張國強

（華晉焦煤有限責(zé)任公司王家?guī)X選煤廠，山西 運城 043300）

快開式隔膜壓濾機在王家?guī)X選煤廠的應(yīng)用

張國強

（華晉焦煤有限責(zé)任公司王家?guī)X選煤廠，山西 運城 043300）

王家?guī)X選煤廠選用高效節(jié)能快開式隔膜壓濾機進行煤泥水精煤脫水。該壓濾機自動化程度高、液壓系統(tǒng)安全可靠、自動拉板系統(tǒng)靈活準(zhǔn)確。脫水效率高，運行成本低；既保證了選煤工藝又提高了生產(chǎn)效率。

選煤廠；快開式隔膜壓濾機；煤泥水

王家?guī)X選煤廠是華晉焦煤有限責(zé)任公司的現(xiàn)代化大型選煤廠，設(shè)計生產(chǎn)能力600萬t/a。選煤工藝采用脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主再洗分選，粗煤泥采用干擾床煤泥分選機分選、細(xì)煤泥采用微泡浮選機直接浮選、浮選精煤采用隔膜式壓濾機脫水、浮選尾煤與其它工藝過程中的底流、離心液等進入濃縮機濃縮，濃縮機底流經(jīng)尾煤壓濾機脫水，作為最終的煤泥產(chǎn)品。

1 目前的煤泥水處理技術(shù)

目前，用于煤泥的脫水設(shè)備有：圓盤真空過濾機、加壓過濾機、廂式壓濾機等，但是應(yīng)用這些設(shè)備進行煤泥脫水，仍然存在諸多不足。

圓盤真空過濾機是利用負(fù)壓進行工作的，壓力上限受大氣壓的限制，影響濾網(wǎng)兩面的壓力差，導(dǎo)致脫水效率偏低、濾餅中含水分較高、且能耗大，尤其是處理細(xì)而粘的物料時，濾餅脫落較難，還需輔助人工操作，濾布更換相當(dāng)麻煩，成本也較高。加壓過濾機由于運行故障較多，電控系統(tǒng)復(fù)雜、機體重、體積大、可靠性差、且設(shè)備價格貴，實際使用中也有不盡人意之處。它對入料濃度、粒度組成要求苛刻，入料粒度組成變化較大時，產(chǎn)品水分和處理量波動大。

廂式壓濾機的突出特點是脫水后的產(chǎn)品集中卸料，這對浮選精煤需要連續(xù)脫水工藝來說是大缺陷。它的單塊濾餅體積大、不易破碎，更換濾布也較麻煩。

2 快開式壓濾機的特點

王家?guī)X選煤廠主廠房采用國內(nèi)景津壓濾機集團生產(chǎn)的8臺KMZGFS450/2000-U型高效節(jié)能快開式隔膜壓濾機，用來進行浮選精煤的煤泥水脫水處理，具有下列特點。

（1）自動化程度高：前些年用的壓濾機，自動化程度普遍較低，需要專門培訓(xùn)后的人員操作，人力成本很高，也會因人為因素造成煤泥中水分含量不穩(wěn)定，自動化程度成為選型的重要因素?！熬敖驂簽V機”采用機、電、液一體化設(shè)計制造，操作簡單、維護方便，采用西門子S7-200系列PLC進行控制，具有手動、自動兩種工作狀態(tài)。自動運行時都有動作互鎖功能保護，以防止誤動作。所有邏輯動作包括：壓緊、進料、保壓、補壓、壓榨、泄壓、松開、取板、拉板、沖洗、各工作狀態(tài)中的暫停功能等，都由PLC的CPU單元自動執(zhí)行；若有異常，系統(tǒng)會用聲、光同時報警。

（2）機架強度高：如果壓濾機機架強度不夠，造成不當(dāng)形變，會產(chǎn)生濾板開合不順暢、壓力不均勻等問題，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致濾板斷裂和濾布損毀等事故?！熬敖驂簽V機”吸取先進技術(shù)，機架及主梁材質(zhì)選用Q345B，用二氧化碳保護焊焊接成型，經(jīng)回火定型處理后，并用拋丸機噴砂處理，使其表面形成細(xì)小麻窩，使油漆附著力更強、不易脫落、增加了耐腐蝕性、提高了抗拉強度和抗沖擊性能，可滿足高壓濾板的使用要求，并解決了壓濾機主梁變形的問題。

（3）液壓系統(tǒng)安全可靠：液壓系統(tǒng)的可靠性很重要。液壓系統(tǒng)是其核心環(huán)節(jié)，也是故障多發(fā)環(huán)節(jié)（液壓管路系統(tǒng)較復(fù)雜，發(fā)生問題后很難診斷和處理）。“景津壓濾機”液壓系統(tǒng)的整個裝配過程，都是在無塵恒溫車間完成的，液壓元器件、主控制閥件、密封圈全部采用國外進口產(chǎn)品，油缸及活塞桿全用優(yōu)質(zhì)材料經(jīng)磨削加工、精度等級很高，具有硬度高、耐磨性能好、抗腐蝕、使用壽命長等優(yōu)點。

（4）自動拉板系統(tǒng)靈活準(zhǔn)確：“景津壓濾機”的拉板系統(tǒng)，將廂式配板、隔膜濾板分為若干組，每組濾板采用鋼鏈條連接，采用軌道槽輪進行定位。拉板時每次拉動一組，并順次拉開該組所有濾板。拉板電機采用美國AB變頻器驅(qū)動，拉板速度可調(diào)，能夠根據(jù)現(xiàn)場實際情況控制卸料時間，調(diào)節(jié)范圍達60 s～300 s的時間寬度。通過變頻器可自行檢測電機的電流、運行速度、過載信號、控制拉板器的方向，完成自動拉板過程。PLC中固化了拉板動作程序，拉板器運行速度等參數(shù)可用觸摸屏設(shè)定。整個系統(tǒng)安全可靠，故障率低。拉板器及滑道均有防護裝置，上下鏈盒密閉，保證了拉板系統(tǒng)的清潔和靈活。

3 快開式壓濾機的結(jié)構(gòu)

KMZGFS450/2000-U型高效節(jié)能快開式隔膜壓濾機是集機、電、液于一體的先進固液分離機械設(shè)備，主要由機架部件、自動拉板部件、過濾部件、液壓部件、電氣控制部件組成。

（1）機架部件：機架是整臺壓濾機的基礎(chǔ)（用于支撐過濾機構(gòu)和拉板機構(gòu)），由機座、油缸、主梁、止推板、壓緊板等組成。設(shè)備工作時,機身尾部的液壓活塞桿推動壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板及過濾介質(zhì)壓緊，使各濾板之間形成濾室，以保證帶有一定壓力的煤泥在濾室里進行壓濾。

（2）自動拉板部件：由變頻器、電機、拉板小車、鏈輪、鏈條等組成。在PLC的控制下，變頻器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，通過鏈輪帶動鏈條運行，鏈條帶動拉板小車完成拉板動作。拉板系統(tǒng)還有手動控制功能，能隨時以手動方式控制拉板的前進、后退、停止等動作。

（3）過濾部件：它的濾室由排列在主梁上的濾板組成。濾板主要是優(yōu)質(zhì)聚丙烯采用獨特配方壓制而成，機械性能良好，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有耐熱、耐壓、耐腐蝕、重量輕、表面光滑平整、密封性好、易洗滌等優(yōu)點。

（4）液壓部件：它是壓濾機的動力裝置，在PLC及電氣控制下，通過油泵、油缸、液壓元件完成各種動作，可實現(xiàn)自動壓緊、自動補壓、壓濾、拉板、高壓卸荷、自動松開等功能。

（5）電氣控制部件：它是壓濾機的控制中心，主要由PLC、觸摸屏、變頻器、熱繼電器、空氣斷路器、中間繼電器、接觸器、按鈕、信號燈等組成。各部件間通過電氣連接或者通訊連接，形成有機的統(tǒng)一。PLC內(nèi)部集成的計時器、計數(shù)器有效控制了設(shè)備各個動作執(zhí)行的時間；裝在設(shè)備上的行程開關(guān)、接近開關(guān)、電接點壓力表等部件，將設(shè)備的重要運行狀態(tài)信號反饋給PLC，以便PLC按照程序進行后續(xù)動作的執(zhí)行。

4 快開式壓濾機的原理

（1）工作原理：液壓泵啟動后，壓緊電磁閥打開，由液壓活塞桿推動濾板向機體尾部運行，將所有濾板擠在一起，在濾板之間形成濾室。隨后入料閥門打開，帶壓的煤泥水從機體頭尾兩側(cè)同時進料、并充滿濾室初步形成濾餅，濾液透過濾布，通過濾板的導(dǎo)水孔排出機體，短時間形成濾餅后，進氣閥門打開后，向隔膜板內(nèi)通入高壓風(fēng)鼓動隔膜，使濾餅進一步被擠壓脫水，即隔膜壓榨二次脫水。壓榨完成后，由拉板小車分三次拉開濾板進行卸料，濾餅由機體下方的濾餅收集刮板送到皮帶上運走，完成一個動作循環(huán)。

（2）動作循環(huán)：壓濾機工作一個完整的動作循環(huán)由6個環(huán)節(jié)組成，見圖1。

圖1 工作工程動作循環(huán)

1）自動壓緊：上一次動作循環(huán)的取、拉板動作完成后，拉板裝置接觸到小車限位開關(guān)，油泵電機開始運轉(zhuǎn)，同時壓緊電磁閥得電，油泵開始向油缸高壓腔供油，油缸活塞桿前進、并推動壓緊板壓緊濾板（執(zhí)行壓緊動作），當(dāng)濾板接觸到止推板、而靜止時，系統(tǒng)壓力上升到電接點壓力表的上限設(shè)定值時，電機及電磁換向閥失電，電機停止運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進入保壓狀態(tài)，系統(tǒng)壓力由溢流閥閥值確定。

2）自動補壓：壓濾機把濾板壓緊后，液控單向閥鎖緊回路并保壓。如果系統(tǒng)漏油等原因使系統(tǒng)壓力下降至電接點壓力表下限設(shè)定值時，下限觸點發(fā)出電信號，PLC控制電機及電磁換向閥得電，油泵向油缸后腔供油補壓。當(dāng)壓力達到電接點壓力表上限設(shè)定值時，電機及電磁換向閥失電，電機自動停止運轉(zhuǎn)，如此循環(huán)完成自動補壓。

3）壓濾：過濾開始時，濾漿在入料泵的壓力作用下，經(jīng)止推板的進料口進入各濾室內(nèi)，濾漿借助入料泵的壓力進行固液分離，由于過濾濾布的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液通過水嘴排出。若需含水率較低的濾餅，可從洗滌口通入壓縮空氣，透過濾餅層，吹出濾餅中的一部分水分。

4）高壓卸荷：當(dāng)壓濾過程完成后，電磁閥反向得電，會將油缸內(nèi)的高壓卸掉。為了防止壓緊板松開時液壓系統(tǒng)受沖擊，PLC程序內(nèi)部對卸荷時間進行了設(shè)定，以便卸荷延時；當(dāng)延時時間達到后，壓濾機自動轉(zhuǎn)入壓緊板松開狀態(tài)。

5）松開及卸料：油泵電機啟動，松開電磁閥得電，液壓站向油缸前腔供油，活塞桿帶動壓緊板后退，濾室被逐個打開；當(dāng)壓緊板接觸到松開限位開關(guān)后，電磁換向閥失電，壓緊板停止運動，同時，PLC發(fā)出信號，變頻器驅(qū)動拉板電機運轉(zhuǎn)，拉板小車開始工作，壓濾機自動轉(zhuǎn)入取、拉板狀態(tài)。

6）取、拉板：拉板小車逐組取板，每次取板當(dāng)變頻器發(fā)出過載信號后，自動反轉(zhuǎn)進入拉板狀態(tài)；在拉板過程中，如果變頻器發(fā)出過載信號則轉(zhuǎn)入取板狀態(tài)，逐組進行取、拉板循環(huán)；同時也完成卸料過程。當(dāng)各組拉板全部完成后，系統(tǒng)又重新進入自動壓緊過程，開始了下一次動作循環(huán)。

5 結(jié)束語

王家?guī)X選煤廠通過使用快開式隔膜壓濾機對浮選精煤進行脫水回收，提高了生產(chǎn)效率，優(yōu)化了工藝流程，減輕了工人的勞動強度，提高了選煤廠的自動化水平，增加了公司的經(jīng)濟效益。該套系統(tǒng)在設(shè)備性能、脫水、環(huán)保、增效等方面均有突出優(yōu)勢，可給選煤廠家提供借鑒。

[1] 潘海東，邱向軍.浮選精煤采用快開式隔膜壓濾機脫水實踐[J].煤炭加工與綜合利用，2009（3）:31-33.

[2] 衛(wèi)中寬，李海龍.我國煤用壓濾機的生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀[J].煤炭加工與綜合利用，2007(1)：12-14.

Application of Quick Open M embrane Filter Press in W angjialing Coal Preparation Plant

ZHANG Guo-qiang

(Wangjialing Coal Preparation Plant,Huajin Coking Coal Co.,Yuncheng Shanxi043300)

High-efficient and energy-saving quick open membrane filter press is used in Wangjialing Coal Preparation Plant to dewater slurry.With its high degree of automation,reliable hydraulic system,flexible and accurate automatic carriage system,efficient dehydration,and low cost,the filter press guarantees the coal selection technique and increases the production efficiency.

coal preparation plant;quick open membrane filter press;slurry

TD926.2

A

1672-5050（2011）09-0042-03

2011-05-03

張國強（1964—），男，山西交城人，本科，工程師，從事選煤生產(chǎn)管理工作。

劉新光