快开压滤机在洗选煤中的应用

高 飞

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司营运分公司， 山西 介休 032000）

引言

近年来，煤泥含量随着入选原煤煤质的变差而表现出逐年增加的趋势，原有的板框式压滤机已无法满足节水节能相关要求，并且维修成本高且工作效率低等问题日益显露，造产水质超标的情况屡屡发生。国产压滤技术的发展以及国外压滤技术的引进使得快开式隔膜压滤机因具备自动化程度高、设备集约化和产品水分低等特点得到了充分的发展和广泛的应用。据此，某洗煤厂为扩大生产、提升洗煤质量对原有系统进行了升级改造并引入了KMZG450/2000-U型快开式隔膜压滤机。

1 压滤机常见问题简介

1）工作效率低。板框压滤机为一端入料，过滤脱水加压仅为入料泵。质量浓度为380 g/L的过滤煤浆体其过滤时间约为60 min，而人工逐块卸料为成型滤饼的主要方式，人工卸料操作强度高，单机工作和人工单板卸料时间分别为2 h和1 h，工作效率满足不了生产要求[1]。

2）滤饼含水量高。拉梁作为压滤机框架的主要部件极易在使用过程出现裂缝，而对拉梁的更换存在施工周期长、作业量大、配件费用高等特点，通常对于裂缝较少的钢板采用一定厚度钢板进行补焊加固。实测显示，压滤机顶板上限在加固后续降低约16 MPa，因此引起滤饼含水量增加约30%并显著相抵脱水效果，对下级煤泥干燥生产造成极为不利的影响。

3）处理量低。洗煤厂煤泥含量随着原煤入选量的提高而不断增大，原板框压滤机洗煤处理量5 t/h已无法满足洗煤有关需求。

4）维护成本高。对于出现较大裂缝的拉梁，更换拉梁每根约3万元且维护配件费用较高。因设备长期工作，各类阀件、油马达等故障率较高，每年维护成本约为12万元[2]。

2 KMZG450/2000-U快开式隔膜滤机

2.1 技术参数

该压滤机主要有PLC控制柜、液压站、机架以及滤板等部分组成，主要技术参数如表1所示。

表1 主要技术参数

2.2 结构特点

KMZG450/2000-U快开式隔膜滤机是一种能够在生产过程中自动完成松开、压紧、保补压及拉板等多道供需的间歇性压滤设备，主要有由机架、过滤、液压、卸料和电气控制组成的集机、电、液一体化设备，如图1所示。

1）机架机构。机架作为过滤机的支撑结构对整套设备发挥基础作用，主要由主梁、机座、止推板、油缸和压紧机等组成，其中主梁具有抗拉强度大、抗弯能力强以及机械性能良好等优点可对有效避免拉梁变形以及裂缝的出现。

图1 压滤机结构示意图

2）过滤机构。按照一定规则排列在主梁上的滤板、配板以及滤布为该机构部位的主要部件，其中煤泥滤室是由隔膜板和配板两种滤板按照间隔顺序进行排列而组成的。滤板为新型材质具有耐腐蚀、强度高、配件成本低等特性；滤布与滤板接触面光滑在洗煤过程中可有效降低划破、磨损出现的概率；采用尾板和头板两端入料方式，因此在过滤初期可有效降低过滤时间；向隔膜板通入0.8～1.0 MPa的气流并因此可形成再次压榨，有效降低滤饼含水率为18%以下具有显著的脱水效果[3-4]。

3）液压机构。主机完成松开、压紧的动力装置即为压滤机的液压部位，其他元件和气泵等在电气系统控制下实现相应的功能操作。

4）卸料机构。传动轴、链轮以及减速电机为该部位的主要元件并由电气控制系统完成操作。压紧板、机座等结构之间的焊接为优质碳素钢，具有较好的机械性能，过滤机调速方式为拉板电机变频方式，单板人工卸料和单机工作循环时间约为5 min和20 min，卸料和工作效率显著提高。

2.3 工作原理

设备启动时液压油进入液压缸而活塞杆在动力作用下推动头板并使得滤布和滤板压紧，滤浆在入料泵的推动下进入相邻滤板所形成密封滤室内，对悬浮液可利用入料压力进行固、液分离，固体形成滤饼而滤液被排除。然后在进气口通入压缩空气并对滤饼进一步的压榨降低水分，快速拉板机在滤板松开后以此拉开各组滤板并进行卸料，据此完成一个压滤循环[5]。

3 应用效果分析

3.1 应用效果

1）脱水效率。KMZG450/2000-U快开式隔膜滤机不仅在煤浆吹风、压榨等工序进行了创新设计，而且在滤板排列和设计上突出了传统概念。滤板材质光滑质地良好可有效降低滤布的磨损和划伤概率。向隔膜板和入料板通入气流可显著节约过滤时间降低滤饼压榨含水率，显著提高脱水效果。

2）自动化程度。压滤机PLC控制系统可对外部设备工序进行衔接控制，通过中间继电器、接近开关以及传感器的链接可实现链接、自动和就地三种工作模式具有较高的自动化。由24 V变压器对电磁阀线圈、接近开关和外部传感器进行供电具有检修安全、操作方便等优点，其他电器元件和液压元件均为名牌厂家生产，其安全适用性和互换性能较强，可靠性高。压滤机入料泵采用机械+副叶轮密封具有耐磨、无泄漏和高效等特征。

3）操作性能。滚轮内置轴承设计在压滤板两侧具有转动灵活等优点。分段设计滤板并在滚轮安装小链可对多块滤板实现一次开拉其中滤板间距决定小链长度；利用滤板拉动时的晃动和惯性实现滤饼的自行脱落，不仅可有效降低人工卸料事故概率而且大大节约了卸料时间。

4）工作效率。该压滤机正常工作循环时间为20 min左右其煤泥台处理量高达25 t/g，压料效率相对于板框式压滤机显著提高4倍以上。不仅可节省洗煤厂房空间位置，而且可降低投入维修费用，设备具有更高的使用价值。

3.2 经济效果

在保证正常生产的情况下采用3台KMZG450/2000-U设备替代原有的5套板框式压滤机，一次性降低成本投入约2 000万元。系统升级后不仅可彻底规避因先前设备拉梁裂缝存在的安全隐患，而且设备台班相对于原系统降低了5台，减少3名人工成本开展每年约15万元；不仅解决了原设备维护量大、维修成本率和设备故障率高的问题，而且可降低设备维检费每年约12万元。较高的自动化水平不仅充分发挥了设备的技术有点，而且优化了煤泥回收系统使得循环水质量浓度降低至8 g/L以下确保了水质达标；系统的升级和改善不仅提高了精煤产率约0.3%，而且显著降低了介耗率10%左右，因此创效超过千万元[6]。

4 结语

KMZG450/2000-U快开式隔膜滤机作为洗煤厂的理想设备，不仅具有投资回收期短、自动化程度高、设备故障率低以及脱水效率高等优点，而且在洗煤厂系统升级后精简设备，提高压料效率约4倍，在节省了洗煤厂厂房空间的同时充分发挥了煤泥回收系统设备性能。