板框壓濾機運行期間，受藥劑量不同及煤質等工序影響，煤泥出現稀稠不一，通過在工控屏上設定擠壓時限不能準確判斷煤泥受擠壓后的水分含量。通常會利用流量計對濾液水量進行計量，通過水量大小確定設備是否需要停料及掌握煤泥的干濕程度，但流量計存在最小檢測盲區，造成操作人員無法準備判斷水量。當煤泥過干時，設備的磨損程度加大，排料速度慢；當煤泥過稀時，壓濾機需反復進行壓濾，增加了煤泥運輸費用。

3 壓濾機自動化排料系統設計

3.1 排料系統構造及工作原理

板框壓濾機排料系統由受料倉、濾板（含格柵、濾布及橡膠隔膜）、濾液管、濾液水槽及回流管路組成。濾板一側安裝橡膠隔膜，一側安裝格柵，在格柵上固定濾布。受料倉、濾板、格柵及濾布共同形成濾液腔。橡膠隔膜、濾液板、格柵及濾布共同形成濾液室，煤泥通過濾液腔、濾液室之后，通過濾液管匯集到濾液水槽，最后通過管道統一回流到主洗系統。

3.2 自動化排料系統設計

3.2.1 排水感應裝置設計

針對流量計存在檢測盲區、無法準確判斷水量的問題，結合排料系統構造，確定通過控制排水管流水量實現自動化排料的設計思路，即通過流水量判斷煤泥的干濕程度，決定是否排料。結合現場實際，研究應用了基于電磁感應及重力平衡原理的排水感應裝置。該裝置由排水倉、接近開關、檢測連桿、配重螺桿及底片組成，安裝于下水口處，利用水的重力控制底片升降用于推動連桿完成進料和排料工作。排水感應裝置如圖1所示。

圖1 排水感應裝置Fig.1 Drainage induction device

當濾液水槽內存在濾液水時，且濾液水重力大于底片重力時，則底片打開并帶動檢測連桿與接近開關分離，濾液水流入排水管，直至濾液水重力小于或等于底片重力時，則底片回彈，帶動檢測連桿與接近開關接近，接近開關電磁傳感器接到信號后，通過PLC控制，進行拉板卸料，之后進料，循環重復進行，實現壓板排料的自動化控制。自動化排料原理如圖2所示。

圖2 自動化排料原理Fig.2 Automatic discharge principle

3.2.2 控制系統

排水感應裝置控制系統由接近開關、連桿機構、時間繼電器、固定角鋼及中間繼電器組成。以513號板框壓濾機為例，當板壓壓緊后，即PLC通過輸入模塊顯示壓緊上限1.IN7地址點輸入時，啟動513號煤泥入料泵，此時PLC輸出模塊2.OUT0地址點輸出KA16吸合，即通過中間繼電器連通進料閥。在KA16設置一對開點，取24 V直流電源為外加安置的中間繼電器KA1線圈供電，同理在KA1上取一對開點用220 V交流電為時間繼電器線圈供電，此時KA16吸合開點導通，KA1吸合開點導通，時間繼電器開始延時，取24VDC直流電為接近開關供電。通過設置合理的延時時間，保證接近開關得電處于待接收狀態，使壓濾水流入排水管，隨不斷循環壓濾，水量不足以克服底片重力時，檢測連桿與接近開關接近，接近開關將信號傳至PLC顯示輸入模塊進料結束地址點2.IN11輸入，513號煤泥入料泵停止運行，KA16、KA1與時間繼電器線圈同時失電，排料系統進入壓榨、風干、拉板及排料等工序。

4 應用效果

沙坪洗煤廠壓濾機自動化排料系統自投入運行以來，通過控制排水管流水量實現了自動化排料及減人提效的目的，過濾效果顯著，同時能快速對故障進行識別，每年可節省人工費、維護費及運輸費等21.4萬元。

（1）實現流量計檢測無盲區。

（2）過濾效果顯著。日循環數由15升至20個，日處理煤泥由30 t提高至41 t，渣含量從20%降低至2%～5%。

（3）減少崗位工投入。全天可以減少崗位工3人，每人工資按4 000元，每月可以節?。?×0.4＝1.2萬元，全年節省勞務費＝1.2×12＝14.4萬元。

（4）減少板框壓濾機維護費用及煤泥運輸費。每年減少大修板框壓濾機2臺，節約維修費用4萬元，減少運輸費3萬元。

5 結 論

（1）沙坪洗煤廠結合壓濾車間壓濾機構造，研究應用了基于電磁感應及重力平衡原理的排水感應裝置，成功實現通過控制煤泥水分含量實現自動化排料的目的。自動化控制系統過濾效果顯著，提高了煤泥的處理效率，同時能快速對故障進行識別，系統實現安全高效運行。

（2）自動化排料系統投入運行后，實現壓濾車間無人值守，降低設備的維護費用及煤泥運輸費，每年共計節約21.4萬元，經濟效益顯著。

（3）自動排水裝置制作簡單、安裝方便，自動化排料系統適用范圍廣泛，為類似條件下洗煤廠改造壓濾機提供了借鑒，具有推廣應用價值。