張孝東

(晉能控股煤業(yè)集團(tuán)煤炭洗選分公司大地選煤工程有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

加壓過濾機(jī)自20世紀(jì)80年代正式投入工業(yè)生產(chǎn)至今，已經(jīng)廣泛用于選煤廠細(xì)煤泥的脫水，其以產(chǎn)品水分低，處理能力大，低能耗和低噪聲的優(yōu)點(diǎn)得到了用戶的認(rèn)可[1]。在同忻選煤廠中，0.25 mm以下細(xì)煤泥通過盤式加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水后，通過產(chǎn)品帶式輸送機(jī)進(jìn)行外運(yùn)。

1 GPJ-120型加壓過濾機(jī)概述

GPJ-120型加壓過濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，可以看出，加壓過濾系統(tǒng)由過濾機(jī)主機(jī)、輔機(jī)、管道及閥門等組成。加壓過濾機(jī)是將過濾機(jī)置于一個封閉的加壓倉內(nèi)，圓盤過濾機(jī)落料槽下有刮板輸送機(jī)，在機(jī)頭處裝有排料裝置。過濾的懸濁液由入料泵給入到過濾機(jī)的槽體中，加壓倉內(nèi)充進(jìn)一定壓力的壓縮空氣，在濾盤上，通過分配閥與通大氣的氣水分離器形成壓差，這樣，在加壓倉內(nèi)壓力作用下，槽體內(nèi)的液體通過浸入懸濁液中的過濾介質(zhì)排出，而固體顆粒被收集到過濾介質(zhì)上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉(zhuǎn)，濾餅經(jīng)過干燥降低水分后，到分配閥的卸料區(qū)卸落到刮板輸送機(jī)中，由刮板輸送機(jī)收集到排料裝置中，這樣連續(xù)的運(yùn)行，當(dāng)達(dá)到一定量后，由排料裝置間歇排出機(jī)外，整個工作過程自動進(jìn)行。

圖1 GPJ-120型加壓過濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 加壓過濾機(jī)存在的問題

在選煤廠生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，如果遇到緊急停煤或者精煤帶式輸送機(jī)停止運(yùn)行等情況，需要對加壓過濾機(jī)及時進(jìn)行放料，加壓過濾機(jī)放料時，其槽放空閥連接的管路直接將物料放入上料桶[2]。由于加壓過濾機(jī)上料桶液位太高，加壓過濾機(jī)無法放料，極易造成加壓過濾機(jī)主軸堵轉(zhuǎn)，如果強(qiáng)制放料會造成上料桶溢桶現(xiàn)象的發(fā)生。由于加壓過濾機(jī)在選煤廠屬關(guān)鍵運(yùn)輸設(shè)備，一旦無法正常運(yùn)行，不及時處理會導(dǎo)致濃縮池的煤泥無法順利排出，將影響選煤廠正常生產(chǎn)，以至給選煤廠造成較大損失[3]。

3 加壓過濾機(jī)放料系統(tǒng)的改造方法

加壓過濾機(jī)的原有設(shè)計為在進(jìn)行等待后物料通過槽放空閥直接將物料排入到加壓過濾機(jī)上料桶，但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)上料桶料位通常情況下保持在50%以上，如果等待后無法放料造成主軸堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象頻發(fā)，為確保加壓過濾機(jī)正常運(yùn)行，對加壓過濾機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速、放料過程等進(jìn)行了深入研究[4]。

3.1 加壓過濾機(jī)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定

加壓過濾機(jī)主軸轉(zhuǎn)速合理范圍為0.87～1.5 r/min[5]，通常對加壓過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為1.01 r/min，符合轉(zhuǎn)速要求。圖2為主軸轉(zhuǎn)速對產(chǎn)生煤泥板數(shù)、產(chǎn)品水分和主軸堵轉(zhuǎn)的影響，從圖中看出，主軸轉(zhuǎn)速越低加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水的板數(shù)越少，產(chǎn)品水分越小[6-7]，發(fā)生堵轉(zhuǎn)次數(shù)越頻繁，但轉(zhuǎn)速不能過高，否則產(chǎn)品水分超標(biāo)，所以將主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至1.30 r/min，以確保加壓過濾機(jī)正常運(yùn)行。

圖2 主軸轉(zhuǎn)速對產(chǎn)量、水分、堵轉(zhuǎn)的影響

3.2 加壓過濾機(jī)放料過程

在排除轉(zhuǎn)速對主軸堵轉(zhuǎn)的影響后，由于底流泵設(shè)定為上料桶液位低于20%會自動上料，達(dá)到設(shè)定桶位80%自動停止上料。在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，遇到突然停煤或者急需停煤泥時，加壓過濾機(jī)在等待后由于上料桶此時液位較高(由于到給定液位自動上料，液位一般總保持在為60%～80%)，而礦漿槽物料如果放入上料桶占上料桶液位40%，這樣就會造成溢桶現(xiàn)象。如果無法及時放空礦漿槽物料，在加壓過濾機(jī)等待后繼續(xù)運(yùn)行時極易出現(xiàn)主軸堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但如果能將物料放空則不會出現(xiàn)主軸堵轉(zhuǎn)[10-11]。

3.3 加壓過濾機(jī)放料改造

解決加壓過濾機(jī)礦漿槽物料放料，主要有以下2種辦法。

(1)降低上料桶液位使其可以放足夠的物料。但降低液位會導(dǎo)致其它問題的發(fā)生，因為如果液位設(shè)定太低會使供給上料桶的入料泵啟停頻繁，不利于設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行；如果降低設(shè)定液位幅度太小則起不到根本作用，物料仍放不下還會出現(xiàn)溢桶現(xiàn)象。

(2)通過對放料系統(tǒng)進(jìn)行改造使物料排放到其他地方，放料改造通過優(yōu)化放料管路使礦漿槽物料排放到保護(hù)箱內(nèi)，物料通過保護(hù)箱直接回到濃縮池再到底流泵從而進(jìn)行循環(huán)上料[12]。這樣在改造完不管何時放料都不受桶位影響，不用考慮溢桶問題的發(fā)生。

利用2個月的時間實(shí)施了優(yōu)化措施，主要完成了以下工作：

(1)在現(xiàn)場觀察合理的管路角度，安裝位置等；

(2)選擇合適的材料；

(3)對所加管路測量并繪圖，在管路上增加法蘭便于管路出現(xiàn)堵塞或磨損嚴(yán)重時及時進(jìn)行清理和拆解更換；

(4)根據(jù)圖3管路加工示意圖對管路進(jìn)行加工，并嚴(yán)格執(zhí)行改造的技術(shù)措施對管路進(jìn)行改造。

圖3 放料系統(tǒng)管路加工、安裝示意

4 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會效益

加壓過濾機(jī)放料系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造后，加強(qiáng)了日常檢查，經(jīng)過3個多月觀察，在遇到緊急停煤或停煤泥時礦漿槽物料通過保護(hù)箱及時放空，未發(fā)生加壓過濾機(jī)主軸堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在之后的繼續(xù)跟蹤觀察中發(fā)現(xiàn)，主軸堵轉(zhuǎn)時間間隔由原來的3個月1次增加到9個月1次，比目標(biāo)值提高了近3個月時間，如圖4所示。

圖4 放料系統(tǒng)優(yōu)化改造前后主軸堵轉(zhuǎn)時間對比

4.1 現(xiàn)場效果

對放料系統(tǒng)優(yōu)化改造后，將加壓過濾機(jī)礦漿槽物料由原來設(shè)計的排放到上料桶改為進(jìn)入保護(hù)箱，之后物料再從保護(hù)箱進(jìn)入濃縮池從而形成循環(huán)上料。當(dāng)出現(xiàn)緊急停煤或停煤泥的情況時，礦漿槽物料能及時放空，不受加壓過濾機(jī)上料桶液位影響，對主軸不會造成堵轉(zhuǎn)影響，減少了加壓過濾機(jī)主軸堵轉(zhuǎn)次數(shù)，同時也降低了崗位工的勞動強(qiáng)度。在改造過程中將加工好的管路用法蘭對接，這樣在發(fā)生管路堵塞或磨損嚴(yán)重需要更換時便于拆卸。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過這次放料系統(tǒng)的優(yōu)化改造，減少了加壓過濾機(jī)主軸堵轉(zhuǎn)次數(shù)。如果發(fā)生主軸堵轉(zhuǎn)加壓過濾機(jī)無法正常工作，煤泥無法正常排出，使?jié)饪s池阻力增大，為防止造成濃縮池壓耙，需減小煤量并啟用板框壓濾機(jī)。預(yù)計清理一次加壓過濾機(jī)需2 h，同忻選煤廠入洗原煤的小時處理能力由原來1 200 t/h降為600 t/h，噸煤洗選加工費(fèi)11.19元，每年可減少損失約5.3712萬元。同時優(yōu)化改造后主軸使用周期延長，未改造前每年需多更換一次頭軸，每更換1次費(fèi)用約為50 000元，總計可減小損失10.3712萬元，而且降低了崗位工的勞動強(qiáng)度，縮短了檢修時間，提高了選煤廠的綜合效益[13]。

5 結(jié) 語

通過對同忻選煤廠GPJ-120型加壓過濾機(jī)的放料系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析研究，結(jié)合在生產(chǎn)中的實(shí)際情況，將放料管路進(jìn)行優(yōu)化改造，降低了主軸堵轉(zhuǎn)次數(shù)，提高了設(shè)備開機(jī)率，保證了選煤廠煤泥正常處理，節(jié)約了生產(chǎn)成本，避免了員工因處理事故而帶來的勞動量和安全隱患，提高了員工隊伍的自身素質(zhì)和技術(shù)水平。