馮志斌

（潞安化工集團陽泉五礦選煤廠）

陽泉五礦選煤廠已有30 a的歷史，2021年4月山西省屬國有企業(yè)改革劃歸為潞安化工集團。潞安集團要求生產精益求精及節(jié)能減耗，五礦選煤廠后續(xù)雖技改多次，但壓濾車間一直沿用濾液只提供循環(huán)水箱用水的單一方式。壓濾車間濾液處理流程單一，壓濾工段所用的渣漿泵冷卻水全部為自來水，若車間清水泵出現(xiàn)故障，將直接影響生產。為避免單靠清水泵供給冷卻水并提高生產穩(wěn)定性，對2臺壓濾機的濾液管路進行了技術改造，對壓濾機加藥裝置進行了自動化改造，以達到濾液高效利用及節(jié)約自來水的目的［1］。

1 改造原因

潞安化工陽泉五礦選煤廠位于山西省平定縣境內，缺水嚴重，導致自來水成本偏高，建廠以來，洗水系統(tǒng)一直未進行工藝優(yōu)化，始終采用傳統(tǒng)的洗水模式處理煤泥水。壓濾車間的基本情況為二段濃縮后，經高頻篩處理后的煤泥水直接通過管路打入壓濾車間濃縮池，底流通過底流泵后，在攪拌桶中添加絮凝劑等藥劑，經壓濾機壓濾后，煤泥成為產品銷售，清水則直接打到洗煤主樓的7 層水箱循環(huán)再使用［2］，但主要存在以下問題。

（1）壓濾產生的濾液清水濃度很低，全部給入洗水循環(huán)系統(tǒng)再循環(huán)，浪費嚴重。由于五礦選煤廠的煤質很差，原煤中夾帶的巖漿泥也進入了洗水系統(tǒng)［3］。隨著節(jié)能降耗與環(huán)保要求的日益嚴峻，分流出部分清水用于冷卻泵或衛(wèi)生清掃、降塵，降低廠區(qū)自來水總用量勢在必行。

（2）壓濾系統(tǒng)的給料一直采用攪拌桶加藥后隨管路一同進入壓濾機分離，但依靠的是人工目測加藥，加藥的多少僅僅依靠觀察或桿測煤泥水的渾濁程度，缺乏客觀的科學指導，存在諸多不穩(wěn)定因素［4］。如果加藥過多，將導致結痂或掛壁，攪拌桶內的雜物會越來越多；如果加藥過少，則導致藥量不足，產生煤泥水濃度過高的問題。

（3）現(xiàn)有管路構造單一，冷卻壓濾車間所屬泵的機械盤根和機械密封用水全部來自清水，一旦清水泵發(fā)生故障，將影響整個車間的生產，導致水系統(tǒng)停車，嚴重影響正常生產［5］。

（4）壓濾車間所屬的閥門靈活性差，且僅僅依靠人工開關，當有緊急情況發(fā)生時，人工勞動強度大且事故易發(fā)，會產有跑水現(xiàn)象，甚至產生壓皮帶或壓刮板的情況［6］，嚴重制約產量的增長。

（5）壓濾機的濾液池缺少分離裝置，壓濾機分離出的煤泥很容易掉落到分離出的清水中，導致濾液濃度增加［7］，進入到循環(huán)水中造成洗水濃度過高，而影響正常生產。

（6）壓濾車間2臺濃縮機分別通過給料泵單獨給料至各自對應的壓濾機，每臺濃縮機產生的底流供應3 臺壓濾機，一旦某個濃縮機發(fā)生故障，則會導致一半的壓濾機由于無法給料而停車［8］。因此，需對管路進行聯(lián)通改造，保證壓濾機不間斷給料，穩(wěn)定生產。

2 改造方案

2.1 壓濾機濾液收集裝置改造

壓濾機采用人工卸餅的方式分離煤泥，由于陽泉五礦原煤煤質原因，洗水濃度波動較大，為了降低洗水濃度，依賴壓濾車間對細顆粒進行處理。進入壓濾機前的物料往往需要加入絮凝劑或氯化鎂等化學藥劑，致使煤泥水化學性質改變，壓濾機壓出的煤泥與濾布難以分離，職工勞動強度較大，小車需要通過取拉板卸料［9］。由于壓濾車間采用人工卸煤泥的方式，煤泥在人工與機械的雙重作用下重力不好把控，甚至出現(xiàn)失衡而滑向干凈濾液槽的現(xiàn)象，成為技改的一大難題［10］。

經現(xiàn)場勘探及多次現(xiàn)場模擬試驗，決定在收集槽加設鐵板。在不改變收集槽高度的前提下，用預先制作好的鐵板焊制45°的等長擋煤裝置，增大煤泥滑入刮板的概率，防止煤泥滑入收集濾液槽內，影響濾液濃度。改造前后收集槽結構見圖1。

2.2 增設電動閥門分流清水污水

在壓濾層增加清水收集桶，壓濾機部分澄清濾液將進入清水桶用于密封或盤根冷卻。調整車間管路流向，在清水和污水管道加置分流三通和清水、污水閥門，使澄清濾液流入清水桶，污水進入濾池。在清水、污水分流過程中，需降低清水的濾液濃度，保證清水質量，同時需避免壓濾機因濾布損壞或物料進入壓濾機瞬間微細煤泥水顆粒穿過濾布導致清水濾液濃度加大的情況［11-12］。

為避免上述情況的出現(xiàn)，清水、污水閥門采用機械化程度較高的電動閥門，利用電動閥門開關的靈活性，加裝監(jiān)控設備。當濾布出現(xiàn)損壞或給料瞬間壓力過大時，控制濾液流向，保證污水不流入清水桶，同時可有效避免煤泥水外泄，保障生產順行。

2.3 增設自動加藥裝置

原有加藥系統(tǒng)人工在壓濾車間二層觀察口處加藥，廠區(qū)化驗組的煤泥水濃度如不能及時更新，加藥量將會出現(xiàn)偏差，現(xiàn)對壓濾機的加藥裝置進行自動化改造，改善全部依靠人工加藥而產生的藥劑濃度過大或過小對煤泥與清水分離產生的影響［13］。

（1）由單一的攪拌桶加藥，改為3 個部分組合加藥，將藥劑的分解、熟化、儲備融為一體，每個獨立的部分由隔板阻擋，隔板未全部封口，上方留有溢流缺口部分。阻擋煤泥等雜物進入儲備藥物的箱體，保證箱體內的藥物不受外界影響。

（2）攪拌器改造。箱體改造后，攪拌器不連續(xù)作業(yè)，絮凝劑在水中的溶解程度提高，絮凝劑熟化程度也隨之提高，減少了由于藥劑不完全溶解而產生的掛壁或固體結痂增多的現(xiàn)象，同時可有效減少攪拌電機的電能消耗［14-15］。

（3）絮凝劑添加方式自動化改造。改造前，根據(jù)系統(tǒng)給出的指定濃度，崗位工將定量的絮凝劑干料倒入加藥漏斗，設備自帶的螺旋把絮凝劑帶入溶解箱中。絮凝劑添加方式自動化改造后，絮凝劑的添加量由之前的人工確定變?yōu)橛呻妱訖C的轉速控制，增加的自動開關閥門與攪拌桶同時啟動，大大提高了絮凝劑的溶解程度，產生溢流后，再流入熟化箱體部分。儲藥箱加設液體計量器，可對液體位置進行全面監(jiān)測，自動控制系統(tǒng)中由液位高低加設控制節(jié)點；當絮凝劑溶解產生的液體到達最高限度時，將清水供給閥門自動關閉，同時向攪拌桶中添加干燥的絮凝劑；當液體位置在中部以下時，清水供給閥門與絮凝劑加藥閥門同時開啟，保證藥劑充分溶解；當清水與藥劑都觸底時，液位檢測儀將發(fā)出警報，系統(tǒng)自動停止給料，螺旋桿同步停止運轉；當液位檢測儀再次監(jiān)測到藥劑與水混合物比中部位置高時，加藥與螺旋攪拌再次同時啟動［16］。

2.4 水系統(tǒng)循環(huán)改造

改造前，清水全部使用選煤廠統(tǒng)一購進的自來水，車間的衛(wèi)生清掃及降塵用水也使用購入的自來水，清水泵負荷很大。通過技術論證，壓濾產生的濾液由于電動閥門與增加濾液擋板的共同作用，清水與污水的分離已能實現(xiàn)。通過底流泵與壓濾一層增加清水箱并在原有基礎上增加管路，實現(xiàn)濾液的充分利用。通過將設備管路并聯(lián)連接，當設備出現(xiàn)故障時，能夠切換至備用流程，保證生產的正常進行。

（1）在2 個濃縮池的底流泵給料系統(tǒng)中，連接612#濃縮機下方的615#泵出料管至611#濃縮池的底流泵出料管。當其中1個濃縮機出現(xiàn)故障時，通過控制電動閥門，將1 個濃縮池的底流打向所有壓濾機，可有效解決因濃縮池故障而導致的壓濾機全線停車情況。2 個濃縮池可根據(jù)設備狀況、洗水濃度隨時變換底流流向，濾液濃度也會得到有效保證［17］。

（2）在壓濾車間一層加設管路與清水箱，合格的濾液流入清水箱。加設冷卻泵專用管路，并入到清水泵提供冷卻水的管路；加設清掃專用管路，改善清掃車間衛(wèi)生；改造原循環(huán)水管路，使其部分進入循環(huán)水箱，部分用以冷卻水泵與清掃；在降塵用水系統(tǒng)中接入濾液管路，用以車間降塵［18］。

改造前后洗水系統(tǒng)結構見圖2、圖3。

3 改造效果及效益分析

選煤廠壓濾車間每天開車時間24 h，原有壓濾車間一層清水泵的額定功率為5.5 kW，工業(yè)電費以0.6元計算，改造后電費可少支出2 376 元，每日節(jié)約用水量43 m3，節(jié)約水費283.8 元。改造前，絮凝劑添加依靠人工肉眼觀測，加藥系統(tǒng)改造后，絮凝劑使用量每天減少69 kg，在減少絮凝劑使用量的同時，提高了環(huán)保效益及經濟效益。

4 結 論

潞安化工陽泉五礦選煤廠壓濾車間濾液重復利用技改項目通過洗水系統(tǒng)管路及設備改造，實現(xiàn)了煤泥與清水的徹底分離，解決了壓濾車間由于系統(tǒng)單一，煤泥分離程度不高而產生的清水浪費與絮凝劑添加不科學的問題。改造后降低了藥劑耗量及水資源用量，環(huán)保效益及經濟效益顯著。