單室進料空氣穿流壓濾機在柳灣煤礦選煤廠的應用

王衛星

(汾西礦業(集團)有限責任公司煤質處，山西 介休 032000)

山西焦煤集團柳灣煤礦選煤廠位于山西省呂梁地區孝義市西南約25 km，為礦井型選煤廠，設計能力為380 萬t/a，下設2個生產車間，其中一車間設計能力為180 萬t/a，二車間設計能力為200 萬t/a。生產工藝均為：有壓脫泥三產品重介分選+TBS粗煤泥分選+浮選，50～1 mm粒級采用有壓三產品重介旋流器分選，1～0.25 mm粒級采用TBS粗煤泥分選機分選，0.25～0 mm粒級采用浮選分選，選后產品壓濾機脫水。

1 壓濾機的改造

柳灣煤礦選煤廠由于原煤中末煤含量較高，浮選精煤占精煤產品總產率的25%左右，使用現快開式壓濾機處理后，浮選精煤濾餅水分高達26%～28%，導致最終精煤產品水分偏高。為解決上述問題，在一車間引入1臺單室進料空氣穿流壓濾機，以提高壓濾機的脫水效果，解決最終精煤產品水分偏高問題[1]。

2 單室進料空氣穿流壓濾機的結構特征

單室進料空氣穿流壓濾機由4大部分組成：機架部分、過濾部分、液壓部分和電器控制部分。其結構詳見圖1。

1—止推板；2—主梁；3壓緊板；4—自動拉板系統；5—機座；6—電柜；7—油缸；8—液壓系統；9—進料連接口；10—反吹連接口；11—濾液排放及洗滌進水和濾餅風干進風連接口；12—濾液排放及洗滌出水和濾餅風干出液排放連接口；13—翻板出液口；14—翻板；15—防腐板；16—進料A板；17—密封B板；18—濾布圖1 單室進料空氣穿流壓濾機結構示意

(1)單室進料空氣穿流水洗濾餅壓濾機采用機、電、液一體化設計制造，拉板電機采用變頻電機，結構合理、操作簡單、維護方便、安全可靠。該壓濾機能夠實現濾板壓緊、過濾、反吹、濾餅風干、濾板松開、卸料等各道工序的自動化控制(以上功能可根據具體工藝要求進行增減)。該機還可以配置隔膜板，過濾后通過水壓改變濾室容積，對濾餅進行壓榨，進一步降低濾餅含水率[2，3]。

(2)機架是整套設備的基礎，它主要用于支撐過濾機構，由止推板、壓緊板、機座、油缸體和主梁等連接組成。支撐過濾機構的主梁材質為Q345橋梁鋼，用埋弧焊焊接成形。具有耐腐蝕、抗拉強度大、抗沖擊性好等優點，可確保使用安全、穩定，可滿足高壓力濾板的使用要求，具有抗側彎能力強、抗拉強度大、機械性能良好的特點，徹底解決了壓濾機主梁變形的問題。止推板、壓緊板和機座均采用優質Q345B中板焊接而成，而油缸體采用27SiMn無縫鋼管加工制造，機械性能良好。活塞桿材質為45號鋼，調質處理后外鍍0.06硬鉻，密封圈用四氟銅加工制作，機械性能優良。

(3)過濾部分由整齊排列在主梁上的濾板(廂式板、隔膜板)和板與板之間的濾布所組成。過濾開始時，濾漿在進料泵的推動下，經止推板上的分料口向每個濾室均勻分料，濾漿借助輸料泵產生的壓力進行固液分離，由于過濾介質(濾布)的作用，使固體留在濾室內形成濾餅，濾液由排液通道排出。該機具有獨特的吹風功能，通過對每個單獨封閉濾餅進行空氣穿流風干，更進一步有效地降低濾餅含水率。對于粘性大、顆粒細、細胞內水分高的物料，可通過隔膜濾板的鼓膜功能(由壓榨管道向隔膜濾板中注入高壓水)壓榨濾餅，進一步降低濾餅含水率。

3 單室進料空氣穿流壓濾機工作原理

煤泥經濾室過濾、高壓風反吹、角吹、拉板卸料來實現有效回收。

(1)濾板組壓緊密閉。壓緊油缸由液壓泵站供油，油缸體上的活塞桿推動壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板組壓緊密閉形成緊密濾室，以保證帶有一定壓力的煤漿在濾室內進行加壓過濾。

(2)進料過濾。煤漿由泵高壓注入壓濾機緊密濾室，并逐漸填滿濾腔室，由于濾布的作用，進料壓力使濾腔室煤泥中的水穿過濾布，煤泥顆粒被濾布截留形成濾餅[4]。

(3)反吹。關閉進料閥門，向濾室內注入空氣，通過鼓張隔膜變形產生的壓力來破壞煤泥顆粒間形成的拱橋，最大限度地擠出濾餅中固體顆粒間殘余液體，使濾餅的水分降低。

(4)角吹。從入料端注入高壓空氣，將入料管道與濾板組件中的液體強力反吹到入料桶中，防止因入料管道堵塞，導致未經過濾的液體進入卸料系統。

(5)拉板卸料。鏈條帶動拉板拉開，濾餅自動卸下。

4 單室進料空氣穿流壓濾機技術參數

單室進料空氣穿流壓濾機技術參數見表1。

表1 單室進料空氣穿流壓濾機技術參數

5 單室進料空氣穿流壓濾機技術特點

與普通壓濾機相比，單室進料空氣穿流壓濾機具有如下特點：

(1)自動運行及檢測功能。采用觸摸屏PLC集中智能控制的人機文本操作界面。液壓泵站、拉板系統、管路閥門開關等如有異常，立即在顯示屏上報警。保障了整個壓濾機運行安全、可靠。信息顯示在觸摸屏上，為崗位操作人員判斷故障位置、迅速解決故障提供了幫助。

(2)雙端口入料方式，角吹、自動反吹設計，有效降低了濾餅水分。

(3)自動保壓系統液壓元器件及主控制閥件采用可靠產品，保證了壓濾機的各項性能指標，使壓濾機操作方便、運行靈活、安全可靠，無故障運行，無滲漏現象。

(4)濾板采用無堿聚丙烯材質，具有質量輕，強度大，使用壽命長等特點。

6 單室進料空氣穿流壓濾機應用效果

生產實踐表明，該設備性能穩定，系統靈活、可靠，產品水分明顯降低，運行效果很好。單室進料空氣穿流壓濾機與原KMGZ350-2000U型壓濾機及GPJ-96加壓過濾機的應用效果對比見表2。

表2 脫水設備對比

分析表2可知：

(1)采用高壓風二次反吹、一次角吹，濾餅顆粒間游離水被擠出，濾板組件間不再帶有泥漿，濾餅水分達 22% 左右，比原壓濾機降低了5個百分點。

(2)濾餅水分低，并且不粘濾布，拉板即卸料，上料到卸料可以實現全部自動化，無需人工評經驗去判斷濾液水出量大小，判斷成板時間，降低了人工勞動強度，減少了崗位人員，從上料到卸料時間比原壓濾機縮短3 min[5]。

(3)煤泥回收能力達到 8.5 t/h，單臺壓濾機處理能力是原來的 1.37 倍，增加了處理能力。

(4)機組設置合理，故障判斷及濾布更換時間比原壓濾機縮短50%。

7 效益分析

單室進料空氣穿流壓濾機投入使用以來，綜合精煤水分降低5個百分點，按照全年一車間生產精煤60萬t計算，折合含水分無效運輸3萬t，每噸運費年平均185元，每年可節約550萬元，單班作業減少1名操作人員，年節約工資25萬元左右。

8 結 語

柳灣煤礦選煤廠在單室進料空氣穿流壓濾機應用過程中，根據影響其脫水效果的因素，不斷探索和完善工藝操作程序，加強對壓濾機的維護和管理，充分發揮其脫水功效，使其在降低精煤水分、增加經濟效益等方面發揮了重要作用。