快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)在王家?guī)X選煤廠的應(yīng)用

張國(guó)強(qiáng)

（華晉焦煤有限責(zé)任公司王家?guī)X選煤廠，山西 運(yùn)城 043300）

快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)在王家?guī)X選煤廠的應(yīng)用

張國(guó)強(qiáng)

（華晉焦煤有限責(zé)任公司王家?guī)X選煤廠，山西 運(yùn)城 043300）

王家?guī)X選煤廠選用高效節(jié)能快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行煤泥水精煤脫水。該壓濾機(jī)自動(dòng)化程度高、液壓系統(tǒng)安全可靠、自動(dòng)拉板系統(tǒng)靈活準(zhǔn)確。脫水效率高，運(yùn)行成本低；既保證了選煤工藝又提高了生產(chǎn)效率。

選煤廠；快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)；煤泥水

王家?guī)X選煤廠是華晉焦煤有限責(zé)任公司的現(xiàn)代化大型選煤廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力600萬(wàn)t/a。選煤工藝采用脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主再洗分選，粗煤泥采用干擾床煤泥分選機(jī)分選、細(xì)煤泥采用微泡浮選機(jī)直接浮選、浮選精煤采用隔膜式壓濾機(jī)脫水、浮選尾煤與其它工藝過(guò)程中的底流、離心液等進(jìn)入濃縮機(jī)濃縮，濃縮機(jī)底流經(jīng)尾煤壓濾機(jī)脫水，作為最終的煤泥產(chǎn)品。

1 目前的煤泥水處理技術(shù)

目前，用于煤泥的脫水設(shè)備有：圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)等，但是應(yīng)用這些設(shè)備進(jìn)行煤泥脫水，仍然存在諸多不足。

圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)是利用負(fù)壓進(jìn)行工作的，壓力上限受大氣壓的限制，影響濾網(wǎng)兩面的壓力差，導(dǎo)致脫水效率偏低、濾餅中含水分較高、且能耗大，尤其是處理細(xì)而粘的物料時(shí)，濾餅脫落較難，還需輔助人工操作，濾布更換相當(dāng)麻煩，成本也較高。加壓過(guò)濾機(jī)由于運(yùn)行故障較多，電控系統(tǒng)復(fù)雜、機(jī)體重、體積大、可靠性差、且設(shè)備價(jià)格貴，實(shí)際使用中也有不盡人意之處。它對(duì)入料濃度、粒度組成要求苛刻，入料粒度組成變化較大時(shí)，產(chǎn)品水分和處理量波動(dòng)大。

廂式壓濾機(jī)的突出特點(diǎn)是脫水后的產(chǎn)品集中卸料，這對(duì)浮選精煤需要連續(xù)脫水工藝來(lái)說(shuō)是大缺陷。它的單塊濾餅體積大、不易破碎，更換濾布也較麻煩。

2 快開(kāi)式壓濾機(jī)的特點(diǎn)

王家?guī)X選煤廠主廠房采用國(guó)內(nèi)景津壓濾機(jī)集團(tuán)生產(chǎn)的8臺(tái)KMZGFS450/2000-U型高效節(jié)能快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)，用來(lái)進(jìn)行浮選精煤的煤泥水脫水處理，具有下列特點(diǎn)。

（1）自動(dòng)化程度高：前些年用的壓濾機(jī)，自動(dòng)化程度普遍較低，需要專門(mén)培訓(xùn)后的人員操作，人力成本很高，也會(huì)因人為因素造成煤泥中水分含量不穩(wěn)定，自動(dòng)化程度成為選型的重要因素?！熬敖驂簽V機(jī)”采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)制造，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，采用西門(mén)子S7-200系列PLC進(jìn)行控制，具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作狀態(tài)。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)都有動(dòng)作互鎖功能保護(hù)，以防止誤動(dòng)作。所有邏輯動(dòng)作包括：壓緊、進(jìn)料、保壓、補(bǔ)壓、壓榨、泄壓、松開(kāi)、取板、拉板、沖洗、各工作狀態(tài)中的暫停功能等，都由PLC的CPU單元自動(dòng)執(zhí)行；若有異常，系統(tǒng)會(huì)用聲、光同時(shí)報(bào)警。

（2）機(jī)架強(qiáng)度高：如果壓濾機(jī)機(jī)架強(qiáng)度不夠，造成不當(dāng)形變，會(huì)產(chǎn)生濾板開(kāi)合不順暢、壓力不均勻等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致濾板斷裂和濾布損毀等事故?！熬敖驂簽V機(jī)”吸取先進(jìn)技術(shù)，機(jī)架及主梁材質(zhì)選用Q345B，用二氧化碳保護(hù)焊焊接成型，經(jīng)回火定型處理后，并用拋丸機(jī)噴砂處理，使其表面形成細(xì)小麻窩，使油漆附著力更強(qiáng)、不易脫落、增加了耐腐蝕性、提高了抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性能，可滿足高壓濾板的使用要求，并解決了壓濾機(jī)主梁變形的問(wèn)題。

（3）液壓系統(tǒng)安全可靠：液壓系統(tǒng)的可靠性很重要。液壓系統(tǒng)是其核心環(huán)節(jié)，也是故障多發(fā)環(huán)節(jié)（液壓管路系統(tǒng)較復(fù)雜，發(fā)生問(wèn)題后很難診斷和處理）?！熬敖驂簽V機(jī)”液壓系統(tǒng)的整個(gè)裝配過(guò)程，都是在無(wú)塵恒溫車(chē)間完成的，液壓元器件、主控制閥件、密封圈全部采用國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，油缸及活塞桿全用優(yōu)質(zhì)材料經(jīng)磨削加工、精度等級(jí)很高，具有硬度高、耐磨性能好、抗腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

（4）自動(dòng)拉板系統(tǒng)靈活準(zhǔn)確：“景津壓濾機(jī)”的拉板系統(tǒng)，將廂式配板、隔膜濾板分為若干組，每組濾板采用鋼鏈條連接，采用軌道槽輪進(jìn)行定位。拉板時(shí)每次拉動(dòng)一組，并順次拉開(kāi)該組所有濾板。拉板電機(jī)采用美國(guó)AB變頻器驅(qū)動(dòng)，拉板速度可調(diào)，能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況控制卸料時(shí)間，調(diào)節(jié)范圍達(dá)60 s～300 s的時(shí)間寬度。通過(guò)變頻器可自行檢測(cè)電機(jī)的電流、運(yùn)行速度、過(guò)載信號(hào)、控制拉板器的方向，完成自動(dòng)拉板過(guò)程。PLC中固化了拉板動(dòng)作程序，拉板器運(yùn)行速度等參數(shù)可用觸摸屏設(shè)定。整個(gè)系統(tǒng)安全可靠，故障率低。拉板器及滑道均有防護(hù)裝置，上下鏈盒密閉，保證了拉板系統(tǒng)的清潔和靈活。

3 快開(kāi)式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)

KMZGFS450/2000-U型高效節(jié)能快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)是集機(jī)、電、液于一體的先進(jìn)固液分離機(jī)械設(shè)備，主要由機(jī)架部件、自動(dòng)拉板部件、過(guò)濾部件、液壓部件、電氣控制部件組成。

（1）機(jī)架部件：機(jī)架是整臺(tái)壓濾機(jī)的基礎(chǔ)（用于支撐過(guò)濾機(jī)構(gòu)和拉板機(jī)構(gòu)），由機(jī)座、油缸、主梁、止推板、壓緊板等組成。設(shè)備工作時(shí),機(jī)身尾部的液壓活塞桿推動(dòng)壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板及過(guò)濾介質(zhì)壓緊，使各濾板之間形成濾室，以保證帶有一定壓力的煤泥在濾室里進(jìn)行壓濾。

（2）自動(dòng)拉板部件：由變頻器、電機(jī)、拉板小車(chē)、鏈輪、鏈條等組成。在PLC的控制下，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)鏈輪帶動(dòng)鏈條運(yùn)行，鏈條帶動(dòng)拉板小車(chē)完成拉板動(dòng)作。拉板系統(tǒng)還有手動(dòng)控制功能，能隨時(shí)以手動(dòng)方式控制拉板的前進(jìn)、后退、停止等動(dòng)作。

（3）過(guò)濾部件：它的濾室由排列在主梁上的濾板組成。濾板主要是優(yōu)質(zhì)聚丙烯采用獨(dú)特配方壓制而成，機(jī)械性能良好，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有耐熱、耐壓、耐腐蝕、重量輕、表面光滑平整、密封性好、易洗滌等優(yōu)點(diǎn)。

（4）液壓部件：它是壓濾機(jī)的動(dòng)力裝置，在PLC及電氣控制下，通過(guò)油泵、油缸、液壓元件完成各種動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓緊、自動(dòng)補(bǔ)壓、壓濾、拉板、高壓卸荷、自動(dòng)松開(kāi)等功能。

（5）電氣控制部件：它是壓濾機(jī)的控制中心，主要由PLC、觸摸屏、變頻器、熱繼電器、空氣斷路器、中間繼電器、接觸器、按鈕、信號(hào)燈等組成。各部件間通過(guò)電氣連接或者通訊連接，形成有機(jī)的統(tǒng)一。PLC內(nèi)部集成的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器有效控制了設(shè)備各個(gè)動(dòng)作執(zhí)行的時(shí)間；裝在設(shè)備上的行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、電接點(diǎn)壓力表等部件，將設(shè)備的重要運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)反饋給PLC，以便PLC按照程序進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作的執(zhí)行。

4 快開(kāi)式壓濾機(jī)的原理

（1）工作原理：液壓泵啟動(dòng)后，壓緊電磁閥打開(kāi)，由液壓活塞桿推動(dòng)濾板向機(jī)體尾部運(yùn)行，將所有濾板擠在一起，在濾板之間形成濾室。隨后入料閥門(mén)打開(kāi)，帶壓的煤泥水從機(jī)體頭尾兩側(cè)同時(shí)進(jìn)料、并充滿濾室初步形成濾餅，濾液透過(guò)濾布，通過(guò)濾板的導(dǎo)水孔排出機(jī)體，短時(shí)間形成濾餅后，進(jìn)氣閥門(mén)打開(kāi)后，向隔膜板內(nèi)通入高壓風(fēng)鼓動(dòng)隔膜，使濾餅進(jìn)一步被擠壓脫水，即隔膜壓榨二次脫水。壓榨完成后，由拉板小車(chē)分三次拉開(kāi)濾板進(jìn)行卸料，濾餅由機(jī)體下方的濾餅收集刮板送到皮帶上運(yùn)走，完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。

（2）動(dòng)作循環(huán)：壓濾機(jī)工作一個(gè)完整的動(dòng)作循環(huán)由6個(gè)環(huán)節(jié)組成，見(jiàn)圖1。

圖1 工作工程動(dòng)作循環(huán)

1）自動(dòng)壓緊：上一次動(dòng)作循環(huán)的取、拉板動(dòng)作完成后，拉板裝置接觸到小車(chē)限位開(kāi)關(guān)，油泵電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)壓緊電磁閥得電，油泵開(kāi)始向油缸高壓腔供油，油缸活塞桿前進(jìn)、并推動(dòng)壓緊板壓緊濾板（執(zhí)行壓緊動(dòng)作），當(dāng)濾板接觸到止推板、而靜止時(shí)，系統(tǒng)壓力上升到電接點(diǎn)壓力表的上限設(shè)定值時(shí)，電機(jī)及電磁換向閥失電，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入保壓狀態(tài)，系統(tǒng)壓力由溢流閥閥值確定。

2）自動(dòng)補(bǔ)壓：壓濾機(jī)把濾板壓緊后，液控單向閥鎖緊回路并保壓。如果系統(tǒng)漏油等原因使系統(tǒng)壓力下降至電接點(diǎn)壓力表下限設(shè)定值時(shí)，下限觸點(diǎn)發(fā)出電信號(hào)，PLC控制電機(jī)及電磁換向閥得電，油泵向油缸后腔供油補(bǔ)壓。當(dāng)壓力達(dá)到電接點(diǎn)壓力表上限設(shè)定值時(shí)，電機(jī)及電磁換向閥失電，電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如此循環(huán)完成自動(dòng)補(bǔ)壓。

3）壓濾：過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾漿在入料泵的壓力作用下，經(jīng)止推板的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室內(nèi)，濾漿借助入料泵的壓力進(jìn)行固液分離，由于過(guò)濾濾布的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液通過(guò)水嘴排出。若需含水率較低的濾餅，可從洗滌口通入壓縮空氣，透過(guò)濾餅層，吹出濾餅中的一部分水分。

4）高壓卸荷：當(dāng)壓濾過(guò)程完成后，電磁閥反向得電，會(huì)將油缸內(nèi)的高壓卸掉。為了防止壓緊板松開(kāi)時(shí)液壓系統(tǒng)受沖擊，PLC程序內(nèi)部對(duì)卸荷時(shí)間進(jìn)行了設(shè)定，以便卸荷延時(shí)；當(dāng)延時(shí)時(shí)間達(dá)到后，壓濾機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)入壓緊板松開(kāi)狀態(tài)。

5）松開(kāi)及卸料：油泵電機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)電磁閥得電，液壓站向油缸前腔供油，活塞桿帶動(dòng)壓緊板后退，濾室被逐個(gè)打開(kāi)；當(dāng)壓緊板接觸到松開(kāi)限位開(kāi)關(guān)后，電磁換向閥失電，壓緊板停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，PLC發(fā)出信號(hào)，變頻器驅(qū)動(dòng)拉板電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，拉板小車(chē)開(kāi)始工作，壓濾機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)入取、拉板狀態(tài)。

6）取、拉板：拉板小車(chē)逐組取板，每次取板當(dāng)變頻器發(fā)出過(guò)載信號(hào)后，自動(dòng)反轉(zhuǎn)進(jìn)入拉板狀態(tài)；在拉板過(guò)程中，如果變頻器發(fā)出過(guò)載信號(hào)則轉(zhuǎn)入取板狀態(tài)，逐組進(jìn)行取、拉板循環(huán)；同時(shí)也完成卸料過(guò)程。當(dāng)各組拉板全部完成后，系統(tǒng)又重新進(jìn)入自動(dòng)壓緊過(guò)程，開(kāi)始了下一次動(dòng)作循環(huán)。

5 結(jié)束語(yǔ)

王家?guī)X選煤廠通過(guò)使用快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)對(duì)浮選精煤進(jìn)行脫水回收，提高了生產(chǎn)效率，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。該套系統(tǒng)在設(shè)備性能、脫水、環(huán)保、增效等方面均有突出優(yōu)勢(shì)，可給選煤廠家提供借鑒。

[1] 潘海東，邱向軍.浮選精煤采用快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)脫水實(shí)踐[J].煤炭加工與綜合利用，2009（3）:31-33.

[2] 衛(wèi)中寬，李海龍.我國(guó)煤用壓濾機(jī)的生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀[J].煤炭加工與綜合利用，2007(1)：12-14.

Application of Quick Open M embrane Filter Press in W angjialing Coal Preparation Plant

ZHANG Guo-qiang

(Wangjialing Coal Preparation Plant,Huajin Coking Coal Co.,Yuncheng Shanxi043300)

High-efficient and energy-saving quick open membrane filter press is used in Wangjialing Coal Preparation Plant to dewater slurry.With its high degree of automation,reliable hydraulic system,flexible and accurate automatic carriage system,efficient dehydration,and low cost,the filter press guarantees the coal selection technique and increases the production efficiency.

coal preparation plant;quick open membrane filter press;slurry

TD926.2

A

1672-5050（2011）09-0042-03

2011-05-03

張國(guó)強(qiáng)（1964—），男，山西交城人，本科，工程師，從事選煤生產(chǎn)管理工作。

劉新光