周建方，張定智

(山東博選礦物資源技術(shù)開發(fā)有限公司 新河選煤廠，山東 濟(jì)寧 272000)

1 概 述

博選公司新河選煤廠回收濃縮底流煤泥的壓濾機(jī)為快開式高壓隔膜壓濾機(jī)，底流泵將濃縮底流輸送至壓濾車間煤泥桶，壓濾入料泵再將煤泥桶內(nèi)的煤泥水輸送至壓濾機(jī)。壓濾機(jī)具有部分自動(dòng)控制功能，但底流泵需要人工開停，進(jìn)漿時(shí)需隨時(shí)觀察底流泵控制箱的煤泥桶液位指示燈，低位燈亮?xí)r開啟底流泵，高位燈亮?xí)r關(guān)閉底流泵；壓濾入料泵的開停及進(jìn)漿時(shí)間由壓濾司機(jī)判斷，當(dāng)煤泥桶中液位處于低位時(shí)，停止入料，處于高位時(shí)開啟入料泵；當(dāng)濾液水量明顯減少、滴點(diǎn)不成線時(shí)表示進(jìn)漿已滿，停止入料泵進(jìn)漿，壓濾機(jī)自動(dòng)進(jìn)入下一流程。為節(jié)約人工成本，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)全自動(dòng)控制，在煤泥桶中安裝了液位繼電器，當(dāng)煤泥桶液位處于低位時(shí)自動(dòng)開啟底流泵，入料泵自動(dòng)停機(jī)，處于高位時(shí)底流泵自動(dòng)停機(jī)，入料泵自動(dòng)開啟；并在濾液水槽內(nèi)安裝液位繼電器，當(dāng)濾液明顯減少時(shí)，繼電器檢測到濾液水槽液位降低到一定高度時(shí)，給壓濾機(jī)傳遞停止進(jìn)漿信號(hào)，壓濾機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一個(gè)工序。

2 壓濾機(jī)人工值守時(shí)的使用情況

2.1 人員組織

該廠壓濾車間共計(jì)3層，11臺(tái)設(shè)備，2臺(tái)壓濾機(jī)，配備1名壓濾司機(jī)，負(fù)責(zé)操作2臺(tái)壓濾機(jī)以及整個(gè)壓濾車間的設(shè)備巡視和衛(wèi)生清理。

2.2 壓濾機(jī)操作過程

壓濾司機(jī)進(jìn)入車間后首先檢查1～2樓設(shè)備有無異常，然后進(jìn)入3樓操作壓濾機(jī)。操作之前需要對壓濾機(jī)液壓站、濾板、各氣動(dòng)球閥、濾液管等部位進(jìn)行仔細(xì)檢查，然后開始操作。首先開啟濃縮底流泵，當(dāng)煤泥水?dāng)嚢柰疤幱诟咭何粫r(shí)，底流泵控制箱的高液位指示燈亮，此時(shí)關(guān)停底流泵，將壓濾機(jī)旋鈕開關(guān)旋至自動(dòng)位置，然后再按下程序啟動(dòng)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)將自動(dòng)完成壓緊、保壓、進(jìn)漿、壓榨、反吹、松開、取板、拉板的過程。但在進(jìn)漿和取拉板過程需要人工參與，進(jìn)漿時(shí)間的長短需要根據(jù)濾液水量來決定，當(dāng)濾液水量明顯減少、滴點(diǎn)不成線時(shí)，表示濾餅已形成，此時(shí)可以手動(dòng)停止進(jìn)漿，然后轉(zhuǎn)換到自動(dòng)操作以后的壓濾程序。當(dāng)自動(dòng)操作進(jìn)行到取板卸料時(shí)，因該壓濾機(jī)無清洗濾板裝置，需要人工使用竹板清理粘在濾板上的煤泥。

2.3 壓濾機(jī)無法實(shí)現(xiàn)無人值守的環(huán)節(jié)

(1)底流泵和壓濾入料泵需要人工開停。因煤泥水?dāng)嚢柰叭莘e有限，在進(jìn)漿時(shí)需隨時(shí)觀察底流泵控制箱的液位指示燈 ，當(dāng)?shù)臀粺袅習(xí)r開啟底流泵，高位燈亮?xí)r關(guān)閉底流泵。

(2)進(jìn)漿時(shí)間需人工判斷。當(dāng)濾液水量明顯減少、滴點(diǎn)不成線時(shí)可停止進(jìn)漿。

3 實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)無人值守需解決的問題

(1)濃縮底流泵要根據(jù)壓濾車間煤泥桶的液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開停。

(2)在壓濾機(jī)進(jìn)漿過程中，由于壓濾入料泵流量大于底流泵流量，煤泥桶經(jīng)常會(huì)發(fā)生“喝空”的情況，因此，壓濾入料泵應(yīng)根據(jù)煤泥桶液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開停。

(3)可以根據(jù)濾液水量判斷壓濾效果，從而自動(dòng)停止壓濾機(jī)進(jìn)漿。目前進(jìn)漿與否是由壓濾司機(jī)通過判斷濾液水管外流的水量大小來確定的，當(dāng)濾液水量明顯減少、滴點(diǎn)不成線時(shí)濾餅已形成，此時(shí)可以停止進(jìn)漿。若要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止進(jìn)漿，需要將濾液水量明顯減小的信號(hào)反饋到壓濾機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止進(jìn)漿。

4 壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)無人值守方案分析

壓濾機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，濃縮機(jī)底流泵和壓濾入料泵需要根據(jù)煤泥桶液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開停，控制系統(tǒng)要能夠根據(jù)濾液水量判斷壓濾效果，從而自動(dòng)停止進(jìn)漿。

4.1 泵的自動(dòng)開、停

(1)底流泵的自動(dòng)啟停：改進(jìn)現(xiàn)有攪拌桶的高低液位開關(guān)，將反饋到高低位指示燈的信號(hào)線直接接入底流泵控制回路，低位信號(hào)得電后底流泵自動(dòng)開啟，高位信號(hào)得電后底流泵自動(dòng)停機(jī)。設(shè)計(jì)原理如圖1左側(cè)所示，當(dāng)煤泥桶內(nèi)液位達(dá)到低位時(shí)，KA2閉合，底流泵運(yùn)行；當(dāng)煤泥桶內(nèi)液位到達(dá)高位時(shí)，KA1閉合，KA1常閉點(diǎn)斷開，KM釋放，底流泵停止運(yùn)行。當(dāng)需要手動(dòng)開停時(shí)，KA2不起作用，只能手動(dòng)開泵，自動(dòng)停泵。

圖1 底流泵、入料泵自動(dòng)開停原理示意

(2)壓濾入料泵的自動(dòng)啟停：使用底流泵的高低液位開關(guān)，改進(jìn)現(xiàn)有控制回路。當(dāng)液位降至低位時(shí)，壓濾機(jī)控制面板上的暫停按鈕得電，壓濾入料泵停止進(jìn)漿；當(dāng)液位升至高位時(shí)，控制面板復(fù)位按鈕信號(hào)，壓濾入料泵開始進(jìn)漿；按照此規(guī)律循環(huán)，直至進(jìn)漿滿為止。其設(shè)計(jì)電路如圖1右側(cè)所示。

4.2 濾液水量的判斷

控制系統(tǒng)能夠自主判斷濾液水量，然后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止進(jìn)漿，壓濾機(jī)自動(dòng)跳入下一個(gè)壓濾環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

4.2.1 液位檢測器的制作安裝

液位檢測器由液位繼電器、檢測極針、絕緣板、固定螺栓、信號(hào)線等組成。檢測極針由高位極針、低位極針、公共極針組成。當(dāng)濾液水升至高位時(shí)，高位極針檢測到此信號(hào)并傳給中間繼電器；當(dāng)濾液水降至低位時(shí)，低位極針檢測到此信號(hào)并傳給時(shí)間繼電器，經(jīng)延時(shí)后將此信號(hào)傳給壓濾機(jī)停止進(jìn)漿按鈕，壓濾機(jī)自動(dòng)進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。時(shí)間繼電器可根據(jù)濾液水保持低位時(shí)濾餅成型的最佳時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，以確保濾餅高質(zhì)量成型。液位檢測器模型如圖2所示。

圖2 液位檢測器模型示意

4.2.2 自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)安裝

自動(dòng)控制電路由時(shí)間繼電器、中間繼電器及液位繼電器組成，根據(jù)圖3所示的設(shè)計(jì)電路進(jìn)行接線。

圖3 濾液水液位檢測自動(dòng)控制原理示意

如圖3所示，將液位檢測器安裝在濾液水槽內(nèi)，時(shí)間繼電器的第1組常開點(diǎn)KT1并到壓濾機(jī)控制柜進(jìn)料結(jié)束按鈕，當(dāng)程序進(jìn)行到進(jìn)漿環(huán)節(jié)時(shí)，水位從低升到高，當(dāng)漲到高位時(shí)，高位開關(guān)閉合，KA1繼電器吸合。當(dāng)進(jìn)漿即將結(jié)束時(shí)，水位緩慢下降，降至低位時(shí)，低位開關(guān)閉合，KA2吸合，延時(shí)繼電器KT得電；當(dāng)延時(shí)結(jié)束時(shí)，KT1、KT2閉合，進(jìn)料結(jié)束按鈕短接，進(jìn)漿結(jié)束，KA3得電動(dòng)作，KA3的兩個(gè)常閉點(diǎn)斷開，KA1、KA2失電，KA2常開點(diǎn)斷開，KT失電，從而進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。時(shí)間繼電器的設(shè)定時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，即當(dāng)液位穩(wěn)定在低位以下保持一段時(shí)間后，壓濾煤泥的成餅效果最好。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)液位不穩(wěn)定的情況，即當(dāng)液位到達(dá)低位后，時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，濾液水出現(xiàn)突然增大，水位繼續(xù)上漲超過低位的情況，此時(shí)低位開關(guān)開路，KA2失電，時(shí)間繼電器不再起作用，進(jìn)漿仍然繼續(xù)。

5 自動(dòng)控制使用效果

該自動(dòng)控制項(xiàng)目自投入使用以來運(yùn)轉(zhuǎn)正常，效果很好。采用的液位繼電器為進(jìn)口歐姆龍品牌，可靠性很高；壓濾機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)控制，每班僅需在交接班時(shí)清理1次濾板即可，每班節(jié)省1個(gè)人工，達(dá)到了很好的設(shè)計(jì)效果。

6 項(xiàng)目效益分析

(1)投入費(fèi)用：人工和材料費(fèi)用。人工5個(gè)工，液位控制器4件，時(shí)間繼電器2個(gè)，控制電纜50 m，總費(fèi)用約0.33萬元。

(2)節(jié)約費(fèi)用：全自動(dòng)控制應(yīng)用之后，可實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)的全自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，無需壓濾司機(jī)人工操作。每班可少用壓濾司機(jī)1名，3班共計(jì)少用3人，日均工資按120元計(jì)，每年可節(jié)約人工成本10.37萬元。

(3)年創(chuàng)效益：節(jié)約費(fèi)用-投入費(fèi)用=10.37-0.33=10.04(萬元)。

7 結(jié) 論

新河選煤廠壓濾機(jī)采用自動(dòng)控制技術(shù)后，煤泥水壓濾系統(tǒng)運(yùn)行正常。通過不斷調(diào)試摸索，選取最佳的液位檢測位置和延時(shí)時(shí)間，自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性越來越高，濾餅水分可控制在25%以下，進(jìn)漿時(shí)間在700 s以下，與人工操作相比差距不大，具有良好的壓濾效果，有效解決了人員緊張的問題，經(jīng)濟(jì)效益顯著。