introductory

平溝選煤廠是1座設(shè)計(jì)入選原煤能力120萬(wàn)t/a的煉焦煤選煤廠，采用跳汰粗選一重介質(zhì)旋流器精選一煤泥直接浮選聯(lián)合工藝流程。2006年生產(chǎn)能力核定年人選原煤能力160萬(wàn)t。隨著礦井大規(guī)模機(jī)械化開采，原煤中煤泥含量日益增高。礦井改造前原生煤泥量為18％～19％、次生煤泥量約為7％；改造后，原生煤泥量增至23％一25％、次生煤泥量約為8％，煤泥總量增加了約5％。而煤泥水處理系統(tǒng)的運(yùn)行效果直接關(guān)系到選煤廠的各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。眾所周知，煤泥水處理取決于其所采用的工藝類型、設(shè)備及運(yùn)行與管理制度，對(duì)于煉焦煤選煤廠煤泥水處理更顯重要。

浮選精煤脫水系統(tǒng)

存在的問題改造前，浮選精煤采用3臺(tái)PGl 16—12型圓盤真空過濾機(jī)脫水。PGll6—12型圓盤真空過濾機(jī)主要參數(shù)為：過濾面積l 16m2，過濾盤數(shù)12個(gè)，過濾盤直徑2700mm，主傳動(dòng)電機(jī)功率4kW，攪拌電機(jī)功率4kW，與其配套使用的三臺(tái)真空泵型號(hào)為2YK一1 10型，配套電機(jī)功率為185kW。改造前浮選精煤脫水系統(tǒng)主要存在以下問題：

(1)濾液濃度高，產(chǎn)品水分高。由于人選原煤中細(xì)粒級(jí)含量增多，導(dǎo)致浮選人料中的細(xì)泥含量增加，給浮選及其產(chǎn)品脫水造成了困難。改造前，浮選精礦經(jīng)圓盤真空過濾機(jī)脫水后，產(chǎn)品水分平均高達(dá)35％以上，濾液濃度平均高達(dá)569/L。平溝選煤J一浮選精煤量較大(約占總精煤最的30％)，過高的浮選精煤水分導(dǎo)致最終精煤產(chǎn)品水分高。重選精煤與浮選精煤混合后最終精煤水分高達(dá)14.5％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了用戶對(duì)精煤水分11.5％以下的要求；另一方面，濾液濃度高，導(dǎo)致返同浮選機(jī)進(jìn)行二次浮選的濾液量大，惡化了浮選效果，并造成細(xì)泥在系統(tǒng)中惡性循環(huán)，影響了洗水質(zhì)量。

(2)設(shè)備老化嚴(yán)重，維護(hù)費(fèi)用高，處理能力低。經(jīng)過十幾年的運(yùn)行，圓盤真空過濾機(jī)與配套的真空采已到報(bào)廢期。其中：圓盤真空過濾機(jī)的空心軸、渦輪渦桿、攪拌機(jī)構(gòu)、電機(jī)、減速器磨損嚴(yán)重、平均每2a大修一次，每臺(tái)大修費(fèi)用高達(dá)30萬(wàn)元左右；同時(shí)，為保證過濾機(jī)的正常運(yùn)行，每臺(tái)每年日常維護(hù)消耗配件及材料費(fèi)也達(dá)20余萬(wàn)元；配套真空泵的電機(jī)由于使用年限已到，經(jīng)常出現(xiàn)問題，設(shè)備狀況極不穩(wěn)定，不但不能滿足浮選系統(tǒng)人浮量增大的要求，而且還經(jīng)常發(fā)生因過濾機(jī)故障及能力不足而影響生產(chǎn)的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年用于浮選精煤脫水設(shè)備的維修費(fèi)用高達(dá)110萬(wàn)元左右。

浮選精煤脫水系統(tǒng)的改造

針對(duì)浮選精煤脫水系統(tǒng)存在的問題，對(duì)三種細(xì)粒煤脫水設(shè)備，即快開式隔膜壓濾機(jī)、加壓過濾機(jī)和圓盤真空過濾機(jī)進(jìn)行了分析對(duì)比，得出如下結(jié)論：圓盤真空過濾機(jī)存在處理能力低、產(chǎn)品水分高、濾液濃度高、必須返回浮選系統(tǒng)進(jìn)行二次浮選等缺點(diǎn)；加壓過濾機(jī)額定處理能力與快開式隔膜壓濾機(jī)相近，但是根據(jù)其他選煤廠使用的經(jīng)驗(yàn)，加壓過濾機(jī)在遇到細(xì)粒和泥化物后處理能力會(huì)急劇下降，而且該機(jī)一次性投資大、能耗高、設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)間長(zhǎng)、維修費(fèi)用高，使用高壓設(shè)備本身對(duì)員工的安全也有一定的風(fēng)險(xiǎn)；相比之下，快開式隔膜壓濾機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)制造，具有過濾、卸料速度快、壓榨水分低、自動(dòng)化程度高、處理量大、處理粒度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。在綜合比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合平溝選煤廠的實(shí)際，決定選用2臺(tái)KZG300/2000一U型快開式隔膜精煤壓濾機(jī)替代原有的3臺(tái)圓盤真空過濾機(jī)用于浮選精煤脫水。

快開式隔膜壓濾機(jī)的工作原理

KZG300/2000一U型快開式diaphragm filter press是集機(jī)、電、液于一體的先進(jìn)分離機(jī)械設(shè)備，主要由機(jī)架、過濾、液壓、卸料機(jī)構(gòu)和電器控制部分組成。

1.機(jī)架部分機(jī)架是整套設(shè)備的基礎(chǔ)，它差要用于支撐過濾機(jī)構(gòu)，由止推板、壓緊板、機(jī)座、油缸體和主梁等連接組成。設(shè)備工作運(yùn)行時(shí)，油缸體上的活塞桿推動(dòng)壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的隔膜板、濾板及濾布?jí)壕o，以保證帶有壓力的濾漿在濾室內(nèi)進(jìn)行加壓過濾。

過濾機(jī)構(gòu)過濾機(jī)構(gòu)

由整齊排列在主梁上的隔膜濾板、廂式濾板和夾在它們之問的濾布組成。過濾開始時(shí)，漿液在進(jìn)料泵的推動(dòng)下，經(jīng)止推板的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室，借助進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力使?jié){液進(jìn)行固液分離。在過濾介質(zhì)(濾布)的作用下，固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液由排液閥排出。若濾餅需要洗滌，可經(jīng)止推板上的洗滌口流入洗滌水，對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌。設(shè)備配有隔膜濾板，當(dāng)需要將濾餅水分降至很低時(shí)，可以向隔膜襯板的進(jìn)氣I=i處通入壓縮空氣，壓榨濾餅；還町以向止推板端的進(jìn)料13處通入高壓空氣，透過濾餅層，進(jìn)行中間空氣穿流，擠壓出濾餅中的部分水分。

液壓部分

液壓部分主要由液壓站和油缸組成，是主機(jī)完成壓緊和松開動(dòng)作的動(dòng)力裝置。在電氣控制系統(tǒng)的作用下，通過油缸、油泵及液壓元件來(lái)完成系統(tǒng)的一部分工作。當(dāng)系統(tǒng)被液壓站、油缸壓緊時(shí)，各個(gè)濾室將密封，壓濾機(jī)處于過濾階段，反之松開時(shí)，壓濾機(jī)卸料。液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓緊、自動(dòng)保壓、自動(dòng)補(bǔ)壓、自動(dòng)卸壓及自動(dòng)松開等功能。

(1)自動(dòng)壓緊。開始?jí)壕o時(shí)，液壓站電機(jī)及電磁換向閥通電，電機(jī)帶動(dòng)油泵開始向油缸高壓腔供油，在油壓的作用下活塞桿前進(jìn)，推動(dòng)壓緊板壓緊濾板和隔膜板，當(dāng)壓力達(dá)到電接點(diǎn)壓力表的上限時(shí)，電機(jī)及電磁換向閥失電，電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)人保壓狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)壓力由溢流閥確定。

(2)自動(dòng)補(bǔ)壓。壓濾機(jī)把濾板和隔膜板壓緊后，液控單向閥鎖緊回路，并保壓，電磁換向閥閥芯處于中位。當(dāng)油壓降至電接點(diǎn)壓力表下限時(shí)，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，泵站電機(jī)及電磁換向閥通電，油泵向油缸后腔供油補(bǔ)壓。當(dāng)壓力達(dá)到電接點(diǎn)壓力表上限時(shí)，泵站電機(jī)及電磁換向閥失電，泵站電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如此循環(huán)完成自動(dòng)補(bǔ)壓。

(3)自動(dòng)松開。當(dāng)過濾完畢時(shí)，泵站電機(jī)及電磁換向閥通電，電機(jī)帶動(dòng)油泵向油缸低壓腔供油，活塞桿帶動(dòng)壓緊板后退，當(dāng)壓緊板與限位開關(guān)接觸時(shí)，泵站電機(jī)及電磁換向閥失電，此時(shí)系統(tǒng)壓力由直動(dòng)式溢流閥確定。自動(dòng)卸料完成后，即完成一個(gè)工作循環(huán)。

Unloading mechanism

卸料機(jī)構(gòu)主要由兩個(gè)減速電機(jī)和傳動(dòng)軸、鏈輪、鏈條等手要部件組成。在電氣系統(tǒng)的作用下進(jìn)行工作：當(dāng)壓緊板松開后，支撐座位置的電機(jī)啟動(dòng)，通過鏈輪、鏈條拉動(dòng)油缸座、壓緊板，并拉開第一部分濾板；然后止推板位置的電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)隔板拉開第二部分濾板；再通過電控柜中信號(hào)傳遞，使之反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)隔板拉開剩余的濾板，這樣，一個(gè)卸料過程完畢。

電氣控制部分

電氣控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，它主要由電控柜、斷路器、空氣開關(guān)、接觸器、中間繼電器、PLC可編程控制器、行程開關(guān)、接近開關(guān)及TD200文本顯示器等組成。電氣系統(tǒng)主要控制卸料裝置的工作。4使用快開式隔膜壓濾機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益改造后的浮選精煤脫水系統(tǒng)于2007年9月投入生產(chǎn)運(yùn)行，實(shí)踐證明，快開式隔膜壓濾機(jī)脫水效果良好，改造后，浮選精煤水分降低了7百分點(diǎn)，配套電機(jī)功率下降277kW，且濾液濃度大大降低，避免了細(xì)泥在系統(tǒng)中的循環(huán)，浮選精煤產(chǎn)率提高了0.7百分點(diǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。按年入選原煤160萬(wàn)t，每年生產(chǎn)330d，每天生產(chǎn)16h，煤泥含量25％計(jì)算，因精煤水分降低，年節(jié)約水費(fèi)約5萬(wàn)元。

原浮選精煤脫水使用2臺(tái)圓盤式真空過濾機(jī)，每小時(shí)功率為2臺(tái)×(主傳動(dòng)電機(jī)4 kW+攪拌器電機(jī)4kV+真空泵電機(jī)185 kW)=386 kW；目前生產(chǎn)中使用2臺(tái)Quick-opening diaphragm filter press，每小時(shí)的功率(間歇入料按1/2時(shí)間計(jì))為2 X 1/2×(止推銷電機(jī)1.1 kW+拉板電機(jī)2臺(tái)×5.5kW/臺(tái)+油泵電機(jī)2臺(tái)×11kW/臺(tái)+喂料泵電機(jī)75 kW)=109.1kW，因此，改造后用電功率降低了277 kW，年節(jié)電146萬(wàn)kW-h，工業(yè)電費(fèi)以0.47衫(kW·h)計(jì)算，每年可節(jié)省電費(fèi)近68萬(wàn)元。使用快開式隔膜壓濾機(jī)后，濾液水的濃度比原工藝降低了約459/L，處理量提高了20％～30％，濾餅水分降低了6％～8％，對(duì)于選煤廠節(jié)能降耗、提高工作效率、增加經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義?？扉_式隔膜壓濾機(jī)比圓盤式真窄過濾機(jī)的噪聲降低了25dB左右，減輕了高頻噪盧對(duì)人體的危害。

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平溝選煤廠通過使用快開式隔膜壓濾機(jī)對(duì)浮選精煤進(jìn)行脫水回收，降低了產(chǎn)品水分，優(yōu)化了工藝流程，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了選煤廠的自動(dòng)化水平，增加了公司的經(jīng)濟(jì)效益?？扉_式隔膜壓濾機(jī)在脫水、環(huán)保、增效和設(shè)備性能等方面均具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)同類選煤廠具有很好的借鑒意義。