同忻選煤廠加壓過濾機放料系統優化改造

張孝東

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

加壓過濾機自20世紀80年代正式投入工業生產至今，已經廣泛用于選煤廠細煤泥的脫水，其以產品水分低，處理能力大，低能耗和低噪聲的優點得到了用戶的認可[1]。在同忻選煤廠中，0.25 mm以下細煤泥通過盤式加壓過濾機進行脫水后，通過產品帶式輸送機進行外運。

1 GPJ-120型加壓過濾機概述

GPJ-120型加壓過濾系統結構如圖1所示，可以看出，加壓過濾系統由過濾機主機、輔機、管道及閥門等組成。加壓過濾機是將過濾機置于一個封閉的加壓倉內，圓盤過濾機落料槽下有刮板輸送機，在機頭處裝有排料裝置。過濾的懸濁液由入料泵給入到過濾機的槽體中，加壓倉內充進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，在加壓倉內壓力作用下，槽體內的液體通過浸入懸濁液中的過濾介質排出，而固體顆粒被收集到過濾介質上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉，濾餅經過干燥降低水分后，到分配閥的卸料區卸落到刮板輸送機中，由刮板輸送機收集到排料裝置中，這樣連續的運行，當達到一定量后，由排料裝置間歇排出機外，整個工作過程自動進行。

圖1 GPJ-120型加壓過濾系統結構

2 加壓過濾機存在的問題

在選煤廠生產過程中發現，如果遇到緊急停煤或者精煤帶式輸送機停止運行等情況，需要對加壓過濾機及時進行放料，加壓過濾機放料時，其槽放空閥連接的管路直接將物料放入上料桶[2]。由于加壓過濾機上料桶液位太高，加壓過濾機無法放料，極易造成加壓過濾機主軸堵轉，如果強制放料會造成上料桶溢桶現象的發生。由于加壓過濾機在選煤廠屬關鍵運輸設備，一旦無法正常運行，不及時處理會導致濃縮池的煤泥無法順利排出，將影響選煤廠正常生產，以至給選煤廠造成較大損失[3]。

3 加壓過濾機放料系統的改造方法

加壓過濾機的原有設計為在進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上料桶，但在實際生產中發現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現象頻發，為確保加壓過濾機正常運行，對加壓過濾機的主軸轉速、放料過程等進行了深入研究[4]。

3.1 加壓過濾機主軸轉速設定

加壓過濾機主軸轉速合理范圍為0.87～1.5 r/min[5]，通常對加壓過濾機的轉速設定為1.01 r/min，符合轉速要求。圖2為主軸轉速對產生煤泥板數、產品水分和主軸堵轉的影響，從圖中看出，主軸轉速越低加壓過濾機進行脫水的板數越少，產品水分越小[6-7]，發生堵轉次數越頻繁，但轉速不能過高，否則產品水分超標，所以將主軸轉速調至1.30 r/min，以確保加壓過濾機正常運行。

圖2 主軸轉速對產量、水分、堵轉的影響

3.2 加壓過濾機放料過程

在排除轉速對主軸堵轉的影響后，由于底流泵設定為上料桶液位低于20%會自動上料，達到設定桶位80%自動停止上料。在生產過程中發現，遇到突然停煤或者急需停煤泥時，加壓過濾機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象。如果無法及時放空礦漿槽物料，在加壓過濾機等待后繼續運行時極易出現主軸堵轉現象，但如果能將物料放空則不會出現主軸堵轉[10-11]。

3.3 加壓過濾機放料改造

解決加壓過濾機礦漿槽物料放料，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。但降低液位會導致其它問題的發生，因為如果液位設定太低會使供給上料桶的入料泵啟停頻繁，不利于設備生產運行；如果降低設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溢桶現象。

(2)通過對放料系統進行改造使物料排放到其他地方，放料改造通過優化放料管路使礦漿槽物料排放到保護箱內，物料通過保護箱直接回到濃縮池再到底流泵從而進行循環上料[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生。

利用2個月的時間實施了優化措施，主要完成了以下工作：

(1)在現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堵塞或磨損嚴重時及時進行清理和拆解更換；

(4)根據圖3管路加工示意圖對管路進行加工，并嚴格執行改造的技術措施對管路進行改造。

圖3 放料系統管路加工、安裝示意

4 應用情況及經濟社會效益

加壓過濾機放料系統進行優化改造后，加強了日常檢查，經過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箱及時放空，未發生加壓過濾機主軸堵轉現象。在之后的繼續跟蹤觀察中發現，主軸堵轉時間間隔由原來的3個月1次增加到9個月1次，比目標值提高了近3個月時間，如圖4所示。

圖4 放料系統優化改造前后主軸堵轉時間對比

4.1 現場效果

對放料系統優化改造后，將加壓過濾機礦漿槽物料由原來設計的排放到上料桶改為進入保護箱，之后物料再從保護箱進入濃縮池從而形成循環上料。當出現緊急停煤或停煤泥的情況時，礦漿槽物料能及時放空，不受加壓過濾機上料桶液位影響，對主軸不會造成堵轉影響，減少了加壓過濾機主軸堵轉次數，同時也降低了崗位工的勞動強度。在改造過程中將加工好的管路用法蘭對接，這樣在發生管路堵塞或磨損嚴重需要更換時便于拆卸。

4.2 經濟效益

通過這次放料系統的優化改造，減少了加壓過濾機主軸堵轉次數。如果發生主軸堵轉加壓過濾機無法正常工作，煤泥無法正常排出，使濃縮池阻力增大，為防止造成濃縮池壓耙，需減小煤量并啟用板框壓濾機。預計清理一次加壓過濾機需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11.19元，每年可減少損失約5.3712萬元。同時優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度，縮短了檢修時間，提高了選煤廠的綜合效益[13]。

5 結 語

通過對同忻選煤廠GPJ-120型加壓過濾機的放料系統進行深入的分析研究，結合在生產中的實際情況，將放料管路進行優化改造，降低了主軸堵轉次數，提高了設備開機率，保證了選煤廠煤泥正常處理，節約了生產成本，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和技術水平。