introductory

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的不斷創(chuàng)新，智能化選煤廠建設(shè)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)煤炭工業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，打造選煤業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)具有重要戰(zhàn)略意義。壓濾機(jī)作為選煤廠煤泥水閉路循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，目前正向著大產(chǎn)能、高效率的方向發(fā)展，其中主要有煤泥處理能力強(qiáng)、過濾面積大、多端口高壓強(qiáng)流入料、多油缸均勻壓緊、快速拉開卸料、PLC及信息化自動(dòng)控制等優(yōu)勢(shì)。

Current status of coal slurry water treatment

受礦井地質(zhì)條件的影響，東灘煤礦煤層斷層和夾矸巖性為粉砂巖或泥巖，均屬于遇水極易泥化的粘土類礦物，隨著礦區(qū)井下開采時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，優(yōu)質(zhì)煤儲(chǔ)量逐漸降低，原煤中的煤泥含量越來(lái)越大，尤其是井下采場(chǎng)出現(xiàn)斷層時(shí)，原煤入洗泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，煤泥中細(xì)顆粒含量高（-200目占70％以上），造成煤泥水過濾速度慢、煤泥含水率高。煤泥性質(zhì)（高灰細(xì)泥，易泥化，粘度大等）嚴(yán)重影響壓濾生產(chǎn)效率，礦井煤質(zhì)好時(shí)，KM300/2000型快速隔膜壓濾機(jī)循環(huán)周期約為15min，煤質(zhì)差時(shí)，KM300/2000型快速隔膜壓濾機(jī)循環(huán)周期約為40min，壓濾效率降低2~3倍。礦井煤泥含量15%左右時(shí)煤泥水處理具備全入洗處理能力，但礦井部分工作面煤泥含量偏高時(shí)，如3306綜放工作面煤泥含量最高達(dá)到25.95%，增幅近60%，且矸石、夾矸易泥化，選煤廠現(xiàn)有的煤泥水過濾壓濾機(jī)的處理能力不能滿足原煤入洗的要求。煤質(zhì)差時(shí)系統(tǒng)中細(xì)粒煤泥積聚，循環(huán)水、澄清水濃度劇增，無(wú)壓重介系統(tǒng)分選效率降低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)必須采取減產(chǎn)措施，實(shí)施“以水定產(chǎn)”，影響整個(gè)洗煤系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

capacity expansion and reconstruction

主要研究?jī)?nèi)容選煤廠壓濾廠房壓濾機(jī)煤泥過濾面積小，入料時(shí)間長(zhǎng)。煤泥性質(zhì)（高灰細(xì)泥，易泥化，粘度大等）嚴(yán)重影響壓濾生產(chǎn)效率。另外該壓濾機(jī)2005年4月投入使用，主機(jī)部分雖沒有出現(xiàn)大的變形和失效問題，但銹蝕和磨損嚴(yán)重，液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置也經(jīng)常出現(xiàn)故障，故計(jì)劃對(duì)壓濾廠房二層壓濾機(jī)進(jìn)行增容。通過增加KM型快速壓濾機(jī)專用濾板、更新濾板分組拉開卸料技術(shù)、改進(jìn)多油缸同步壓緊技術(shù)、完善壓榨安全保護(hù)系統(tǒng)等研發(fā)與升級(jí)，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)增容。增容后壓濾機(jī)煤泥有效過濾面積由300m2增加到600m2，以提高煤泥處理能力。為了滿足現(xiàn)有壓濾機(jī)處理難過濾煤泥的要求，對(duì)現(xiàn)有KM300/2000型快速隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行增容為KM600/2000快速隔膜板框壓濾機(jī)，從而提高單臺(tái)壓濾機(jī)處理能力，滿足洗煤廠煤泥水系統(tǒng)閉路循環(huán)的生產(chǎn)需要，同時(shí)避免廠房再擴(kuò)建和增加新設(shè)備系統(tǒng)帶來(lái)的大量人力、物料投入。

Major research projects

1）研制KM型快速壓濾機(jī)專用濾板。濾板采用KM系列快速壓濾機(jī)1.6MPa高壓壓濾專用濾板，專用濾板及隔膜片選用高熱穩(wěn)定性純聚丙烯材料，采用細(xì)顆粒直接熔模壓鑄工藝，不添加碳酸鈣、玻璃纖維等任何添加劑，濾板采用明暗流同時(shí)排液設(shè)計(jì)、專用濾板的過濾面、出液孔、集成孔、角孔進(jìn)行流體力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證水力學(xué)半徑遞減，使濾液流道形成從內(nèi)向外明顯、均勻的壓力梯度，可實(shí)現(xiàn)快速負(fù)壓高效壓濾，同時(shí)將壓濾機(jī)濾板數(shù)量由44塊濾板增加到88塊實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)擴(kuò)容。

2）設(shè)計(jì)最新濾板分段拉開卸料技術(shù)。采用最新濾板拉開傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由現(xiàn)有三次分組拉開更改為分段快速拉開卸料，濾板拉開距離不變，同時(shí)具有濾板偏轉(zhuǎn)力矩?cái)[動(dòng)沖機(jī)卸料功能。

3）改進(jìn)多油缸同步壓緊技術(shù)。改進(jìn)油缸壓緊密閉濾板組技術(shù)，使多個(gè)油缸壓緊松開過程同步性更好，故障率更低，保證在0.8MPa高壓入料和1.6MPa隔膜壓榨時(shí)濾板組密封力足夠，避免油缸壓緊力不夠或壓偏而造成設(shè)備噴料現(xiàn)象。

4）完善壓榨安全保護(hù)系統(tǒng)。增加液壓油缸失壓保護(hù)程序，通過設(shè)置壓力傳感器，自動(dòng)控制程序檢測(cè)高壓入料和壓榨過程，避免出現(xiàn)油缸或液壓元件密封力不夠時(shí)造成人員和設(shè)備安全問題。

Rehabilitation programme

近幾年，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用在礦山行業(yè)的同類型隔膜板框壓濾機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是大型化、智能化，單臺(tái)filter press的過濾面積一般都在500m2以上，濾板尺寸為2×2m或2.5×2.5m，在鋼鐵行業(yè)的鐵精粉過濾壓濾機(jī)，濾板尺寸達(dá)到了3.5m以上。隨著壓濾機(jī)過濾面積的增大，單臺(tái)壓濾機(jī)的單循環(huán)產(chǎn)能增大，并且配套的壓濾機(jī)自動(dòng)化控制水平也明顯提高，壓濾機(jī)可以實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)運(yùn)行，工業(yè)機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄壓濾機(jī)工作運(yùn)行參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化管理。與壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)合作，該廠家作為國(guó)內(nèi)第一家率先研制快開壓濾機(jī)的生產(chǎn)廠家，具有高強(qiáng)度、高韌性濾板及隔膜片；液壓馬達(dá)拖動(dòng)系統(tǒng)及液壓馬達(dá)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)；液壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)及傳動(dòng)鏈拖動(dòng)新型連桿結(jié)構(gòu)拉板小車分段拉開濾板卸料裝置均有先進(jìn)的研究成果。該項(xiàng)目結(jié)合選煤廠現(xiàn)有KM300/2000diaphragm filter press存在的過濾面積小、壓濾循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)等問題，采取技術(shù)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)繪制、優(yōu)化設(shè)計(jì)布局、組織科研攻關(guān)等方法，研究并確定液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)壓板拉開濾板初次卸料和驅(qū)動(dòng)新型連桿結(jié)構(gòu)拉板小車實(shí)現(xiàn)分段自動(dòng)拉開濾板卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。將原有300m2三次分組拉開的壓濾機(jī)濾板增加一倍；分組拉開改為分段拉開，每次拉開5塊濾板卸濾餅；原有運(yùn)輸系統(tǒng)、入料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、管路系統(tǒng)保持不變，減少?zèng)]必要的投入。將原有的KM600/2000快速隔膜壓濾機(jī)增加了44塊濾板，使得壓濾機(jī)的處理能力增加一倍。關(guān)鍵設(shè)計(jì)：

1）采用主油缸帶動(dòng)4個(gè)輔助油缸壓緊，可提高壓緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作效率，保證濾板組密封力足夠，不會(huì)出現(xiàn)因油缸壓緊力不夠或壓偏而造成設(shè)備噴料現(xiàn)象，保證壓濾機(jī)生產(chǎn)過程入料的穩(wěn)定性及可靠性。

2）液壓馬達(dá)通過滾子鏈帶動(dòng)拉板小車分多次拉開卸料及工作過程的自動(dòng)化程序控制。增加拉板小車帶動(dòng)濾板分段拉開過程的放掉板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3）提高壓濾機(jī)多端口入料結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和使用壽命，在滿足多段入料功能的前提下，做到壓濾機(jī)入料管布置位置合理，外形美觀，操作維護(hù)方便。

4）增加新型機(jī)械連桿式拉板裝置，利用液壓馬達(dá)拖動(dòng)鏈拉板系統(tǒng)完成壓濾機(jī)濾板自動(dòng)合攏、拉開進(jìn)行多次卸料功能。

5）改為分段快速拉開卸料，具有濾板偏轉(zhuǎn)力矩?cái)[動(dòng)沖擊卸料功能。

6）增加伸縮入料管裝置，替換原有的側(cè)入料軟管組件，在改進(jìn)設(shè)備外觀的同時(shí)提高壓濾機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。

7）增加液壓油缸失壓保護(hù)程序，通過設(shè)置壓力傳感器，自動(dòng)控制程序監(jiān)測(cè)高壓入料和壓榨過程，避免出現(xiàn)油缸或液壓元件密封力不夠時(shí)造成人員和設(shè)備安全問題。

Enlargement effect

快速隔膜板框壓濾機(jī)擴(kuò)容后，過濾面積由300m2增大到600m2，濾室容積由現(xiàn)在的6m2增大為12m2，壓濾機(jī)單循環(huán)產(chǎn)量可增加一倍。通過增容改造，使得壓濾機(jī)的小時(shí)處理能力增加一倍，解決了煤泥性質(zhì)變化而造成煤泥處理難的問題，滿足了洗煤廠整體生產(chǎn)的要求。同時(shí)減少了沒必要的投入，例如廠房、接水槽、下料槽、入料泵、運(yùn)輸機(jī)、操作臺(tái)和管道及閥門等投入。2.4主要技術(shù)指標(biāo)過濾面積：600m2濾板外形尺寸：2000×2000mm濾板塊數(shù)：88塊濾室深度：40mm濾室容積：12m2入料壓力：≦0.8MPa壓榨壓力：≦0.8MPa2.5經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益壓濾廠房的壓濾機(jī)增容，可增加煤泥水系統(tǒng)的處理能力，增加洗選系統(tǒng)的入洗量。改造前，洗選系統(tǒng)會(huì)因?yàn)槊耗嗨異夯到y(tǒng)中細(xì)粒煤泥積聚，循環(huán)水、澄清水濃度劇增，無(wú)壓重介系統(tǒng)分選效率降低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)必須采取減產(chǎn)措施。改造后，過濾面積為300m2/臺(tái)增容至600m2/臺(tái)，可每天多生產(chǎn)尾煤泥160t，入洗量可增加約1000t。改造前2018年1-8月份共入洗原煤241.93萬(wàn)t，月均入洗34.56萬(wàn)t，改造后8-12月份共入洗原煤209.9萬(wàn)噸，月均41.98萬(wàn)t。

Value of promotion and application

增容改造后的壓濾機(jī)共安裝濾板88塊，其中隔膜、廂式各44塊。濾板濾室總?cè)莘e由現(xiàn)在的6m2增大為12m2，煤泥有效過濾面積由現(xiàn)在的300m2增大到600m2，每個(gè)壓濾循環(huán)處理煤泥量15t，煤質(zhì)好時(shí)每壓濾循環(huán)用時(shí)20min；煤質(zhì)差時(shí)每壓濾循環(huán)用時(shí)45min；增容研制后的壓濾機(jī)可實(shí)現(xiàn)所有濾板一次自動(dòng)合攏壓緊、多點(diǎn)入料、逆向反吹、二次壓榨、負(fù)壓高效過濾、明暗流同時(shí)排液。增容改造后的隔膜板框壓濾機(jī)與其他同類型壓濾機(jī)對(duì)比，在同等入料濃度及壓力的情況下，此壓濾機(jī)可縮短25%的入料時(shí)間，且濾餅不易粘濾布，亦可減少卸料時(shí)間，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，單臺(tái)壓濾機(jī)處理能力大，設(shè)備可靠，操作方便。壓濾機(jī)擴(kuò)容后，可提高單臺(tái)壓濾機(jī)的過濾處理能力，提高選煤廠洗煤系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)還提高了煤礦設(shè)備管理現(xiàn)代化水平，具有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值。2018年12月20日該項(xiàng)目通過集團(tuán)公司驗(yàn)收。壓濾機(jī)新式技術(shù)已部分應(yīng)用于其他壓濾機(jī)，煤泥水處理能力明顯提高，操作方便，設(shè)備可靠性增加，可以創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。