煤礦用清洗過濾系統(tǒng)工作原理和檢修

朱文平

摘 要：目前，煤礦井下供水系統(tǒng)水中含有雜質(zhì)和大量顆粒物，無法充分滿足井下乳化液泵站、支架和噴霧冷卻系統(tǒng)的用水需求。清洗過濾系統(tǒng)是指設(shè)置在綜采工作面總進(jìn)水管道上，為整個綜采工作面供水的一套全自動、免維護(hù)水過濾系統(tǒng)，而采用正確的維修工藝是保證過濾器維修質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行可靠性的必要保證。

關(guān)鍵詞：清洗過濾系統(tǒng)；維修工藝；過濾器；綜采工作面

中圖分類號：S274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.112

1 設(shè)備工作原理

工作面順槽供水管線中的水經(jīng)過濾器的進(jìn)水口進(jìn)入粗過濾器，然后進(jìn)入精過濾器的進(jìn)液倉，通過過濾網(wǎng)進(jìn)入中部的凈水倉，再從側(cè)面的出水口供出潔凈水。全自動清洗過濾器控制系統(tǒng)能根據(jù)時間和壓差自動完成清洗工作，也可手動完成反沖洗、排污工作。過濾器下腔底部設(shè)置了雜質(zhì)污物倉，過濾出的雜物沉入此倉，經(jīng)排污閥排出過濾器。

本過濾系統(tǒng)采用縫隙式全不銹鋼金屬濾網(wǎng)和獨(dú)特的清理、反沖結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)的過濾器濾網(wǎng)式結(jié)構(gòu)。過濾網(wǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)了6把圓周排列的不銹鋼鋼絲刷子，在轉(zhuǎn)軸部件、過濾器上部的防爆電機(jī)和減速器的帶動下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，可將黏附在不銹鋼濾網(wǎng)內(nèi)壁上的污漬、雜質(zhì)清理至污物倉，并按照電控箱內(nèi)PLC設(shè)定的時間開啟系統(tǒng)排污閥，從而實(shí)現(xiàn)排污。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)反沖清洗效果，解決系統(tǒng)中可能存在油膜堵塞濾網(wǎng)的問題，本裝置在旋轉(zhuǎn)的鋼絲刷前部設(shè)計(jì)了一個反沖反吸器。反沖反吸器的工作原理為：在過濾器的底部設(shè)計(jì)有排污口，此排污口與底部的污物倉不相通，與反吸器相通，并由排污口的執(zhí)行器控制。當(dāng)差壓變送器檢測到濾網(wǎng)被堵塞時，在啟動反吸旋轉(zhuǎn)的同時，排污口的執(zhí)行器按設(shè)計(jì)好的方式執(zhí)行開、閉程序動作。當(dāng)球閥打開時，管道壓力大于排污口的壓力，進(jìn)而產(chǎn)生壓力差，并在反吸器的局部產(chǎn)生反吸力。由于存在壓力差，濾網(wǎng)外側(cè)的水在壓力差作用下會流向反吸器，形成反沖洗效果，可將濾網(wǎng)上的臟物沖入排污口。該裝置的濾網(wǎng)采用三角形濾網(wǎng)絲設(shè)計(jì)，焊接編制成圓柱形濾網(wǎng)，其平滑的內(nèi)壁更加有利于鋼絲濾刷的清洗，外網(wǎng)采用三角形開口。小于或等于過濾精度的污物都不會卡在濾網(wǎng)上，將使清洗更加容易，可始終使過濾器保持良好的工作狀態(tài)。

差壓變送器采集進(jìn)、出水口的壓力差，并將其轉(zhuǎn)化為電流型號，顯示進(jìn)、出水口壓差的電流數(shù)值。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值12 mA時（即進(jìn)、出水壓差為0.08 MPa），反沖洗裝置開始清洗。

2 過濾系統(tǒng)的特點(diǎn)

該過濾系統(tǒng)有以下4個優(yōu)點(diǎn)：①真正實(shí)現(xiàn)了在線、全自動、免維護(hù)清洗，不需要更換濾芯，濾網(wǎng)使用壽命長，省去了更換濾芯的費(fèi)用和時間，且使用非常方便；②采用PLC全自動控制，可根據(jù)水質(zhì)情況合理調(diào)整清洗過程，實(shí)現(xiàn)了主動清洗，可保證濾網(wǎng)具有良好的過濾狀態(tài)；③全自動自清洗過濾器具有過濾原水、自動清洗濾芯的功能，且清洗吸污時系統(tǒng)可不間斷供水；④結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積小。

3 設(shè)備檢修

主要包括電控系統(tǒng)、執(zhí)行器的檢修，過濾器體和濾芯的除垢、清洗，儀表和差壓變送器的檢驗(yàn)、測試，各類閥門的密封性測試，結(jié)構(gòu)件修復(fù)和設(shè)備組裝調(diào)試等任務(wù)。

3.1 差壓變送器

3151系列執(zhí)行器無機(jī)械傳動部件，幾乎是免維護(hù)的。但使用時要注意因電子線路元件易被靜電損壞，變送器在拆裝、操作時要采用防靜電措施，不可直接觸摸印刷電路。

3.2 電動執(zhí)行器

檢測執(zhí)行器的電動機(jī)、電容、限位開關(guān)和中間繼電器等原件，更換損壞件并開展組裝和測試；機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的磨損狀況檢測，加注潤滑脂。整機(jī)組裝后開展通電測試，測試時行至端點(diǎn)時限位動作并保持。

3.3 電控系統(tǒng)的檢修和調(diào)試

電控系統(tǒng)故障包括電子元件（時間繼電器、中間繼電器、熱繼電器、差壓比較模塊、PLC模塊）損壞，可通過相應(yīng)的檢測手段更換或修復(fù)元件，并按照控制原理組裝、測試所有模塊。

4 各類閥門的檢驗(yàn)、測試

閥門檢驗(yàn)、測試主要包括強(qiáng)度試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)，只有測試合格的閥門才可安裝。

4.1 強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)通常在常溫下進(jìn)行，試驗(yàn)壓力一般為公稱壓力的1.5倍。試驗(yàn)時將閥內(nèi)腔的空氣排凈，閥門開啟，一端封閉，從另一端注入介質(zhì)并施加壓力。檢查法蘭和閥體（體、蓋）外露的表面，要求在規(guī)定的試驗(yàn)持續(xù)時間（一般≥10 min）內(nèi)無滲漏，才可認(rèn)為該閥門強(qiáng)度試驗(yàn)合格。對于滲漏的閥門，如果技術(shù)條件允許補(bǔ)焊，則可按技術(shù)規(guī)范補(bǔ)焊，但補(bǔ)焊后必須重新進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)持續(xù)時間延長1倍。

4.2 密封性試驗(yàn)

試驗(yàn)時，先開啟閥門，將通道一端堵住，壓力從另一端引入，待壓力升高到規(guī)定值時（4 MPa）關(guān)閉閥門，然后逐漸降低堵端的壓力。球閥有2個密封副，因此，需進(jìn)行雙向密封試驗(yàn)，另一端應(yīng)重復(fù)上述試驗(yàn)。

5 過濾體組件的修復(fù)

過濾體組件的修復(fù)主要包括過濾網(wǎng)、濾刷的除垢清洗和零件修復(fù)兩大部分。

5.1 過濾體的除垢、除銹

拆解后將不銹鋼濾網(wǎng)、粗濾網(wǎng)和鋼絲刷等零件用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的除垢劑或奧斯克浸泡3～6 h，并用毛刷清洗，清洗后的零件要及時吹干并做密封防護(hù)，以防二次污染發(fā)生。

5.2 過濾體部件修復(fù)

過濾體的主要損壞形式為濾網(wǎng)變形和濾網(wǎng)開焊，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲刷轉(zhuǎn)軸部件無法整周運(yùn)轉(zhuǎn)，需要矯正變形，以保證圓柱度。對于開焊的濾網(wǎng)，需要修復(fù)不銹鋼件。

除垢清洗后組裝經(jīng)過清洗的過濾體、濾網(wǎng)和鋼絲刷，并調(diào)整鋼絲刷上的彈簧，使鋼絲刷與濾網(wǎng)內(nèi)部的間隙適中，既要保證清洗效果良好，又要轉(zhuǎn)軸鋼絲刷不會過度磨損。

6 設(shè)備整機(jī)的組裝和調(diào)試

6.1 組裝

按照裝配標(biāo)準(zhǔn)工藝將電動機(jī)、減速器安裝于過濾體組件上，再安裝各類閥門、法蘭、執(zhí)行器、儀表和變送器管路，并按照圖紙要求連接水壓力管道與差壓變送器、儀表盤；將防爆電機(jī)、排污、反沖洗執(zhí)行器電源線與控制箱連接。安裝完成后，按照過濾裝置說明書中的要求檢查連接線路、管路。

6.2 測試

過濾體的壓力應(yīng)<4 MPa。按照圖紙中的要求在控制柜中接入電源線，并設(shè)置時間參數(shù)；檢查排污、反沖洗動作，各部分有無過熱和異常，轉(zhuǎn)動是否平穩(wěn)，聲音是否正常，是否存在漏油、漏液現(xiàn)象。出現(xiàn)故障及時應(yīng)停機(jī)處理，直至設(shè)備符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)后恢復(fù)運(yùn)行。

掌握設(shè)備工作原理和檢修方法是保證設(shè)備正常、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。在設(shè)備的使用過程中，定期排污、反沖洗、檢測設(shè)備儀表數(shù)據(jù)，并根據(jù)使用工況調(diào)整時間繼電器參數(shù)、設(shè)備排污和反沖洗的間隔時間，能有效延長設(shè)備檢修周期和提高設(shè)備利用率，從而降低煤礦生產(chǎn)成本。

〔編輯：張思楠〕