快開壓濾機在洗選煤中的應用

高 飛

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司營運分公司， 山西 介休 032000）

引言

近年來，煤泥含量隨著入選原煤煤質的變差而表現出逐年增加的趨勢，原有的板框式壓濾機已無法滿足節水節能相關要求，并且維修成本高且工作效率低等問題日益顯露，造產水質超標的情況屢屢發生。國產壓濾技術的發展以及國外壓濾技術的引進使得快開式隔膜壓濾機因具備自動化程度高、設備集約化和產品水分低等特點得到了充分的發展和廣泛的應用。據此，某洗煤廠為擴大生產、提升洗煤質量對原有系統進行了升級改造并引入了KMZG450/2000-U型快開式隔膜壓濾機。

1 壓濾機常見問題簡介

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

2）濾餅含水量高。拉梁作為壓濾機框架的主要部件極易在使用過程出現裂縫，而對拉梁的更換存在施工周期長、作業量大、配件費用高等特點，通常對于裂縫較少的鋼板采用一定厚度鋼板進行補焊加固。實測顯示，壓濾機頂板上限在加固后續降低約16 MPa，因此引起濾餅含水量增加約30%并顯著相抵脫水效果，對下級煤泥干燥生產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，原板框壓濾機洗煤處理量5 t/h已無法滿足洗煤有關需求。

4）維護成本高。對于出現較大裂縫的拉梁，更換拉梁每根約3萬元且維護配件費用較高。因設備長期工作，各類閥件、油馬達等故障率較高，每年維護成本約為12萬元[2]。

2 KMZG450/2000-U快開式隔膜濾機

2.1 技術參數

該壓濾機主要有PLC控制柜、液壓站、機架以及濾板等部分組成，主要技術參數如表1所示。

表1 主要技術參數

2.2 結構特點

KMZG450/2000-U快開式隔膜濾機是一種能夠在生產過程中自動完成松開、壓緊、保補壓及拉板等多道供需的間歇性壓濾設備，主要有由機架、過濾、液壓、卸料和電氣控制組成的集機、電、液一體化設備，如圖1所示。

1）機架機構。機架作為過濾機的支撐結構對整套設備發揮基礎作用，主要由主梁、機座、止推板、油缸和壓緊機等組成，其中主梁具有抗拉強度大、抗彎能力強以及機械性能良好等優點可對有效避免拉梁變形以及裂縫的出現。

圖1 壓濾機結構示意圖

2）過濾機構。按照一定規則排列在主梁上的濾板、配板以及濾布為該機構部位的主要部件，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行排列而組成的。濾板為新型材質具有耐腐蝕、強度高、配件成本低等特性；濾布與濾板接觸面光滑在洗煤過程中可有效降低劃破、磨損出現的概率；采用尾板和頭板兩端入料方式，因此在過濾初期可有效降低過濾時間；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）液壓機構。主機完成松開、壓緊的動力裝置即為壓濾機的液壓部位，其他元件和氣泵等在電氣系統控制下實現相應的功能操作。

4）卸料機構。傳動軸、鏈輪以及減速電機為該部位的主要元件并由電氣控制系統完成操作。壓緊板、機座等結構之間的焊接為優質碳素鋼，具有較好的機械性能，過濾機調速方式為拉板電機變頻方式，單板人工卸料和單機工作循環時間約為5 min和20 min，卸料和工作效率顯著提高。

2.3 工作原理

設備啟動時液壓油進入液壓缸而活塞桿在動力作用下推動頭板并使得濾布和濾板壓緊，濾漿在入料泵的推動下進入相鄰濾板所形成密封濾室內，對懸浮液可利用入料壓力進行固、液分離，固體形成濾餅而濾液被排除。然后在進氣口通入壓縮空氣并對濾餅進一步的壓榨降低水分，快速拉板機在濾板松開后以此拉開各組濾板并進行卸料，據此完成一個壓濾循環[5]。

3 應用效果分析

3.1 應用效果

1）脫水效率。KMZG450/2000-U快開式隔膜濾機不僅在煤漿吹風、壓榨等工序進行了創新設計，而且在濾板排列和設計上突出了傳統概念。濾板材質光滑質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約過濾時間降低濾餅壓榨含水率，顯著提高脫水效果。

2）自動化程度。壓濾機PLC控制系統可對外部設備工序進行銜接控制，通過中間繼電器、接近開關以及傳感器的鏈接可實現鏈接、自動和就地三種工作模式具有較高的自動化。由24 V變壓器對電磁閥線圈、接近開關和外部傳感器進行供電具有檢修安全、操作方便等優點，其他電器元件和液壓元件均為名牌廠家生產，其安全適用性和互換性能較強，可靠性高。壓濾機入料泵采用機械+副葉輪密封具有耐磨、無泄漏和高效等特征。

3）操作性能。滾輪內置軸承設計在壓濾板兩側具有轉動靈活等優點。分段設計濾板并在滾輪安裝小鏈可對多塊濾板實現一次開拉其中濾板間距決定小鏈長度；利用濾板拉動時的晃動和慣性實現濾餅的自行脫落，不僅可有效降低人工卸料事故概率而且大大節約了卸料時間。

4）工作效率。該壓濾機正常工作循環時間為20 min左右其煤泥臺處理量高達25 t/g，壓料效率相對于板框式壓濾機顯著提高4倍以上。不僅可節省洗煤廠房空間位置，而且可降低投入維修費用，設備具有更高的使用價值。

3.2 經濟效果

在保證正常生產的情況下采用3臺KMZG450/2000-U設備替代原有的5套板框式壓濾機，一次性降低成本投入約2 000萬元。系統升級后不僅可徹底規避因先前設備拉梁裂縫存在的安全隱患，而且設備臺班相對于原系統降低了5臺，減少3名人工成本開展每年約15萬元；不僅解決了原設備維護量大、維修成本率和設備故障率高的問題，而且可降低設備維檢費每年約12萬元。較高的自動化水平不僅充分發揮了設備的技術有點，而且優化了煤泥回收系統使得循環水質量濃度降低至8 g/L以下確保了水質達標；系統的升級和改善不僅提高了精煤產率約0.3%，而且顯著降低了介耗率10%左右，因此創效超過千萬元[6]。

4 結語

KMZG450/2000-U快開式隔膜濾機作為洗煤廠的理想設備，不僅具有投資回收期短、自動化程度高、設備故障率低以及脫水效率高等優點，而且在洗煤廠系統升級后精簡設備，提高壓料效率約4倍，在節省了洗煤廠廠房空間的同時充分發揮了煤泥回收系統設備性能。