引言

山東兗州礦業集團南屯煤礦選煤廠是我國最早實現洗水閉路循環的現代化選煤廠之一，于1989年正式投產，設計年入洗能力180萬t,經過歷年來多次技術改造，現在實際入洗能力已達到300萬t/a_o由于選煤過程中用水量大，產生大量煤泥水,為實現洗水循環利用，杜絕煤泥水外排污染環境，且煤泥水中的煤泥回收利用價值高，因此，必須實施煤泥水固液分離，實現煤泥全部回收，承擔這一環節的主要設備是壓濾機。由于選煤廠原設計使用的廂式XMZ500-1500/60型壓濾機不能滿足增容改造后洗煤生產的要求,因此在2008年南屯煤礦選煤廠對壓濾系統實施技術改造,采用目前較為先進的XZ-KG250/1500型自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機代替XMZ500-1500/60型壓濾機。

1自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機

自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機主要由自動沖洗裝置、尾板、主梁、濾板組、間隔板、壓緊板、油缸、電機傳動裝置、液壓泵站、PLC控制柜裝置等部件組成。XZKG250/1500型自動沖洗壓濾機是新開發的壓濾機，該壓濾機過濾面積250m¹,濾板尺寸1500mmxl500mm,濾板塊數65塊，濾餅厚度45mm,濾室容積5.28n?,最大過濾壓力0.8MPa。

自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機是一種間歇性操作的加壓過濾設備。工作原理是通過液壓泵站提供動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。然后啟動入料泵將一定濃度的煤泥水以入料壓力從壓濾機尾端和壓緊板側面兩入料口給入各濾室，實現固液分離。煤泥在濾室內形成濾餅，濾液水透過濾布，從濾板的導水孔排至濾液水槽。入料完成后，再通過兩端入料管路通入高壓風，使濾餅進一步被擠壓脫水。最后，通過多次拉板快速卸料，濾餅由壓濾機下刮板輸送機運至煤泥皮帶，這樣就完成了一個循環過程。使用沖洗過程時，把選擇開關打至沖洗位置，開啟水泵，根據沖洗水架和濾板一側安設的限位開關來實現對濾板的逐一清洗。此設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的細煤泥。

其工作過程分為壓濾過程和沖洗過程。使用壓濾過程時，首先把選擇開關打至壓濾位置。壓濾過程分為：①啟動泵站壓緊濾板；②啟動入料泵壓濾脫水；③入料完成后自動吹風壓榨二次脫水；④分多次拉開濾板自動卸餅。工作流程見圖1~圖3。

主要技術特點：

液壓裝置由壓緊頭板、液壓泵站和油缸組成。開始壓緊時，油泵電機帶動柱塞油泵向油缸高壓腔供油,在油缸的作用下活塞桿前進，將濾板壓緊。既縮短了壓緊時間，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。該壓濾機分兩端同時入料，入料快，成餅均勻，各濾板受力更合理，不易損壞，并節約壓濾時間。該機除常規以人料泵壓力為脫水動力外，還有高壓空氣二次脫水。通過入料管路可進入高壓空氣吹風，進一步擠壓濾餅，脫除一部分濾餅水分并清理入料管路內剩余煤泥水。高壓空氣二次脫水進一步降低了波餅的水分，提高了壓濾機工作效率。

卸料。在壓濾機濾板之冋，濾板與壓緊頭板，濾板與拉板之冋均由一定長度的圓環鏈連接.使相鄰濾板拉開時保證其卸餅冋隔距離。當開始卸料時，每5塊濾板間隔1塊拉板，通過包動拉板小車拉動拉板，分多次連續同一方向拉開濾板,濾餅掉落到刮板運輸機上運走。濾板、拉板、壓緊板等通過鋼制滾輪在兩側軌道上運行，為一次能拉開多塊濾板創造了前提條件。

電氣控制。壓流機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、按鈕開關及顯示屏組成。工作過程分為高壓卸荷、松開、取板、拉板、壓緊、保壓和補壓等均釆用PLC控制，操作方便，運行可靠。

自動沖洗。該壓濾機沖洗系統可以全面有效地對濾布進行沖洗，確保濾布表面干凈，大大降低了人工沖洗的勞動強度、省時省力，同時減少了沖洗水的使用,有效保持了洗煤用水平衡。清洗機構自動操作，清洗快捷、徹底，自動濾布沖刷系統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，可對濾布上的殘留物徹底刷洗并可防止水流噴濺。自動濾布沖刷系統與拉板系統相對獨立，可根據需要開啟沖洗機構，在正常拉板時沖洗機構停在壓濾機頭部，不產生能耗并可節省操作空間。該系統運用高壓水射流自動清洗技術，有效延長濾布使用壽命，同時對設備本體無損壞,延長了設備使用壽命。

2在南屯煤礦選煤廠的應用

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

月份	總板數	削餉 /h	影響時間/h	運轉時間/h	平均值 /(板/臺?h)
2009-02	1723	454	27	427	4.03
2009-03	700	186	15	171	4.09
合計	2423	640	42	598	4.06

XZKG250/1500型自動沖洗壓濾機于2008年12月12日投入使用,通過對2009年2—3月份的數據分析，處理煤泥1.45萬t_。該設備運轉噪聲低,操作簡單，運行安全可靠。壓濾機采用高強度聚丙烯濾板，雙端入料方式，單亂壓緊濾板.濾板在拉開時，濾餅根據濾板自動擺動可自行脫落，不用人

工卸餅。改造后細煤泥系統回收能力可達到24t/h以上，能夠滿足生產需要，回收的煤泥可直接從壓濾車間1118#皮帶輸送機供給電廠使用。由于XZ-KG250/1500型自動沖洗壓濾機釆用了PLC控制系統，能夠實現自動壓緊、保壓、補壓、松開拉板、自動卸料、自動沖洗濾板濾布等各道工序,而老式壓濾機則需人工進行卸料，大大降低了人工卸餅的勞動強度，提高了壓濾機的處理效率，改善了職工的工作環境，提高了自動化水平，杜絕了因人為操作失誤造成的生產事故。

改造前,廂式壓濾機需要2人操作，改造為自動沖洗壓濾機后，只需要1人操作；自動沖洗壓濾機的每小時煤泥產量是廂式壓濾機的近3倍，極大降低了煤泥水處理時間,提高了工作效率,降低了循環水濃度，洗水濃度由300g/L以上降到100g/L以下，減少了設備及管路的磨損，解決了因洗水濃度過高而嚴重制約生產的各種問題，完善了洗水循環系統,改善了廠區和礦區形象，為洗出合格的二號精煤提供了可靠保證。

從自動沖洗壓濾機使用情況看出，該壓濾機節省人力和材料，運行安全、平穩、可靠、故障率低。按該壓濾機每天生產20h,每小時4個循環，每個循環5t煤泥，每噸煤泥100元售價計算，壓濾機1個月生產的煤泥銷售收入為：20x4x5x30x100元=120萬元,1年的銷售收入為：120萬元X12=1440萬元，該壓濾機設備及安裝投資合計100萬元，1個月就可回收投資。

2.1使用過程中存在的問題

由于XZKG250/1500型自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機電控系統及其工作程序為生產廠家自主研發設計，未充分考慮我廠具體生產實際，缺乏針對性，故在設備調試及以后的生產過程中陸續暴露出不適應生產實際的問題，嚴重制約了該設備工藝作用的有效發揮,主要有以下幾個方面：

該壓濾機電控系統釆用壓力傳感方式(電接點壓力表)控制入料時間，由于管路阻塞等原因導致壓力傳感控制可靠性變差，造成壓濾機自動運行時，煤漿的固液分離狀態較難控制,有時出現過濾不充分或過度過濾的現象,甚至造成噴料，影響固液分離效果。

由于濾布透過性等原因，壓濾機人料剛開始時排出的濾液水仍含有一定的固體物料，一定時間內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，降低了快開壓濾機固液分離效率。.

該設備原控制程序為最后一次拉板卸料完成之后，刮板運輸機輸岀點3立即斷電停車，由于快開式壓濾機卸料方式為分段式一次性拉板卸料,卸料時間是舊機器的1/10,而刮板運輸機鏈子較長,單趟為10.5m,運行速度較慢2m/s,因此常常因為輸送機過早停車，刮板上物料尚未卸凈,刮板機內發生積料、積水，等下一個循環卸料時，造成帶負.荷開車，產生過載保護而造成停車壓刮板運輸機事故的發生，處理事故不但給職工帶來了很大的勞動強度，而且還影響了正常生產;另外此次增容改造共更換2臺壓濾機,其下游共用一條皮帶輸送機，由于2臺壓濾機入料時間不同往往卸料同時進行，物料過多，造成下料溜槽堵塞、刮板機拉壞、皮帶運輸機物料掉落、皮帶機打滑等故障。

2.2改造方案

針對設備運行過程中存在的實際問題,經過認真研究、分析、試驗，確定對X2KG250/1500型自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機電控系統及其工作程序實施技術改造，輸入/輸出分配表見表2。

2.2.1入料時間液位控制改造

生產過程中我們發現，在入料壓力一定的情況下,其固液分離時間受煤漿濃度、粒度組成性質及煤質特性(粘度)等影響較大,設備不能自動判斷介質變化并根據介質的變化自動設置過濾時間參數，故而壓力控制失效。經過仔細觀察和認真的分析得出:濾液水量的大小是固液分離產品成型過程的主要參數。為此我們根據這一參數的變化，設計了一個濾液水量檢測裝置。變被動時間參量設置控制為斷流變參量延時智能控制，見圖4₀

從圖4可知,當濾液水量小到一定程度時，檢測信號(電接點液位控制器:JDK-201/G型)傳輸給卩1￡的13.2端。這樣無論介質如何變化濾液水量參數都不受其影響，它能夠全程檢測并發出正確信號實現固液分離過程自動化控制。此時PLC的過濾時間參數值可設定很小,利用它起到微調作用，時間參數就變成了提高產品質量的輔助手段。至此,壓濾機在自動運行時，煤漿的固液分離狀況就得到較好控制。

2.2.2濾液水自動切換分離改造

為解決這一問題,首先對濾液出水管路進行改二次污染問題，實現有效分離,確保了濾液水質量，有效提高了壓濾機固液分離效率，同時大大減少了下游環節管路磨損。

2.2.3刮板運輸機延時停機和閉鎖改造

我們對原PLC的設計程序進行了改造,在原程序中增加一個定時器，使刮板運輸機在壓濾機3次拉板之后，延時10s后(設定)再停車;對PLC的刮板運行信號反饋點13.4進行了閉鎖保護，把刮板運輸機和皮帶輸送機輔助常開點進行串接，然后反饋到PLC的輸入點13.4,實現3臺設備順序閉鎖，保證這3臺設備無論哪1臺出現問題,都能使壓濾機立即停車，并在顯示器上作出故障指示。同時，在2臺壓濾機之間增加電氣閉鎖。

3結語

XZKG250/1500型自動沖洗壓濾機在南屯煤礦選煤廠運行表明，該機采用機、電、液一體化設計,結構合理，具有自動化程度高、操作簡單、設備運行安全、節省人力、運行成本低、工作效率高等優點，使用效果良好，雖然在使用過程中存在不適應生產實際的問題，但是達到了預期的改造目的。改造后的煤泥水處理系統,大幅度提高了煤泥水的處理能力,保證了洗精煤產品質量的穩定性，給企業帶來了巨大經濟效益。

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