陳震，張景

(冀中能源峰峰集團(tuán) 馬頭洗選廠， 河北 邯鄲 056045)

0 引言

馬頭洗選廠是冀中能源峰峰集團(tuán)的主力選煤廠，經(jīng)過近年來的多次技術(shù)改造，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝為不脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+直接浮選+尾煤壓濾。目前，馬頭洗選廠浮選尾煤的處理流程如圖1所示。浮選尾煤自流進(jìn)2臺直徑1 050 mm的深錐濃縮機(jī)中進(jìn)行濃縮，深錐濃縮機(jī)底流經(jīng)濃縮分級后分別成為中煤產(chǎn)品和二段耙式濃縮機(jī)入料；深錐濃縮機(jī)溢流進(jìn)入二段耙式濃縮機(jī)濃縮，二段耙式濃縮機(jī)底流經(jīng)壓濾工段4臺尾煤壓濾機(jī)脫水后成為尾煤泥產(chǎn)品，尾煤壓濾機(jī)濾液自流入壓濾工段濾液池后，通過泵打入二段耙式濃縮機(jī)濃縮；二段耙式濃縮機(jī)溢流重新回到生產(chǎn)系統(tǒng)用作循環(huán)水。

圖1 馬頭洗選廠浮選尾煤的處理流程

1 改造原因

馬頭洗選廠生產(chǎn)系統(tǒng)白天一般有8 h以上的檢修時(shí)間，尾煤壓濾工段則為全天生產(chǎn)，以降低二段耙式濃縮機(jī)內(nèi)的物料濃度。壓濾工段4臺尾煤壓濾機(jī)均各自配備一臺渣漿泵用來提供入料，其中2臺渣漿泵軸封采用機(jī)械密封，另外2臺采用壓緊填料密封。此前使用冷卻水取自工段廠房周邊的自備水源井，受其他因素影響該水源井已于一年前停止使用。目前使用的冷卻水水源來自生產(chǎn)系統(tǒng)廠房附近的478#泵。

478#泵距壓濾工段較遠(yuǎn)，且生產(chǎn)系統(tǒng)停車期間478#泵僅用于壓濾工段渣漿泵盤根、機(jī)封冷卻水與壓濾工段及周邊的清掃衛(wèi)生用水和環(huán)保用水。其中冷卻水使用量較小，壓濾工段周邊環(huán)保用水并不是完全在固定時(shí)間開啟。尾煤壓濾機(jī)打料時(shí)間較長，4臺尾煤壓濾機(jī)間隔卸料打車，任意時(shí)段至少有一臺尾煤壓濾機(jī)的入料泵處于開啟狀態(tài)，為保證冷卻水的供應(yīng)，478#泵幾乎需要全天24 h保持常開狀態(tài)，如出現(xiàn)478#泵的故障會造成壓濾工段尾煤壓濾機(jī)入料泵不能開啟，生產(chǎn)系統(tǒng)中的二段耙式濃縮機(jī)底流濃度無法及時(shí)排出脫水，嚴(yán)重時(shí)會造成二段濃縮機(jī)底流往事故池排放或二段濃縮機(jī)澄清效果變差、溢流濃度升高，不僅會制約正常生產(chǎn)，還有可能造成環(huán)保事故[1-2]。

為在不影響壓濾工段正常生產(chǎn)，降低478#泵開啟時(shí)間的同時(shí)提高循環(huán)水的利用率，馬頭洗選廠通過技術(shù)手段與管理手段完成了對壓濾工段尾煤壓濾機(jī)濾液的改造。

2 實(shí)施方案

2.1 濾液槽的改造

尾煤壓濾機(jī)在卸料時(shí)，尾煤煤餅因含有絮凝劑成分的原因會造成黏度偏大，易粘在濾布上不易掉落，小車在取拉板過程中，會造成濾餅脫落時(shí)受力不均，濾餅邊角易被濾液槽槽體鐵板割斷，掉落至濾液槽中。不僅會污染濾液，而且增加了清理難度。如何確保尾煤煤餅不掉入濾液槽內(nèi)成為本次改造的第一個(gè)問題。經(jīng)過現(xiàn)場觀察與測量，對濾液槽進(jìn)行了一定的改造，具體改造對比圖如圖2和圖3所示。尾煤濾餅從濾板間掉落，在確保濾液槽高度合適的情況下，在濾液槽靠近濾板一側(cè)的濾液槽體頂端，呈水平45°角焊接與濾液槽長度相同的擋煤鐵板，鐵板高度在不影響濾液咀移動(dòng)的前提下貼近濾液咀內(nèi)角，等于直接加大了濾餅掉落的溜槽入口的面積，可以有效地確保濾餅不掉落至下料溜槽內(nèi)[3-4]。

1-濾板；2-濾液槽槽體；3-濾液槽；4-濾液咀；5-下料溜槽。圖2 濾液槽改造前結(jié)構(gòu)示意圖

1-濾板；2-濾液槽槽體；3-濾液槽；4-濾液咀； 5-下料溜槽；6-擋煤鐵板。圖3 濾液槽改造后結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 濾液清濁水分離改造

啟用壓濾工段原有廢棄75 m3清水池，回收清水來源初定南側(cè)2臺625#和626#尾煤壓濾機(jī)濾液，其管道高度高，能保證濾液自流至清水池。原有進(jìn)濾液的地漏水引進(jìn)地溝中，清水濁水分離改造增設(shè)一個(gè)三通管道，并于清水、濁水管道分支各增設(shè)一個(gè)電動(dòng)閘門。其中清水管道增加的電動(dòng)閘門，控制濾液清水進(jìn)清水池；濁水管道增加的電動(dòng)閘門，控制濾液進(jìn)入濾液池。

如何盡可能減少進(jìn)清水池的濾液濃度成為本次改造的難點(diǎn)。尾煤壓濾機(jī)的濾液跑黑水是由濾布破損以及剛?cè)肓想A段極細(xì)顆粒透過濾布進(jìn)入濾液引起的。因此，必須使濾布破損以及剛打料階段的濾液不進(jìn)入清水池，才可達(dá)到本次改造的目標(biāo)。

為減少剛?cè)肓想A段極細(xì)顆粒進(jìn)入濾液，造成進(jìn)清水池濾液濃度偏高，馬頭洗選廠設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)控制程序，在自動(dòng)控制時(shí)，625#和626#中任意一臺壓濾機(jī)給料泵的運(yùn)行信號都會將清水管道的電動(dòng)閘門關(guān)閉，并將濁水管道的閘門開啟；同時(shí)會觸發(fā)時(shí)間繼電器，時(shí)間繼電器達(dá)到預(yù)定時(shí)間后自動(dòng)動(dòng)作，去濾液池電動(dòng)閘門自動(dòng)關(guān)閉，去清水池電動(dòng)閘門自動(dòng)打開，濾液開始進(jìn)入清水池，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況靈活調(diào)整，一般情況下維持不變。

一般情況下，濾布破損后為保證打車的正常進(jìn)行，往往在下一個(gè)打車循環(huán)前才進(jìn)行更換，這樣會造成破損濾布處的濾板濾液在當(dāng)前循環(huán)中長時(shí)間跑黑水。通過電氣改造實(shí)現(xiàn)濾液水走向控制的自動(dòng)/手動(dòng)控制方式的切換。濾液根據(jù)信號自動(dòng)控制濾液走向，在出現(xiàn)濾布破損濾液跑黑水時(shí)可將控制模式切換為手動(dòng)控制，由崗位司機(jī)控制濾液走向。

操作流程圖如圖4所示。

圖4 操作流程

改造后操作界面如圖5所示。

圖5 濾液清濁水分離操作界面

2.3 壓濾工段水系統(tǒng)改造

改造前，478#通過近千米的管道輸送清水至壓濾工段附近，供壓濾工段泵的冷卻用水、清掃衛(wèi)生用水，以及洗車機(jī)、噴淋、霧炮等環(huán)保設(shè)施用水。其中壓濾工段產(chǎn)生的廢水與尾煤壓濾機(jī)濾液一同進(jìn)入壓濾工段廠房內(nèi)部的濾液池，并通過泵打入二段耙式濃縮機(jī)中。壓濾工段改造前的水系統(tǒng)流程如圖6所示。

圖6 改造前壓濾工段水系統(tǒng)流程

改造后，壓濾工段濾液的清濁水分離已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，濾液清水進(jìn)入清水池中，可以供給壓濾工段渣漿泵軸封冷卻用水、清掃衛(wèi)生用水、進(jìn)出廠洗車機(jī)用水、噴淋霧炮降塵用水，清水池的溢流進(jìn)入壓濾工段廠房內(nèi)的地溝中，通過有根據(jù)液位自動(dòng)啟停功能的掃地泵打入濾液池中，同時(shí)仍保證478#清水泵能夠用于壓濾工段水系統(tǒng)的臨時(shí)補(bǔ)水；濾液濁水進(jìn)入濾液池中，與通過地溝、集水池收集后經(jīng)掃地泵回收的渣漿泵軸封冷卻廢水、清掃衛(wèi)生廢水、進(jìn)出廠洗車機(jī)廢水一同進(jìn)入濾液池中，最終返回濃縮機(jī)中重新澄清。改造后壓濾工段水系統(tǒng)流程圖如圖7所示。

圖7 改造后壓濾工段水系統(tǒng)流程

3 效益分析

濾液槽安裝斜擋煤板的改造有效地解決了尾煤壓濾機(jī)在卸料過程中，煤餅易被濾液槽體鐵板切割后掉入濾液槽的問題，降低了職工清理濾液槽的勞動(dòng)強(qiáng)度，為濾液的重復(fù)利用改造奠定了基礎(chǔ)。

濾液的清濁水分離改造是根據(jù)尾煤壓濾機(jī)打料過程中濾液濃度變化的規(guī)律而進(jìn)行的改造，改造后消除了壓濾工段對廠內(nèi)478#清水泵的用水依賴性，同時(shí)在保證清水質(zhì)量的情況下可供給壓濾工段周邊的清潔、環(huán)保設(shè)施用水，每日減少478#清水泵的開啟時(shí)間至少8 h，478#實(shí)際功率為55 kW，按照每度電0.61元計(jì)算，每年至少節(jié)約電費(fèi)9.66萬元。循環(huán)過程中損耗減少96 m3/d，每天節(jié)省水費(fèi)415.68元，每年節(jié)省水費(fèi)14.96萬元。

本次改造為壓濾工段構(gòu)建了一套更加完整可靠的循環(huán)水系統(tǒng)，在常用的水系統(tǒng)循環(huán)方式出現(xiàn)故障時(shí)，還可通過操作方式的靈活轉(zhuǎn)變調(diào)整用水來源與供水去向，不僅提高了壓濾工段濾液的重復(fù)利用率，同時(shí)排除了一些不可控因素對壓濾工段連續(xù)生產(chǎn)的影響，進(jìn)而提高了煤泥水處理系統(tǒng)與循環(huán)水質(zhì)量的穩(wěn)定性[5]。

4 結(jié)論

受目前日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢與降本增效的趨勢影響，降低生產(chǎn)清水消耗已成為各大洗煤廠的重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，水系統(tǒng)攻關(guān)在選煤廠發(fā)展中的應(yīng)用前景廣泛，通過對該項(xiàng)目的改造應(yīng)用，進(jìn)一步降低了企業(yè)的生產(chǎn)用水用電消耗，符合降低能源消耗的目標(biāo)，為選煤企業(yè)提供了新的節(jié)能思路，該項(xiàng)目的改造思路與技術(shù)手段可以在其他選煤廠及相近行業(yè)進(jìn)行推廣[6]。