快开式隔膜压滤机在王家岭选煤厂的应用

张国强

（华晋焦煤有限责任公司王家岭选煤厂，山西 运城 043300）

快开式隔膜压滤机在王家岭选煤厂的应用

张国强

（华晋焦煤有限责任公司王家岭选煤厂，山西 运城 043300）

王家岭选煤厂选用高效节能快开式隔膜压滤机进行煤泥水精煤脱水。该压滤机自动化程度高、液压系统安全可靠、自动拉板系统灵活准确。脱水效率高，运行成本低；既保证了选煤工艺又提高了生产效率。

选煤厂；快开式隔膜压滤机；煤泥水

王家岭选煤厂是华晋焦煤有限责任公司的现代化大型选煤厂，设计生产能力600万t/a。选煤工艺采用脱泥有压两产品重介旋流器主再洗分选，粗煤泥采用干扰床煤泥分选机分选、细煤泥采用微泡浮选机直接浮选、浮选精煤采用隔膜式压滤机脱水、浮选尾煤与其它工艺过程中的底流、离心液等进入浓缩机浓缩，浓缩机底流经尾煤压滤机脱水，作为最终的煤泥产品。

1 目前的煤泥水处理技术

目前，用于煤泥的脱水设备有：圆盘真空过滤机、加压过滤机、厢式压滤机等，但是应用这些设备进行煤泥脱水，仍然存在诸多不足。

圆盘真空过滤机是利用负压进行工作的，压力上限受大气压的限制，影响滤网两面的压力差，导致脱水效率偏低、滤饼中含水分较高、且能耗大，尤其是处理细而粘的物料时，滤饼脱落较难，还需辅助人工操作，滤布更换相当麻烦，成本也较高。加压过滤机由于运行故障较多，电控系统复杂、机体重、体积大、可靠性差、且设备价格贵，实际使用中也有不尽人意之处。它对入料浓度、粒度组成要求苛刻，入料粒度组成变化较大时，产品水分和处理量波动大。

厢式压滤机的突出特点是脱水后的产品集中卸料，这对浮选精煤需要连续脱水工艺来说是大缺陷。它的单块滤饼体积大、不易破碎，更换滤布也较麻烦。

2 快开式压滤机的特点

王家岭选煤厂主厂房采用国内景津压滤机集团生产的8台KMZGFS450/2000-U型高效节能快开式隔膜压滤机，用来进行浮选精煤的煤泥水脱水处理，具有下列特点。

（1）自动化程度高：前些年用的压滤机，自动化程度普遍较低，需要专门培训后的人员操作，人力成本很高，也会因人为因素造成煤泥中水分含量不稳定，自动化程度成为选型的重要因素。“景津压滤机”采用机、电、液一体化设计制造，操作简单、维护方便，采用西门子S7-200系列PLC进行控制，具有手动、自动两种工作状态。自动运行时都有动作互锁功能保护，以防止误动作。所有逻辑动作包括：压紧、进料、保压、补压、压榨、泄压、松开、取板、拉板、冲洗、各工作状态中的暂停功能等，都由PLC的CPU单元自动执行；若有异常，系统会用声、光同时报警。

（2）机架强度高：如果压滤机机架强度不够，造成不当形变，会产生滤板开合不顺畅、压力不均匀等问题，严重时还会导致滤板断裂和滤布损毁等事故。“景津压滤机”吸取先进技术，机架及主梁材质选用Q345B，用二氧化碳保护焊焊接成型，经回火定型处理后，并用抛丸机喷砂处理，使其表面形成细小麻窝，使油漆附着力更强、不易脱落、增加了耐腐蚀性、提高了抗拉强度和抗冲击性能，可满足高压滤板的使用要求，并解决了压滤机主梁变形的问题。

（3）液压系统安全可靠：液压系统的可靠性很重要。液压系统是其核心环节，也是故障多发环节（液压管路系统较复杂，发生问题后很难诊断和处理）。“景津压滤机”液压系统的整个装配过程，都是在无尘恒温车间完成的，液压元器件、主控制阀件、密封圈全部采用国外进口产品，油缸及活塞杆全用优质材料经磨削加工、精度等级很高，具有硬度高、耐磨性能好、抗腐蚀、使用寿命长等优点。

（4）自动拉板系统灵活准确：“景津压滤机”的拉板系统，将厢式配板、隔膜滤板分为若干组，每组滤板采用钢链条连接，采用轨道槽轮进行定位。拉板时每次拉动一组，并顺次拉开该组所有滤板。拉板电机采用美国AB变频器驱动，拉板速度可调，能够根据现场实际情况控制卸料时间，调节范围达60 s～300 s的时间宽度。通过变频器可自行检测电机的电流、运行速度、过载信号、控制拉板器的方向，完成自动拉板过程。PLC中固化了拉板动作程序，拉板器运行速度等参数可用触摸屏设定。整个系统安全可靠，故障率低。拉板器及滑道均有防护装置，上下链盒密闭，保证了拉板系统的清洁和灵活。

3 快开式压滤机的结构

KMZGFS450/2000-U型高效节能快开式隔膜压滤机是集机、电、液于一体的先进固液分离机械设备，主要由机架部件、自动拉板部件、过滤部件、液压部件、电气控制部件组成。

（1）机架部件：机架是整台压滤机的基础（用于支撑过滤机构和拉板机构），由机座、油缸、主梁、止推板、压紧板等组成。设备工作时,机身尾部的液压活塞杆推动压紧板，将位于压紧板和止推板之间的滤板及过滤介质压紧，使各滤板之间形成滤室，以保证带有一定压力的煤泥在滤室里进行压滤。

（2）自动拉板部件：由变频器、电机、拉板小车、链轮、链条等组成。在PLC的控制下，变频器驱动电机运转，通过链轮带动链条运行，链条带动拉板小车完成拉板动作。拉板系统还有手动控制功能，能随时以手动方式控制拉板的前进、后退、停止等动作。

（3）过滤部件：它的滤室由排列在主梁上的滤板组成。滤板主要是优质聚丙烯采用独特配方压制而成，机械性能良好，化学性能稳定，具有耐热、耐压、耐腐蚀、重量轻、表面光滑平整、密封性好、易洗涤等优点。

（4）液压部件：它是压滤机的动力装置，在PLC及电气控制下，通过油泵、油缸、液压元件完成各种动作，可实现自动压紧、自动补压、压滤、拉板、高压卸荷、自动松开等功能。

（5）电气控制部件：它是压滤机的控制中心，主要由PLC、触摸屏、变频器、热继电器、空气断路器、中间继电器、接触器、按钮、信号灯等组成。各部件间通过电气连接或者通讯连接，形成有机的统一。PLC内部集成的计时器、计数器有效控制了设备各个动作执行的时间；装在设备上的行程开关、接近开关、电接点压力表等部件，将设备的重要运行状态信号反馈给PLC，以便PLC按照程序进行后续动作的执行。

4 快开式压滤机的原理

（1）工作原理：液压泵启动后，压紧电磁阀打开，由液压活塞杆推动滤板向机体尾部运行，将所有滤板挤在一起，在滤板之间形成滤室。随后入料阀门打开，带压的煤泥水从机体头尾两侧同时进料、并充满滤室初步形成滤饼，滤液透过滤布，通过滤板的导水孔排出机体，短时间形成滤饼后，进气阀门打开后，向隔膜板内通入高压风鼓动隔膜，使滤饼进一步被挤压脱水，即隔膜压榨二次脱水。压榨完成后，由拉板小车分三次拉开滤板进行卸料，滤饼由机体下方的滤饼收集刮板送到皮带上运走，完成一个动作循环。

（2）动作循环：压滤机工作一个完整的动作循环由6个环节组成，见图1。

图1 工作工程动作循环

1）自动压紧：上一次动作循环的取、拉板动作完成后，拉板装置接触到小车限位开关，油泵电机开始运转，同时压紧电磁阀得电，油泵开始向油缸高压腔供油，油缸活塞杆前进、并推动压紧板压紧滤板（执行压紧动作），当滤板接触到止推板、而静止时，系统压力上升到电接点压力表的上限设定值时，电机及电磁换向阀失电，电机停止运转，系统进入保压状态，系统压力由溢流阀阀值确定。

2）自动补压：压滤机把滤板压紧后，液控单向阀锁紧回路并保压。如果系统漏油等原因使系统压力下降至电接点压力表下限设定值时，下限触点发出电信号，PLC控制电机及电磁换向阀得电，油泵向油缸后腔供油补压。当压力达到电接点压力表上限设定值时，电机及电磁换向阀失电，电机自动停止运转，如此循环完成自动补压。

3）压滤：过滤开始时，滤浆在入料泵的压力作用下，经止推板的进料口进入各滤室内，滤浆借助入料泵的压力进行固液分离，由于过滤滤布的作用，使固体留在滤室内形成滤饼，滤液通过水嘴排出。若需含水率较低的滤饼，可从洗涤口通入压缩空气，透过滤饼层，吹出滤饼中的一部分水分。

4）高压卸荷：当压滤过程完成后，电磁阀反向得电，会将油缸内的高压卸掉。为了防止压紧板松开时液压系统受冲击，PLC程序内部对卸荷时间进行了设定，以便卸荷延时；当延时时间达到后，压滤机自动转入压紧板松开状态。

5）松开及卸料：油泵电机启动，松开电磁阀得电，液压站向油缸前腔供油，活塞杆带动压紧板后退，滤室被逐个打开；当压紧板接触到松开限位开关后，电磁换向阀失电，压紧板停止运动，同时，PLC发出信号，变频器驱动拉板电机运转，拉板小车开始工作，压滤机自动转入取、拉板状态。

6）取、拉板：拉板小车逐组取板，每次取板当变频器发出过载信号后，自动反转进入拉板状态；在拉板过程中，如果变频器发出过载信号则转入取板状态，逐组进行取、拉板循环；同时也完成卸料过程。当各组拉板全部完成后，系统又重新进入自动压紧过程，开始了下一次动作循环。

5 结束语

王家岭选煤厂通过使用快开式隔膜压滤机对浮选精煤进行脱水回收，提高了生产效率，优化了工艺流程，减轻了工人的劳动强度，提高了选煤厂的自动化水平，增加了公司的经济效益。该套系统在设备性能、脱水、环保、增效等方面均有突出优势，可给选煤厂家提供借鉴。

[1] 潘海东，邱向军.浮选精煤采用快开式隔膜压滤机脱水实践[J].煤炭加工与综合利用，2009（3）:31-33.

[2] 卫中宽，李海龙.我国煤用压滤机的生产和使用现状[J].煤炭加工与综合利用，2007(1)：12-14.

Application of Quick Open M embrane Filter Press in W angjialing Coal Preparation Plant

ZHANG Guo-qiang

(Wangjialing Coal Preparation Plant,Huajin Coking Coal Co.,Yuncheng Shanxi043300)

High-efficient and energy-saving quick open membrane filter press is used in Wangjialing Coal Preparation Plant to dewater slurry.With its high degree of automation,reliable hydraulic system,flexible and accurate automatic carriage system,efficient dehydration,and low cost,the filter press guarantees the coal selection technique and increases the production efficiency.

coal preparation plant;quick open membrane filter press;slurry

TD926.2

A

1672-5050（2011）09-0042-03

2011-05-03

张国强（1964—），男，山西交城人，本科，工程师，从事选煤生产管理工作。

刘新光