煤矿用清洗过滤系统工作原理和检修

朱文平

摘 要：目前，煤矿井下供水系统水中含有杂质和大量颗粒物，无法充分满足井下乳化液泵站、支架和喷雾冷却系统的用水需求。清洗过滤系统是指设置在综采工作面总进水管道上，为整个综采工作面供水的一套全自动、免维护水过滤系统，而采用正确的维修工艺是保证过滤器维修质量和设备运行可靠性的必要保证。

关键词：清洗过滤系统；维修工艺；过滤器；综采工作面

中图分类号：S274.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.112

1 设备工作原理

工作面顺槽供水管线中的水经过滤器的进水口进入粗过滤器，然后进入精过滤器的进液仓，通过过滤网进入中部的净水仓，再从侧面的出水口供出洁净水。全自动清洗过滤器控制系统能根据时间和压差自动完成清洗工作，也可手动完成反冲洗、排污工作。过滤器下腔底部设置了杂质污物仓，过滤出的杂物沉入此仓，经排污阀排出过滤器。

本过滤系统采用缝隙式全不锈钢金属滤网和独特的清理、反冲结构，改变了传统的过滤器滤网式结构。过滤网内设计了6把圆周排列的不锈钢钢丝刷子，在转轴部件、过滤器上部的防爆电机和减速器的带动下做旋转运动，可将黏附在不锈钢滤网内壁上的污渍、杂质清理至污物仓，并按照电控箱内PLC设定的时间开启系统排污阀，从而实现排污。

为了进一步增强反冲清洗效果，解决系统中可能存在油膜堵塞滤网的问题，本装置在旋转的钢丝刷前部设计了一个反冲反吸器。反冲反吸器的工作原理为：在过滤器的底部设计有排污口，此排污口与底部的污物仓不相通，与反吸器相通，并由排污口的执行器控制。当差压变送器检测到滤网被堵塞时，在启动反吸旋转的同时，排污口的执行器按设计好的方式执行开、闭程序动作。当球阀打开时，管道压力大于排污口的压力，进而产生压力差，并在反吸器的局部产生反吸力。由于存在压力差，滤网外侧的水在压力差作用下会流向反吸器，形成反冲洗效果，可将滤网上的脏物冲入排污口。该装置的滤网采用三角形滤网丝设计，焊接编制成圆柱形滤网，其平滑的内壁更加有利于钢丝滤刷的清洗，外网采用三角形开口。小于或等于过滤精度的污物都不会卡在滤网上，将使清洗更加容易，可始终使过滤器保持良好的工作状态。

差压变送器采集进、出水口的压力差，并将其转化为电流型号，显示进、出水口压差的电流数值。当达到设定值12 mA时（即进、出水压差为0.08 MPa），反冲洗装置开始清洗。

2 过滤系统的特点

该过滤系统有以下4个优点：①真正实现了在线、全自动、免维护清洗，不需要更换滤芯，滤网使用寿命长，省去了更换滤芯的费用和时间，且使用非常方便；②采用PLC全自动控制，可根据水质情况合理调整清洗过程，实现了主动清洗，可保证滤网具有良好的过滤状态；③全自动自清洗过滤器具有过滤原水、自动清洗滤芯的功能，且清洗吸污时系统可不间断供水；④结构紧凑、体积小、占地面积小。

3 设备检修

主要包括电控系统、执行器的检修，过滤器体和滤芯的除垢、清洗，仪表和差压变送器的检验、测试，各类阀门的密封性测试，结构件修复和设备组装调试等任务。

3.1 差压变送器

3151系列执行器无机械传动部件，几乎是免维护的。但使用时要注意因电子线路元件易被静电损坏，变送器在拆装、操作时要采用防静电措施，不可直接触摸印刷电路。

3.2 电动执行器

检测执行器的电动机、电容、限位开关和中间继电器等原件，更换损坏件并开展组装和测试；机械减速机构的磨损状况检测，加注润滑脂。整机组装后开展通电测试，测试时行至端点时限位动作并保持。

3.3 电控系统的检修和调试

电控系统故障包括电子元件（时间继电器、中间继电器、热继电器、差压比较模块、PLC模块）损坏，可通过相应的检测手段更换或修复元件，并按照控制原理组装、测试所有模块。

4 各类阀门的检验、测试

阀门检验、测试主要包括强度试验和密封性试验，只有测试合格的阀门才可安装。

4.1 强度试验

试验通常在常温下进行，试验压力一般为公称压力的1.5倍。试验时将阀内腔的空气排净，阀门开启，一端封闭，从另一端注入介质并施加压力。检查法兰和阀体（体、盖）外露的表面，要求在规定的试验持续时间（一般≥10 min）内无渗漏，才可认为该阀门强度试验合格。对于渗漏的阀门，如果技术条件允许补焊，则可按技术规范补焊，但补焊后必须重新进行强度试验，试验持续时间延长1倍。

4.2 密封性试验

试验时，先开启阀门，将通道一端堵住，压力从另一端引入，待压力升高到规定值时（4 MPa）关闭阀门，然后逐渐降低堵端的压力。球阀有2个密封副，因此，需进行双向密封试验，另一端应重复上述试验。

5 过滤体组件的修复

过滤体组件的修复主要包括过滤网、滤刷的除垢清洗和零件修复两大部分。

5.1 过滤体的除垢、除锈

拆解后将不锈钢滤网、粗滤网和钢丝刷等零件用质量分数为5%的除垢剂或奥斯克浸泡3～6 h，并用毛刷清洗，清洗后的零件要及时吹干并做密封防护，以防二次污染发生。

5.2 过滤体部件修复

过滤体的主要损坏形式为滤网变形和滤网开焊，进而导致钢丝刷转轴部件无法整周运转，需要矫正变形，以保证圆柱度。对于开焊的滤网，需要修复不锈钢件。

除垢清洗后组装经过清洗的过滤体、滤网和钢丝刷，并调整钢丝刷上的弹簧，使钢丝刷与滤网内部的间隙适中，既要保证清洗效果良好，又要转轴钢丝刷不会过度磨损。

6 设备整机的组装和调试

6.1 组装

按照装配标准工艺将电动机、减速器安装于过滤体组件上，再安装各类阀门、法兰、执行器、仪表和变送器管路，并按照图纸要求连接水压力管道与差压变送器、仪表盘；将防爆电机、排污、反冲洗执行器电源线与控制箱连接。安装完成后，按照过滤装置说明书中的要求检查连接线路、管路。

6.2 测试

过滤体的压力应<4 MPa。按照图纸中的要求在控制柜中接入电源线，并设置时间参数；检查排污、反冲洗动作，各部分有无过热和异常，转动是否平稳，声音是否正常，是否存在漏油、漏液现象。出现故障及时应停机处理，直至设备符合运行标准后恢复运行。

掌握设备工作原理和检修方法是保证设备正常、可靠运行的基础。在设备的使用过程中，定期排污、反冲洗、检测设备仪表数据，并根据使用工况调整时间继电器参数、设备排污和反冲洗的间隔时间，能有效延长设备检修周期和提高设备利用率，从而降低煤矿生产成本。

〔编辑：张思楠〕