同忻选煤厂加压过滤机放料系统优化改造

张孝东

(晋能控股煤业集团煤炭洗选分公司大地选煤工程有限责任公司，山西 大同 037003)

加压过滤机自20世纪80年代正式投入工业生产至今，已经广泛用于选煤厂细煤泥的脱水，其以产品水分低，处理能力大，低能耗和低噪声的优点得到了用户的认可[1]。在同忻选煤厂中，0.25 mm以下细煤泥通过盘式加压过滤机进行脱水后，通过产品带式输送机进行外运。

1 GPJ-120型加压过滤机概述

GPJ-120型加压过滤系统结构如图1所示，可以看出，加压过滤系统由过滤机主机、辅机、管道及阀门等组成。加压过滤机是将过滤机置于一个封闭的加压仓内，圆盘过滤机落料槽下有刮板输送机，在机头处装有排料装置。过滤的悬浊液由入料泵给入到过滤机的槽体中，加压仓内充进一定压力的压缩空气，在滤盘上，通过分配阀与通大气的气水分离器形成压差，这样，在加压仓内压力作用下，槽体内的液体通过浸入悬浊液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤介质上形成滤饼，随着滤盘的旋转，滤饼经过干燥降低水分后，到分配阀的卸料区卸落到刮板输送机中，由刮板输送机收集到排料装置中，这样连续的运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出机外，整个工作过程自动进行。

图1 GPJ-120型加压过滤系统结构

2 加压过滤机存在的问题

在选煤厂生产过程中发现，如果遇到紧急停煤或者精煤带式输送机停止运行等情况，需要对加压过滤机及时进行放料，加压过滤机放料时，其槽放空阀连接的管路直接将物料放入上料桶[2]。由于加压过滤机上料桶液位太高，加压过滤机无法放料，极易造成加压过滤机主轴堵转，如果强制放料会造成上料桶溢桶现象的发生。由于加压过滤机在选煤厂属关键运输设备，一旦无法正常运行，不及时处理会导致浓缩池的煤泥无法顺利排出，将影响选煤厂正常生产，以至给选煤厂造成较大损失[3]。

3 加压过滤机放料系统的改造方法

加压过滤机的原有设计为在进行等待后物料通过槽放空阀直接将物料排入到加压过滤机上料桶，但在实际生产中发现上料桶料位通常情况下保持在50%以上，如果等待后无法放料造成主轴堵转现象频发，为确保加压过滤机正常运行，对加压过滤机的主轴转速、放料过程等进行了深入研究[4]。

3.1 加压过滤机主轴转速设定

加压过滤机主轴转速合理范围为0.87～1.5 r/min[5]，通常对加压过滤机的转速设定为1.01 r/min，符合转速要求。图2为主轴转速对产生煤泥板数、产品水分和主轴堵转的影响，从图中看出，主轴转速越低加压过滤机进行脱水的板数越少，产品水分越小[6-7]，发生堵转次数越频繁，但转速不能过高，否则产品水分超标，所以将主轴转速调至1.30 r/min，以确保加压过滤机正常运行。

图2 主轴转速对产量、水分、堵转的影响

3.2 加压过滤机放料过程

在排除转速对主轴堵转的影响后，由于底流泵设定为上料桶液位低于20%会自动上料，达到设定桶位80%自动停止上料。在生产过程中发现，遇到突然停煤或者急需停煤泥时，加压过滤机在等待后由于上料桶此时液位较高(由于到给定液位自动上料，液位一般总保持在为60%～80%)，而矿浆槽物料如果放入上料桶占上料桶液位40%，这样就会造成溢桶现象。如果无法及时放空矿浆槽物料，在加压过滤机等待后继续运行时极易出现主轴堵转现象，但如果能将物料放空则不会出现主轴堵转[10-11]。

3.3 加压过滤机放料改造

解决加压过滤机矿浆槽物料放料，主要有以下2种办法。

(1)降低上料桶液位使其可以放足够的物料。但降低液位会导致其它问题的发生，因为如果液位设定太低会使供给上料桶的入料泵启停频繁，不利于设备生产运行；如果降低设定液位幅度太小则起不到根本作用，物料仍放不下还会出现溢桶现象。

(2)通过对放料系统进行改造使物料排放到其他地方，放料改造通过优化放料管路使矿浆槽物料排放到保护箱内，物料通过保护箱直接回到浓缩池再到底流泵从而进行循环上料[12]。这样在改造完不管何时放料都不受桶位影响，不用考虑溢桶问题的发生。

利用2个月的时间实施了优化措施，主要完成了以下工作：

(1)在现场观察合理的管路角度，安装位置等；

(2)选择合适的材料；

(3)对所加管路测量并绘图，在管路上增加法兰便于管路出现堵塞或磨损严重时及时进行清理和拆解更换；

(4)根据图3管路加工示意图对管路进行加工，并严格执行改造的技术措施对管路进行改造。

图3 放料系统管路加工、安装示意

4 应用情况及经济社会效益

加压过滤机放料系统进行优化改造后，加强了日常检查，经过3个多月观察，在遇到紧急停煤或停煤泥时矿浆槽物料通过保护箱及时放空，未发生加压过滤机主轴堵转现象。在之后的继续跟踪观察中发现，主轴堵转时间间隔由原来的3个月1次增加到9个月1次，比目标值提高了近3个月时间，如图4所示。

图4 放料系统优化改造前后主轴堵转时间对比

4.1 现场效果

对放料系统优化改造后，将加压过滤机矿浆槽物料由原来设计的排放到上料桶改为进入保护箱，之后物料再从保护箱进入浓缩池从而形成循环上料。当出现紧急停煤或停煤泥的情况时，矿浆槽物料能及时放空，不受加压过滤机上料桶液位影响，对主轴不会造成堵转影响，减少了加压过滤机主轴堵转次数，同时也降低了岗位工的劳动强度。在改造过程中将加工好的管路用法兰对接，这样在发生管路堵塞或磨损严重需要更换时便于拆卸。

4.2 经济效益

通过这次放料系统的优化改造，减少了加压过滤机主轴堵转次数。如果发生主轴堵转加压过滤机无法正常工作，煤泥无法正常排出，使浓缩池阻力增大，为防止造成浓缩池压耙，需减小煤量并启用板框压滤机。预计清理一次加压过滤机需2 h，同忻选煤厂入洗原煤的小时处理能力由原来1 200 t/h降为600 t/h，吨煤洗选加工费11.19元，每年可减少损失约5.3712万元。同时优化改造后主轴使用周期延长，未改造前每年需多更换一次头轴，每更换1次费用约为50 000元，总计可减小损失10.3712万元，而且降低了岗位工的劳动强度，缩短了检修时间，提高了选煤厂的综合效益[13]。

5 结 语

通过对同忻选煤厂GPJ-120型加压过滤机的放料系统进行深入的分析研究，结合在生产中的实际情况，将放料管路进行优化改造，降低了主轴堵转次数，提高了设备开机率，保证了选煤厂煤泥正常处理，节约了生产成本，避免了员工因处理事故而带来的劳动量和安全隐患，提高了员工队伍的自身素质和技术水平。