同忻選煤廠加壓過濾機(jī)技術(shù)改造與應(yīng)用

王大衛(wèi) 薄春麗

（1.大同煤礦集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司，山西大同037003；2.大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院，山西大同037003）

1 前言

同忻選煤廠屬礦井型動(dòng)力選煤廠，坐落于同忻礦工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，由泰戈特（北京）工程技術(shù)有限公司和中煤國(guó)際工程集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)和承包建設(shè)，于2008 年3 月開工建設(shè)，2009 年10 月通過驗(yàn)收投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年入選原煤1000 萬(wàn)噸，小時(shí)帶煤量為1894噸。選煤方法為全重介分級(jí)入洗，150 mm～50 mm 塊煤采用重介淺槽分選機(jī)分選，50 mm～1.5 mm末煤采用重介三產(chǎn)品旋流器分選，1.5 mm～0.15 mm 粗煤泥采用螺旋分選機(jī)分選，0.15 mm～0 mm細(xì)煤泥采用加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合脫水回收。

加壓過濾機(jī)是一種高效、節(jié)能、全自動(dòng)操作脫水設(shè)備，其主要特點(diǎn)為生產(chǎn)能力高、濾餅水分低、全自動(dòng)化操作、具有故障自動(dòng)報(bào)警及停止運(yùn)轉(zhuǎn)等功能，可以根據(jù)實(shí)際情況修改自動(dòng)程序以滿足不同工作要求。其工作原理是將過濾機(jī)置于封閉的加壓倉(cāng)中，加壓倉(cāng)內(nèi)充有一定壓力的壓縮空氣，待過濾的懸浮液由入料泵給入過濾機(jī)的槽體中，在濾盤上，通過分配閥與通大氣的氣水分離器形成壓差，濾液通過浸入懸浮液中的過濾介質(zhì)排出，而固體顆料被收集到過濾盤上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉(zhuǎn)，濾餅經(jīng)過干燥降水后，在卸料區(qū)卸料并由排料裝置間歇排出，整個(gè)過程自動(dòng)進(jìn)行。

2 存在問題

同忻選煤廠所用加壓過濾機(jī)型號(hào)為GPJ-120，擔(dān)負(fù)著全廠細(xì)煤泥處理的任務(wù)，是煤泥水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行過程中，加壓過濾機(jī)出現(xiàn)了一系列問題，直接影響選煤廠的安全生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。具體包括以下幾個(gè)方面。

2.1 氣水分離器分離效果差

加壓過濾機(jī)工作過程中，從加壓倉(cāng)排出的空氣和水的混合物通過氣水分離器進(jìn)行分離。其工作原理是利用旋流原理，將氣水混合物沿切線方向通入筒體中，混合物在筒體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，密度大的水分被甩向筒壁，從下面排出，而氣體則集中在筒體中心，隨內(nèi)螺旋負(fù)壓上升并排出。

同忻選煤廠加壓過濾機(jī)車間氣水分離器設(shè)計(jì)上存在較大缺陷，且隨著使用時(shí)間的增加，加壓過濾機(jī)配件磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致部分氣體隨設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中漏入離心液，使氣水分離器處理量大幅度增加，磨損加劇，無法滿足氣水分離要求。同時(shí)分離器釋放出的氣水壓力高，造成煤泥水氣在廠房外噴濺，廠區(qū)環(huán)境受到污染，不符合環(huán)保要求。

2.2 上下閘板滾輪磨損嚴(yán)重

加壓過濾機(jī)排料時(shí)通過上、下閘板的交替運(yùn)行，在保證加壓倉(cāng)壓力穩(wěn)定的前提下，物料以間歇的方式排出倉(cāng)外，從而實(shí)現(xiàn)排料裝置的連續(xù)運(yùn)行。同忻選煤廠加壓過濾機(jī)開關(guān)上、下閘板時(shí)經(jīng)常異響，打開端蓋后發(fā)現(xiàn)滾輪磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致排料閘門液壓缸運(yùn)行阻力大，閘板在程序設(shè)置時(shí)間內(nèi)開關(guān)不到位，閘板跑偏碰撞限位接近開關(guān)，影響加壓過濾機(jī)的正常運(yùn)行。且滾輪損壞后不宜被發(fā)現(xiàn)、更換困難（更換滾輪約需6個(gè)小時(shí)），存在一定的安全隱患，也增加了材配消耗。

2.3 倉(cāng)內(nèi)刮板機(jī)無失速保護(hù)

刮板運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，因?yàn)槟p或物料卡堵容易造成刮板斷裂、刮板鏈松弛跳鏈、刮板鏈斷鏈等現(xiàn)象。同忻選煤廠加壓過濾機(jī)倉(cāng)內(nèi)刮板輸送機(jī)沒有斷鏈和欠速保護(hù)，出現(xiàn)故障時(shí)，刮板機(jī)不能自動(dòng)停車，如卡異物發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，會(huì)造成刮板鏈被拉斷，嚴(yán)重的還會(huì)損壞設(shè)備，擴(kuò)大損失范圍，給搶修維護(hù)帶來巨大麻煩，且倉(cāng)內(nèi)刮板機(jī)一旦停車，整臺(tái)加壓過濾機(jī)就無法正常工作，降低細(xì)煤泥系統(tǒng)處理能力，影響選煤廠帶煤量。

3 技術(shù)改造

3.1 氣水分離器改造

氣水分離器效果差的原因是釋放壓力過大，造成配件磨損嚴(yán)重，水氣噴濺，多次修補(bǔ)后效果不佳，決定在原有三臺(tái)加壓過濾機(jī)氣水分離器出來的主管路上反方向增加一套二次氣水分離器(增加部分)，在管路深入筒體下方安裝帶孔篩面，使氣、水實(shí)現(xiàn)第一次卸壓，分離的水沿著下方的濾液管排走，在筒體內(nèi)設(shè)置三層L 型擋板，擋板依次交錯(cuò)、側(cè)面帶孔，便于二次卸壓和收集濾液，避免氣水向外部噴濺；另外在新增加的一套氣水分離器入口處設(shè)置一道控制閥門，用來靈活控制氣水流量。

改造完成后加壓過濾機(jī)氣水分離器示意圖如圖1所示。

圖1 改造完成后加壓過濾機(jī)氣水分離器示意圖

氣水分離器技術(shù)改造完成后，釋放出的水氣壓力得到了有效的分配，煤泥水噴濺情況得到有效控制，廠區(qū)環(huán)境得到明顯改善，相關(guān)配件消耗量大幅度降低，員工的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低。

3.2 滾輪潤(rùn)滑改造

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同忻選煤廠加壓過濾機(jī)滾輪潤(rùn)滑采用人工注油，不連續(xù)、效果差。每次人工注油，需將注油處螺栓擰下，將0號(hào)鋰基脂打入螺栓孔內(nèi)，再擰緊螺栓，每隔一定時(shí)間對(duì)螺栓進(jìn)行一次緊固，將潤(rùn)滑油擠入滾輪。工人勞動(dòng)強(qiáng)度極大，且只有少量鋰基脂被擠入滾輪，其他都被從螺栓孔擠出，潤(rùn)滑效果差，導(dǎo)致滾輪磨損嚴(yán)重。

我們將人工注油方式改變?yōu)樽詣?dòng)注油，在原注油處螺栓打孔，在閘板上增加一個(gè)自動(dòng)潤(rùn)滑油脂泵，通過電機(jī)帶動(dòng)潤(rùn)滑油脂泵，將0號(hào)鋰基脂泵入閘板內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)多點(diǎn)連續(xù)注油，強(qiáng)化滾輪的潤(rùn)滑效果，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加壓過濾機(jī)連續(xù)高效運(yùn)行。滾輪自動(dòng)潤(rùn)滑示意圖和實(shí)物圖如圖2所示。

圖2 滾輪自動(dòng)潤(rùn)滑實(shí)物圖和示意圖

滾輪自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)改造前，由于注油點(diǎn)多、注油頻繁（每臺(tái)加壓過濾機(jī)有36個(gè)滾輪，平均5天注油一次），工人勞動(dòng)強(qiáng)度極大。改造后，潤(rùn)滑油通過油管自動(dòng)進(jìn)入滾輪內(nèi)部，強(qiáng)化了潤(rùn)滑效果，延長(zhǎng)了滾輪的使用周期，大幅度降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，滾輪的使用周期由6個(gè)月延長(zhǎng)至12個(gè)月，每年更換滾輪數(shù)量減少一半以上，大幅度降低了材配消耗。

3.3 刮板機(jī)增加失速保護(hù)

為降低倉(cāng)內(nèi)刮板機(jī)故障影響程度，我們決定增設(shè)刮板機(jī)失速保護(hù)裝置。經(jīng)調(diào)研，兄弟單位麻家梁選煤廠加壓過濾機(jī)倉(cāng)內(nèi)刮板速度傳感器位于刮板機(jī)尾部瓦座，是通過檢測(cè)軸的運(yùn)行狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，但尾部堆煤經(jīng)常造成速度傳感器誤操作，設(shè)備誤停車，存在一定缺陷。我們?cè)诠伟遢斔蜋C(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾增設(shè)速度傳感器和金屬接近開關(guān)，垂直安裝于刮板上方，通過動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢測(cè)刮板運(yùn)行狀態(tài)，將接近開關(guān)采集的數(shù)據(jù)傳輸給PLC 控制器，每根刮板通過接近開關(guān)的時(shí)間是相同的，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行，接近開關(guān)檢測(cè)到的時(shí)間周期不一樣時(shí)，控制器默認(rèn)為刮板機(jī)故障，能夠及時(shí)停機(jī)報(bào)警，有效地降低故障損失，降低檢修工作量。刮板輸送機(jī)失速報(bào)警裝置安裝示意圖和實(shí)物圖如圖3所示。

圖3 刮板輸送機(jī)失速報(bào)警裝置安裝示意圖和實(shí)物圖

新安裝的失速報(bào)警裝置能正常反應(yīng)刮板輸送機(jī)的運(yùn)行情況，降低了設(shè)備故障率，有效避免事故影響擴(kuò)大，應(yīng)用效果較好。我們分別統(tǒng)計(jì)了改造前后6 個(gè)月內(nèi)加壓過濾機(jī)故障情況，結(jié)果見表1。

表1 加壓過濾機(jī)故障情況統(tǒng)計(jì)表

可見：改造完成后，倉(cāng)內(nèi)刮板故障時(shí)間占加壓過濾機(jī)故障時(shí)間的比例由22.57%降低至5.12%，效果顯著。

4 結(jié)論

針對(duì)同忻選煤廠加壓過濾機(jī)存在的一系列問題進(jìn)行技術(shù)改造，使加壓過濾機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，改造后半年內(nèi)同忻選煤廠3臺(tái)加壓過濾機(jī)的設(shè)備開機(jī)率見表2。

表2 改造后加壓過濾機(jī)設(shè)備開機(jī)率

可見：改造完成后，3臺(tái)加壓過濾機(jī)開機(jī)率均大幅度提高，平均開機(jī)率提高至98.93%，煤泥處理能力大幅度提高，原煤入洗量逐步提高，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。