同忻選煤廠加壓過濾機技術改造與應用

王大衛 薄春麗

（1.大同煤礦集團大地選煤工程有限責任公司，山西大同037003；2.大同大學煤炭工程學院，山西大同037003）

1 前言

同忻選煤廠屬礦井型動力選煤廠，坐落于同忻礦工業廣場內，由泰戈特（北京）工程技術有限公司和中煤國際工程集團沈陽設計研究院聯合設計和承包建設，于2008 年3 月開工建設，2009 年10 月通過驗收投產，設計年入選原煤1000 萬噸，小時帶煤量為1894噸。選煤方法為全重介分級入洗，150 mm～50 mm 塊煤采用重介淺槽分選機分選，50 mm～1.5 mm末煤采用重介三產品旋流器分選，1.5 mm～0.15 mm 粗煤泥采用螺旋分選機分選，0.15 mm～0 mm細煤泥采用加壓過濾機和板框壓濾機聯合脫水回收。

加壓過濾機是一種高效、節能、全自動操作脫水設備，其主要特點為生產能力高、濾餅水分低、全自動化操作、具有故障自動報警及停止運轉等功能，可以根據實際情況修改自動程序以滿足不同工作要求。其工作原理是將過濾機置于封閉的加壓倉中，加壓倉內充有一定壓力的壓縮空氣，待過濾的懸浮液由入料泵給入過濾機的槽體中，在濾盤上，通過分配閥與通大氣的氣水分離器形成壓差，濾液通過浸入懸浮液中的過濾介質排出，而固體顆料被收集到過濾盤上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉，濾餅經過干燥降水后，在卸料區卸料并由排料裝置間歇排出，整個過程自動進行。

2 存在問題

同忻選煤廠所用加壓過濾機型號為GPJ-120，擔負著全廠細煤泥處理的任務，是煤泥水處理系統的關鍵設備，在實際運行過程中，加壓過濾機出現了一系列問題，直接影響選煤廠的安全生產和標準化工作。具體包括以下幾個方面。

2.1 氣水分離器分離效果差

加壓過濾機工作過程中，從加壓倉排出的空氣和水的混合物通過氣水分離器進行分離。其工作原理是利用旋流原理，將氣水混合物沿切線方向通入筒體中，混合物在筒體內高速旋轉，由于離心力的作用，密度大的水分被甩向筒壁，從下面排出，而氣體則集中在筒體中心，隨內螺旋負壓上升并排出。

同忻選煤廠加壓過濾機車間氣水分離器設計上存在較大缺陷，且隨著使用時間的增加，加壓過濾機配件磨損嚴重，導致部分氣體隨設備運轉過程中漏入離心液，使氣水分離器處理量大幅度增加，磨損加劇，無法滿足氣水分離要求。同時分離器釋放出的氣水壓力高，造成煤泥水氣在廠房外噴濺，廠區環境受到污染，不符合環保要求。

2.2 上下閘板滾輪磨損嚴重

加壓過濾機排料時通過上、下閘板的交替運行，在保證加壓倉壓力穩定的前提下，物料以間歇的方式排出倉外，從而實現排料裝置的連續運行。同忻選煤廠加壓過濾機開關上、下閘板時經常異響，打開端蓋后發現滾輪磨損嚴重，導致排料閘門液壓缸運行阻力大，閘板在程序設置時間內開關不到位，閘板跑偏碰撞限位接近開關，影響加壓過濾機的正常運行。且滾輪損壞后不宜被發現、更換困難（更換滾輪約需6個小時），存在一定的安全隱患，也增加了材配消耗。

2.3 倉內刮板機無失速保護

刮板運輸機長期運行過程中，因為磨損或物料卡堵容易造成刮板斷裂、刮板鏈松弛跳鏈、刮板鏈斷鏈等現象。同忻選煤廠加壓過濾機倉內刮板輸送機沒有斷鏈和欠速保護，出現故障時，刮板機不能自動停車，如卡異物發現不及時，會造成刮板鏈被拉斷，嚴重的還會損壞設備，擴大損失范圍，給搶修維護帶來巨大麻煩，且倉內刮板機一旦停車，整臺加壓過濾機就無法正常工作，降低細煤泥系統處理能力，影響選煤廠帶煤量。

3 技術改造

3.1 氣水分離器改造

氣水分離器效果差的原因是釋放壓力過大，造成配件磨損嚴重，水氣噴濺，多次修補后效果不佳，決定在原有三臺加壓過濾機氣水分離器出來的主管路上反方向增加一套二次氣水分離器(增加部分)，在管路深入筒體下方安裝帶孔篩面，使氣、水實現第一次卸壓，分離的水沿著下方的濾液管排走，在筒體內設置三層L 型擋板，擋板依次交錯、側面帶孔，便于二次卸壓和收集濾液，避免氣水向外部噴濺；另外在新增加的一套氣水分離器入口處設置一道控制閥門，用來靈活控制氣水流量。

改造完成后加壓過濾機氣水分離器示意圖如圖1所示。

圖1 改造完成后加壓過濾機氣水分離器示意圖

氣水分離器技術改造完成后，釋放出的水氣壓力得到了有效的分配，煤泥水噴濺情況得到有效控制，廠區環境得到明顯改善，相關配件消耗量大幅度降低，員工的勞動強度大幅度降低。

3.2 滾輪潤滑改造

現場調查發現，同忻選煤廠加壓過濾機滾輪潤滑采用人工注油，不連續、效果差。每次人工注油，需將注油處螺栓擰下，將0號鋰基脂打入螺栓孔內，再擰緊螺栓，每隔一定時間對螺栓進行一次緊固，將潤滑油擠入滾輪。工人勞動強度極大，且只有少量鋰基脂被擠入滾輪，其他都被從螺栓孔擠出，潤滑效果差，導致滾輪磨損嚴重。

我們將人工注油方式改變為自動注油，在原注油處螺栓打孔，在閘板上增加一個自動潤滑油脂泵，通過電機帶動潤滑油脂泵，將0號鋰基脂泵入閘板內部，實現自動多點連續注油，強化滾輪的潤滑效果，降低員工的勞動強度，保證加壓過濾機連續高效運行。滾輪自動潤滑示意圖和實物圖如圖2所示。

圖2 滾輪自動潤滑實物圖和示意圖

滾輪自動潤滑技術改造前，由于注油點多、注油頻繁（每臺加壓過濾機有36個滾輪，平均5天注油一次），工人勞動強度極大。改造后，潤滑油通過油管自動進入滾輪內部，強化了潤滑效果，延長了滾輪的使用周期，大幅度降低員工的勞動強度，經統計，滾輪的使用周期由6個月延長至12個月，每年更換滾輪數量減少一半以上，大幅度降低了材配消耗。

3.3 刮板機增加失速保護

為降低倉內刮板機故障影響程度，我們決定增設刮板機失速保護裝置。經調研，兄弟單位麻家梁選煤廠加壓過濾機倉內刮板速度傳感器位于刮板機尾部瓦座，是通過檢測軸的運行狀態來實現保護功能，但尾部堆煤經常造成速度傳感器誤操作，設備誤停車，存在一定缺陷。我們在刮板輸送機的機頭和機尾增設速度傳感器和金屬接近開關，垂直安裝于刮板上方，通過動作執行機構檢測刮板運行狀態，將接近開關采集的數據傳輸給PLC 控制器，每根刮板通過接近開關的時間是相同的，當設備運行，接近開關檢測到的時間周期不一樣時，控制器默認為刮板機故障，能夠及時停機報警，有效地降低故障損失，降低檢修工作量。刮板輸送機失速報警裝置安裝示意圖和實物圖如圖3所示。

圖3 刮板輸送機失速報警裝置安裝示意圖和實物圖

新安裝的失速報警裝置能正常反應刮板輸送機的運行情況，降低了設備故障率，有效避免事故影響擴大，應用效果較好。我們分別統計了改造前后6 個月內加壓過濾機故障情況，結果見表1。

表1 加壓過濾機故障情況統計表

可見：改造完成后，倉內刮板故障時間占加壓過濾機故障時間的比例由22.57%降低至5.12%，效果顯著。

4 結論

針對同忻選煤廠加壓過濾機存在的一系列問題進行技術改造，使加壓過濾機運行更加平穩，改造后半年內同忻選煤廠3臺加壓過濾機的設備開機率見表2。

表2 改造后加壓過濾機設備開機率

可見：改造完成后，3臺加壓過濾機開機率均大幅度提高，平均開機率提高至98.93%，煤泥處理能力大幅度提高，原煤入洗量逐步提高，創造了可觀的經濟效益和社會效益。