快開式隔膜精煤壓濾機在浮選精煤行業

2022/05/13 分類:技術文獻 953

引言

平溝選煤廠是1座設計入選原煤能力120萬t/a的煉焦煤選煤廠，采用跳汰粗選一重介質旋流器精選一煤泥直接浮選聯合工藝流程。2006年生產能力核定年人選原煤能力160萬t。隨著礦井大規模機械化開采，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％。而煤泥水處理系統的運行效果直接關系到選煤廠的各項生產技術指標、經濟效益和環境效益。眾所周知，煤泥水處理取決于其所采用的工藝類型、設備及運行與管理制度，對于煉焦煤選煤廠煤泥水處理更顯重要。

快開式隔膜精煤壓濾機在浮選精煤行業-板框廂式隔膜壓濾機

浮選精煤脫水系統

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

(1)濾液濃度高，產品水分高。由于人選原煤中細粒級含量增多，導致浮選人料中的細泥含量增加，給浮選及其產品脫水造成了困難。改造前，浮選精礦經圓盤真空過濾機脫水后，產品水分平均高達35％以上，濾液濃度平均高達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致最終精煤產品水分高。重選精煤與浮選精煤混合后最終精煤水分高達14.5％以上，遠遠超過了用戶對精煤水分11.5％以下的要求；另一方面，濾液濃度高，導致返同浮選機進行二次浮選的濾液量大，惡化了浮選效果，并造成細泥在系統中惡性循環，影響了洗水質量。

(2)設備老化嚴重，維護費用高，處理能力低。經過十幾年的運行，圓盤真空過濾機與配套的真空采已到報廢期。其中：圓盤真空過濾機的空心軸、渦輪渦桿、攪拌機構、電機、減速器磨損嚴重、平均每2a大修一次，每臺大修費用高達30萬元左右；同時，為保證過濾機的正常運行，每臺每年日常維護消耗配件及材料費也達20余萬元；配套真空泵的電機由于使用年限已到，經常出現問題，設備狀況極不穩定，不但不能滿足浮選系統人浮量增大的要求，而且還經常發生因過濾機故障及能力不足而影響生產的現象。據統計，每年用于浮選精煤脫水設備的維修費用高達110萬元左右。

浮選精煤脫水系統的改造

針對浮選精煤脫水系統存在的問題，對三種細粒煤脫水設備，即快開式隔膜壓濾機、加壓過濾機和圓盤真空過濾機進行了分析對比，得出如下結論：圓盤真空過濾機存在處理能力低、產品水分高、濾液濃度高、必須返回浮選系統進行二次浮選等缺點；加壓過濾機額定處理能力與快開式隔膜壓濾機相近，但是根據其他選煤廠使用的經驗，加壓過濾機在遇到細粒和泥化物后處理能力會急劇下降，而且該機一次性投資大、能耗高、設備維護檢修時間長、維修費用高，使用高壓設備本身對員工的安全也有一定的風險；相比之下，快開式隔膜壓濾機采用機、電、液一體化設計制造，具有過濾、卸料速度快、壓榨水分低、自動化程度高、處理量大、處理粒度范圍寬等優點。在綜合比較的基礎上，結合平溝選煤廠的實際，決定選用2臺KZG300/2000一U型快開式隔膜精煤壓濾機替代原有的3臺圓盤真空過濾機用于浮選精煤脫水。

快開式隔膜壓濾機的工作原理

KZG300/2000一U型快開式隔膜壓濾機是集機、電、液于一體的先進分離機械設備，主要由機架、過濾、液壓、卸料機構和電器控制部分組成。

1.機架部分機架是整套設備的基礎，它差要用于支撐過濾機構，由止推板、壓緊板、機座、油缸體和主梁等連接組成。設備工作運行時，油缸體上的活塞桿推動壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的隔膜板、濾板及濾布壓緊，以保證帶有壓力的濾漿在濾室內進行加壓過濾。

過濾機構過濾機構

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，漿液在進料泵的推動下，經止推板的進料口進入各濾室，借助進料泵產生的壓力使漿液進行固液分離。在過濾介質(濾布)的作用下，固體留在濾室內形成濾餅，濾液由排液閥排出。若濾餅需要洗滌，可經止推板上的洗滌口流入洗滌水，對濾餅進行洗滌。設備配有隔膜濾板，當需要將濾餅水分降至很低時，可以向隔膜襯板的進氣I=i處通入壓縮空氣，壓榨濾餅；還町以向止推板端的進料13處通入高壓空氣，透過濾餅層，進行中間空氣穿流，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，是主機完成壓緊和松開動作的動力裝置。在電氣控制系統的作用下，通過油缸、油泵及液壓元件來完成系統的一部分工作。當系統被液壓站、油缸壓緊時，各個濾室將密封，壓濾機處于過濾階段，反之松開時，壓濾機卸料。液壓系統可實現自動壓緊、自動保壓、自動補壓、自動卸壓及自動松開等功能。

(1)自動壓緊。開始壓緊時，液壓站電機及電磁換向閥通電，電機帶動油泵開始向油缸高壓腔供油，在油壓的作用下活塞桿前進，推動壓緊板壓緊濾板和隔膜板，當壓力達到電接點壓力表的上限時，電機及電磁換向閥失電，電機自動停止運轉，進人保壓狀態，此時系統壓力由溢流閥確定。

(2)自動補壓。壓濾機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。當油壓降至電接點壓力表下限時，電接點壓力表發出電信號，泵站電機及電磁換向閥通電，油泵向油缸后腔供油補壓。當壓力達到電接點壓力表上限時，泵站電機及電磁換向閥失電，泵站電機自動停止運轉，如此循環完成自動補壓。

(3)自動松開。當過濾完畢時，泵站電機及電磁換向閥通電，電機帶動油泵向油缸低壓腔供油，活塞桿帶動壓緊板后退，當壓緊板與限位開關接觸時，泵站電機及電磁換向閥失電，此時系統壓力由直動式溢流閥確定。自動卸料完成后，即完成一個工作循環。

卸料機構

卸料機構主要由兩個減速電機和傳動軸、鏈輪、鏈條等手要部件組成。在電氣系統的作用下進行工作：當壓緊板松開后，支撐座位置的電機啟動，通過鏈輪、鏈條拉動油缸座、壓緊板，并拉開第一部分濾板；然后止推板位置的電機啟動，帶動隔板拉開第二部分濾板；再通過電控柜中信號傳遞，使之反轉，帶動隔板拉開剩余的濾板，這樣，一個卸料過程完畢。

電氣控制部分

電氣控制部分是整個系統的控制中心，它主要由電控柜、斷路器、空氣開關、接觸器、中間繼電器、PLC可編程控制器、行程開關、接近開關及TD200文本顯示器等組成。電氣系統主要控制卸料裝置的工作。4使用快開式隔膜壓濾機的經濟效益和社會效益改造后的浮選精煤脫水系統于2007年9月投入生產運行，實踐證明，快開式隔膜壓濾機脫水效果良好，改造后，浮選精煤水分降低了7百分點，配套電機功率下降277kW，且濾液濃度大大降低，避免了細泥在系統中的循環，浮選精煤產率提高了0.7百分點，取得了較好的經濟效益。按年入選原煤160萬t，每年生產330d，每天生產16h，煤泥含量25％計算，因精煤水分降低，年節約水費約5萬元。

原浮選精煤脫水使用2臺圓盤式真空過濾機，每小時功率為2臺×(主傳動電機4 kW+攪拌器電機4kV+真空泵電機185 kW)=386 kW；目前生產中使用2臺快開式隔膜壓濾機，每小時的功率(間歇入料按1/2時間計)為2 X 1/2×(止推銷電機1.1 kW+拉板電機2臺×5.5kW/臺+油泵電機2臺×11kW/臺+喂料泵電機75 kW)=109.1kW，因此，改造后用電功率降低了277 kW，年節電146萬kW-h，工業電費以0.47衫(kW·h)計算，每年可節省電費近68萬元。使用快開式隔膜壓濾機后，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％，對于選煤廠節能降耗、提高工作效率、增加經濟效益具有重要意義。快開式隔膜壓濾機比圓盤式真窄過濾機的噪聲降低了25dB左右，減輕了高頻噪盧對人體的危害。