加壓過濾機(jī)的改造實(shí)踐

王永琴

（太原煤炭氣化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司選煤分公司，山西 太原030024）

山西神州煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠隸屬于太原煤炭氣化（集團(tuán))有限責(zé)任公司，2019年對選煤廠進(jìn)行擴(kuò)能改造，原煤采用0.75 mm振動篩脫泥，50～0.75 mm粒級原煤采用有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，0.75～0.25 mm粗煤泥由干擾床分選機(jī)(Teeter Bed Separator，TBS）分選，細(xì)煤泥采用浮選回收。浮選精礦由加壓過濾機(jī)+快開隔膜壓濾機(jī)回收，濾液濃縮后采用板框式壓濾機(jī)回收。2020年初投入運(yùn)行后，改進(jìn)后的加壓過濾機(jī)存在的一些問題逐步顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)為：濾布破損頻繁以及密封排料裝置排料不及時(shí)，嚴(yán)重影響了工藝系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 加壓過濾機(jī)設(shè)備概況

山西神州煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠采用原山東煤礦萊蕪機(jī)械廠設(shè)計(jì)制造的GP J-60A型加壓過濾機(jī)作為浮選精礦回收設(shè)備，其主機(jī)機(jī)械部分由盤式過濾機(jī)、加壓倉、刮板輸送機(jī)、密封排料裝置4個(gè)部分組成。

1.1 盤式過濾機(jī)

盤式過濾機(jī)是加壓過濾機(jī)的核心，具有實(shí)現(xiàn)固液分離的功能。工作過程為：濾盤在裝有煤漿的礦漿槽中轉(zhuǎn)動，靠濾扇內(nèi)外的壓力差使細(xì)粒物料吸附在濾盤表面形成濾餅，同時(shí)濾液經(jīng)濾扇內(nèi)腔、濾液管、分配閥排出加壓倉外。濾餅在刮刀和反吹的作用下落入卸料槽[1]。

1.1.1 濾盤

濾盤是盤式過濾機(jī)進(jìn)行過濾工作的部件。濾盤由濾扇、濾布、穿條螺栓等組成。每塊濾扇呈18°，兩塊濾扇通過壓板相連，再由穿條螺栓將其固定在濾液管上，20塊濾扇形成一個(gè)整圓。濾布緊裹濾扇，濾扇根部有密封結(jié)構(gòu)。

1.1.2 卸料裝置

卸料裝置由刮刀、刮刀支架等組成。刮刀支架由水平板和斜板組成，刮刀在濾盤兩側(cè)，用螺栓固定在刮刀支架上。刮刀卸料裝置與濾盤之間的相對位置見圖1。卸料裝置通過卸料槽上方的角板固定在卸料槽上。刮刀支架水平板和斜板上的孔為長孔，以便卸料裝置的水平和上下調(diào)節(jié)。

圖1 卸料裝置與濾盤相對位置示意圖

1.2 密封排料裝置

排料裝置采用密封排料閥。密封排料閥分上下兩倉，采用雙閘板交替工作，在使濾餅排出機(jī)外的同時(shí)，防止不必要的壓縮空氣逸出。具體工作原理為：物料（濾餅）先排到下倉，當(dāng)達(dá)到一定料位時(shí)，上閘板關(guān)閉，上閘板密封圈充氣，打開下倉放氣閥放氣，下密封圈放氣，下閘板打開，物料排到大氣中，下閘板關(guān)閉，下密封圈充氣，下倉與加壓倉均壓，上密封圈放氣，上閘板打開，物料（濾餅）落入下倉，完成一個(gè)工作循環(huán)。上下兩個(gè)閘板采用液壓驅(qū)動，上下閥體均設(shè)有充氣密封圈[2]。

盤式過濾機(jī)的上濾液管、下濾液管以及排料裝置下倉放氣管路的排出物匯集到氣液分離器進(jìn)口前的主管路時(shí)，進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，然后分別從氣體出口、液體出口排出。

2 加壓過濾機(jī)在運(yùn)行中存在的問題

加壓過濾機(jī)在運(yùn)行過程中，由于盤式過濾機(jī)反吹卸料時(shí)濾扇內(nèi)部壓力較大、卸料裝置與濾盤距離較近以及氣水分離器前主管路的物料對排料裝置下倉放氣的影響，造成加壓過濾機(jī)故障頻發(fā)，故障主要表現(xiàn)形式及原因分析主要有以下兩個(gè)方面。

2.1 盤式過濾機(jī)濾布被劃傷導(dǎo)致破損

盤式過濾機(jī)有5個(gè)圓形濾盤，每個(gè)濾盤的濾布在靠近濾盤邊緣處經(jīng)常有劃痕出現(xiàn)。如果劃痕不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置，會進(jìn)一步造成濾布損壞。劃痕距濾液管直線距離約1 300 mm。

經(jīng)過分析損壞濾布的劃痕表現(xiàn)及進(jìn)行現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)：卸料裝置中刮刀與刮刀支架通過螺栓固定在一起，反吹卸料時(shí)濾扇內(nèi)壓力增大，濾布膨脹，使得刮刀與刮刀支架最外側(cè)的固定螺栓與濾布接觸。經(jīng)過比對，發(fā)現(xiàn)接觸位置與濾布劃痕出現(xiàn)的位置基本吻合，因此這是導(dǎo)致濾布在靠近濾盤邊緣處經(jīng)常有劃痕出現(xiàn)的主要原因。隨著濾盤的不斷旋轉(zhuǎn)和反吹卸料的不斷進(jìn)行，劃痕逐漸加劇，最后造成濾布破損。

2.2 密封排料裝置達(dá)到排料高度時(shí)閘板不能及時(shí)動作

盤式過濾機(jī)的上濾液管、下濾液管和密封排料裝置的下倉放氣管中的排出物全部匯聚到氣水分離器前的主管路，然后進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，易使下倉放氣閥在開閥放氣時(shí)主管路中的氣液混合物倒流進(jìn)入下倉放氣管路，這樣導(dǎo)致了兩種情況的發(fā)生：一是因密封排料裝置下倉放氣形成干擾，阻礙了下倉的排氣，下倉的壓力不能及時(shí)下降到與大氣壓力相等，使得下閘板不能開啟進(jìn)行排料，進(jìn)一步導(dǎo)致后續(xù)的循環(huán)過程不能進(jìn)行；二是氣液混合物順下倉放氣管路進(jìn)入下倉放氣閥的閥體，使下倉放氣閥動作受阻，從而使下倉排氣受阻，影響下閘板的及時(shí)動作。

3 改進(jìn)的必要性

系統(tǒng)投入運(yùn)行后，加壓過濾機(jī)平均每個(gè)月要更換濾布20多次，約60多塊濾布，超出了濾布的正常磨損、腐蝕、老化等的消耗量，工人勞動強(qiáng)度大，設(shè)備維護(hù)成本高；而因不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾布破損引起的后續(xù)問題更為嚴(yán)重，會直接導(dǎo)致濾液濃度高，嚴(yán)重影響工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定；排料裝置的下閘板不能及時(shí)動作的故障頻發(fā)，影響了加壓過濾機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。

可見，濾布劃傷破損以及排料裝置的下閘板不能及時(shí)動作已經(jīng)成為加壓過濾機(jī)亟待解決的問題。為保證浮選系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對加壓過濾機(jī)進(jìn)行改造。

4 主要改造措施

4.1 改變刮刀與刮刀支架最外側(cè)固定螺栓的長度

將連接“刮刀與刮刀支架”的最外側(cè)固定螺栓的規(guī)格由M16 mm×40 mm更換改為M16 mm×30 mm（見圖2），使固定螺栓外露螺紋部分減小；同時(shí)磨圓固定螺栓端部，在不改變刮刀卸料裝置與濾盤距離、同時(shí)也不影響刮刀與刮刀支架固定牢靠的前提下，適當(dāng)增加最外側(cè)固定螺栓與濾盤的距離，避免最外側(cè)固定螺栓對濾布的劃傷，從而減少其對濾布的損壞。

圖2 改造前后固定螺栓對比圖

4.2 調(diào)整刮刀卸料裝置與濾盤的距離

延長刮刀支架水平板上的長孔長度，將刮刀支架向遠(yuǎn)離濾盤的方向移動一定距離，適當(dāng)增大刮刀與濾盤之間的距離，減小卸料時(shí)刮刀與濾盤間的壓力，見圖3。圖中箭頭所示方向?yàn)楣蔚吨Ъ艿囊苿臃较颉?/p>

圖3 調(diào)整前后卸料裝置固定位置圖

4.3 改造下倉放氣管路

4.3.1 改變下倉放氣管路接入主管路的位置

下倉放氣管路接入主管路的位置由原來的在氣水分離器前接入主管路改為直接接入氣水分離器后的氣體出口管路，并接近氣體管路的出口。實(shí)施改造后，避免了主管路中的氣液混合物對下倉放氣的干擾和對下倉放氣閥的污染，保證密封排料裝置下倉放氣的順暢。

4.3.2 改變下倉放氣管路接入主管路的方式

改造前，下倉放氣管路與主管路采用正交連接方式，下倉放氣時(shí)主管路氣液混合物對下倉放氣管路中氣體的沖擊影響較大；改造后，下倉放氣管路與主管路的連接方式由正交連接改為側(cè)交連接，減小了主管路氣液混合物對下倉放氣支管的沖擊影響，便于密封排料閥下倉氣體的順利排出，見圖4~圖5。

圖4 改造前下倉放氣管路連接示意圖

圖5 改造后下倉放氣管路連接示意圖

5 結(jié)束語

通過3個(gè)月跟蹤觀察改造后的加壓過濾機(jī)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行效果良好，觀察期間沒有發(fā)生因硬物劃傷造成的濾布破損，濾布消耗量明顯減少，平均每個(gè)月更換濾布26.5塊，一年可節(jié)約材料費(fèi)用27.54萬元；也沒有發(fā)生因下倉放氣不暢而導(dǎo)致下閘板動作不及時(shí)的故障，達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)。同時(shí)，實(shí)施的改造措施沒有對加壓過濾機(jī)的工況產(chǎn)生影響，有力地保證了生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可以在同類設(shè)備中借鑒采用。