劉志偉

（西山煤電集團(tuán)馬蘭礦選煤廠， 山西 古交 030205）

引言

當(dāng)前，開采的煤礦資源夾雜著大量的泥沙或雜質(zhì)，造成了煤炭和泥沙混合成了煤泥，故需采用專門的過濾設(shè)備對(duì)煤泥進(jìn)行回收、過濾、清洗等操作[1]。空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)則是選煤廠實(shí)現(xiàn)煤泥回收、洗水閉路循環(huán)、過濾的重要設(shè)備。隨著當(dāng)前環(huán)保要求的越來越嚴(yán)格，要求過濾后的煤泥具有更高的過濾效果，而當(dāng)前的煤礦壓濾機(jī)普遍存在過濾效果差、濾布更換頻率高、部件使用壽命短等問題，這對(duì)選煤廠中煤泥的過濾質(zhì)量及生產(chǎn)效率構(gòu)成了重要影響[2]。因此，有必要對(duì)煤礦壓濾機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化升級(jí)研究。

1 壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)組成分析

型號(hào)為CSZW/1000UN 型的空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)主要由液壓、機(jī)架、過濾、卸料裝置、電器控制等部分組成，而過濾部分又由濾板和濾布組成，內(nèi)部的拉板電機(jī)則采用變頻電機(jī)[3]。整體結(jié)構(gòu)集成了機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)濾板壓緊、過濾、反吹、濾餅風(fēng)干等不同工藝過程的自動(dòng)控制及檢測(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需求，在隔膜板的作用下進(jìn)行過濾，并存儲(chǔ)于過濾室容積中，通過對(duì)濾餅的壓榨作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾餅含水率的降低。CSZW/1000UN 型的空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖如圖1 所示。

2 關(guān)鍵分系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1 機(jī)架

圖1 壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖

機(jī)架是壓濾機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)對(duì)過濾機(jī)構(gòu)起到重要支撐作用，其結(jié)構(gòu)主要由壓緊板、主梁、止推板、機(jī)座、油缸主體等部件組成。機(jī)架工作原理為：油缸主體中活塞桿在液壓油的推動(dòng)下帶動(dòng)壓緊板運(yùn)動(dòng)，通過壓緊板與止推板的相關(guān)壓榨作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾布的有效壓緊，在這過程中會(huì)產(chǎn)生較大的作用力。因此，合理選用機(jī)架上材料類型，保證機(jī)架上各部件具有較高的結(jié)構(gòu)性能及支撐強(qiáng)度至關(guān)重要[4]。在機(jī)架設(shè)計(jì)過程中，支撐過濾機(jī)構(gòu)的主梁采用了Q345材料進(jìn)行焊接而成，并對(duì)關(guān)鍵受力部分焊接加強(qiáng)筋部件，以保證整個(gè)機(jī)架具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度，有效解決其結(jié)構(gòu)的變形或開裂問題。同時(shí)，止推板、壓緊板和機(jī)座等部件采用Q345 材料進(jìn)行焊接，油缸體則采用性能更優(yōu)的27SiMn 無縫鋼管進(jìn)行機(jī)械加工及焊接。另外，在進(jìn)風(fēng)洗滌總管上安裝一個(gè)手動(dòng)球閥，便于調(diào)節(jié)管道與物料的適配性。

2.2 過濾部分

過濾部分是實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)雜質(zhì)過濾的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)主要由隔膜板、濾布、廂式等組成，其中，濾板采用了高性能復(fù)合材料，具有耐沖擊韌性高、不易變形、耐高溫、耐高壓、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。濾布則包括了掛膠濾布和刷膠濾布結(jié)構(gòu)，是壓濾機(jī)的重要過濾介質(zhì)，其原材料采用了優(yōu)質(zhì)纖維級(jí)聚丙烯，絲線的均勻度、拉伸強(qiáng)度、表面光滑度等指標(biāo)超過了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)過濾過程為：過濾開始時(shí)，進(jìn)料泵開始對(duì)濾漿進(jìn)行循環(huán)推動(dòng)，并向每個(gè)濾室分別輸送均勻的濾漿，在輸料離心泵的離心作用下，對(duì)濾漿進(jìn)行固液分離操作，所產(chǎn)生率液通過排液管道進(jìn)行排出，而濾漿中固體則被壓縮成濾餅滯留在濾室中[5-6]。本機(jī)型具有獨(dú)特吹風(fēng)功能，通過對(duì)每個(gè)單獨(dú)封閉濾餅進(jìn)行空氣穿流風(fēng)干，更進(jìn)一步降低了濾餅含水率。對(duì)于粘性大、顆粒度細(xì)，細(xì)胞內(nèi)含水份高的物料，壓濾機(jī)過濾流程圖如圖2 所示。

圖2 過濾過程示意圖

2.3 卸料裝置

卸料裝置是壓濾機(jī)的最后操作裝置，主要由變頻減速電機(jī)、鏈輪、拉板器、變頻器、傳動(dòng)軸、鏈條、PLC 控制器等部件組成，壓濾機(jī)拉板器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示。整套系統(tǒng)為多種組合式拉板系統(tǒng)，主要將壓濾機(jī)濾板分為了均勻相等的小組，各小組之間通過鐵鏈進(jìn)行相互連接，保證了個(gè)小組之間的連接牢固性，而整個(gè)卸料過程的控制則通過PLC 進(jìn)行控制，以快速完成高速卸料、低速取板、自動(dòng)轉(zhuǎn)換等控制操作，每組濾板均用鐵鏈相連，此結(jié)構(gòu)方式具有卸料快拉板高速、取板低速、自動(dòng)轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)。拉板時(shí)每次拉開一組，并順次拉開所有濾板。過濾完畢開始卸料，壓緊板松開到位。

3 壓濾機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝過程分析

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，壓濾機(jī)在安裝過程中，需保證：橫向水平誤差≤1.5 mm/m；縱向水平誤差≤1.5 mm/m；直線度≤3～5 mm；平行度≤3 mm。

1）壓濾機(jī)在安裝前，首先在相關(guān)部門進(jìn)行資質(zhì)審批，并請(qǐng)專業(yè)的建筑工程人員對(duì)地基進(jìn)行勘測(cè)。在地基建設(shè)過程中，需對(duì)地基進(jìn)行不少于兩次的灌漿操作，并在地基中預(yù)埋鋼筋、鋼板及地腳螺栓，以保證地基的可靠性。在壓濾機(jī)安全鉗，需對(duì)其設(shè)備的使用說明書、操作步驟、設(shè)備的完整性等方面進(jìn)行全面閱讀及檢測(cè)，在保證設(shè)備完整性及地基平整性基礎(chǔ)上，進(jìn)行壓濾機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)安裝；

圖3 壓濾機(jī)拉板器結(jié)構(gòu)示意圖

2）選用5 t 的移動(dòng)吊車，依據(jù)相關(guān)吊車操作規(guī)范，通過吊繩穿過壓濾機(jī)吊耳，將壓濾機(jī)吊裝至安裝位置；

3）壓濾機(jī)安裝到位后，利用水平儀對(duì)其設(shè)備的水平性進(jìn)行檢測(cè)及調(diào)整，調(diào)整到位后，通過地腳螺栓進(jìn)行設(shè)備的固定；其中，保證壓濾機(jī)支腿的處于自由可調(diào)節(jié)狀態(tài)。壓濾機(jī)的吊裝方案圖如圖4 所示。

圖4 壓濾機(jī)吊裝方案圖

4 壓濾機(jī)實(shí)際應(yīng)用效果分析

在完成壓濾機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)安裝后，對(duì)壓濾機(jī)的電氣接線再次進(jìn)行檢查，并將機(jī)架、濾板、隔膜板、活塞桿擦干凈，檢查濾板排列是否整齊、正確二檢查隔膜板和配板濾布安裝有無錯(cuò)誤和折疊現(xiàn)象。檢查無誤后，對(duì)壓濾機(jī)進(jìn)行為期6 個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。在測(cè)試過程中，壓濾機(jī)運(yùn)行正常，機(jī)身、過濾部分、電氣等方面未出現(xiàn)異常現(xiàn)象，選煤廠中待過濾的濾液能較為順利地通過壓濾機(jī)中的濾布，所有過程后液體相對(duì)清楚，經(jīng)檢測(cè)，達(dá)到了相關(guān)規(guī)范要求。同時(shí)，在此運(yùn)行期間，濾板的表面保持著相對(duì)光潔和干凈，濾布較為完整，也未出現(xiàn)破損、夾渣等現(xiàn)象，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員介紹，此壓濾機(jī)與原有設(shè)備相比，過濾效率提高了將近40%，濾板和濾布的故障率大大降低，易損件的維修更換周期延長(zhǎng)了將近1 倍，在此6 個(gè)月中，單臺(tái)設(shè)備為企業(yè)同比節(jié)約了將近30 萬元的費(fèi)用支出。由此，大大提高了選煤廠的固液的分離效率和作業(yè)安全性，得到人員的一致認(rèn)可好評(píng)，從而驗(yàn)證了此壓濾機(jī)的可靠性及可行性。