摘要：古書院礦選煤廠因入洗煤質(zhì)發(fā)生變化,導(dǎo)致煤泥水處理系統(tǒng)能力不足;為此,該 廠采取了更換新型離心機(jī)、增設(shè)快速隔膜壓濾機(jī)等措施,同時(shí)優(yōu)化壓濾機(jī)PLC邏輯控制功能, 改進(jìn)其自動(dòng)控制系統(tǒng),提高煤泥水處理效率,獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤泥水;離心機(jī);壓濾機(jī);控制系統(tǒng)

古書院礦選煤廠于1992年投入使用,是年 處理能力330萬t的礦井型選煤廠,生產(chǎn)洗中塊、 洗小塊、標(biāo)末煤等優(yōu)質(zhì)無煙煤產(chǎn)品。該廠主要入 洗古書院礦3#和9#煤,其中3#煤為中灰、低硫 煤, -13mm粒級(jí)占45·38%; 9#煤為高灰、高硫 煤, -13mm粒級(jí)占55·11%,而且矸石易泥化。 近年來,隨著3#煤資源面臨枯竭,兩種煤入洗比 例由原設(shè)計(jì)的1·4∶1逐步調(diào)整為1∶1,因此,原 煤中煤泥量增大,增加了煤泥水處理的難度。原 有煤泥水處理系統(tǒng)已不能滿足正常洗煤生產(chǎn)要 求,且部分設(shè)備、設(shè)施老化,事故率高,必須結(jié) 合入洗煤質(zhì)的變化進(jìn)行改造。

1　煤泥水處理系統(tǒng)存在的問題

1·1　離心機(jī)脫水效果差

隨著煤質(zhì)的變化,使用過程中發(fā)現(xiàn)WZT- 1000A型臥式振動(dòng)離心機(jī)存在以下問題:

(1)處理能力低(150t/h),不能保證正常洗選的需求;

(2)脫水效果差,產(chǎn)品水分12% ~14%,且離心液中粗粒級(jí)含量多, +0·3mm粒級(jí)含量達(dá) 25%左右,進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的粗煤泥增加,造成煤泥水濃度升高,影響洗煤生產(chǎn)。

(3)由于滿負(fù)荷運(yùn)行,設(shè)備故障率高,經(jīng)常出現(xiàn)堵眼、冒倉、機(jī)座開焊、絲杠斷裂、振動(dòng)不平穩(wěn)等現(xiàn)象。

1·2　膠帶運(yùn)輸機(jī)輸煤效果差

設(shè)計(jì)使用膠帶運(yùn)輸機(jī)輸送煤餅,由于煤泥粘濕,經(jīng)常出現(xiàn)卸餅不盡的現(xiàn)象。

1·3　XMZ500/1500壓濾機(jī)處理量不足

由于XMZ500/1500壓濾機(jī)處理量低,并且備件短缺、工作環(huán)境惡劣,造成電氣控制系統(tǒng)故障頻發(fā),嚴(yán)重制約著煤泥水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2　技術(shù)改造

2·1　設(shè)備更新

對(duì)不能滿足生產(chǎn)需要的設(shè)備進(jìn)行更新:將4 臺(tái)WZT—1000A型臥式振動(dòng)離心機(jī)更換為兩臺(tái) VM—1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)和1臺(tái)SCC1400型 臥式振動(dòng)離心機(jī),提高系統(tǒng)的脫水能力和效果; 采用XGZ1000型刮板輸送機(jī)代替膠帶運(yùn)輸機(jī)用 于煤餅輸送;同時(shí)安裝兩臺(tái)KM300/2000快速隔 膜壓濾機(jī)。

2·1·1　離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)

V M—1400型與SCC1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)結(jié)構(gòu)相同,工作原理相同。VM—1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)主要由工作系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及保護(hù)系統(tǒng)等構(gòu)成。工作系統(tǒng)主要包括篩籃、底座等;回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括傳動(dòng)裝置、主軸裝置、支撐裝置等;振動(dòng)系統(tǒng)主要包括主電機(jī)、振動(dòng)電機(jī)、彈性元件等;潤滑系統(tǒng)采用稀油集中潤滑, 潤滑油從油管經(jīng)濾油器進(jìn)入油泵,然后經(jīng)主油管 進(jìn)入各分支油管,最終送入各潤滑點(diǎn);保護(hù)系統(tǒng) 有電機(jī)過熱、過載保護(hù)和潤滑保護(hù)。

VM—1400型、SCC1400型離心機(jī)與WZT- 1000A型離心機(jī)相比具有振幅大、離心力強(qiáng)、固體回收率高、產(chǎn)品水分較低等優(yōu)點(diǎn)。改造后,在入料性質(zhì)相同的情況下,洗末煤產(chǎn)品水分由改造前 的13%降低為11%,而離心液中+0·3mm級(jí)含量 減少到10%左右,離心液固體產(chǎn)率以1·56%計(jì), 回收率提高了0·234%,脫水效率提高了5百分 點(diǎn),小時(shí)處理量增加了20~30t。VM—1400型、 SCC1400型離心機(jī)的具體優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)振動(dòng)系統(tǒng)中采用兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī),取消了齒輪傳動(dòng),降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲,振動(dòng)平穩(wěn)可靠,整機(jī)使用壽命長。

(2)采用獨(dú)立的潤滑系統(tǒng),主機(jī)開動(dòng)前各潤滑點(diǎn)已充分供油,在每個(gè)分支油管上裝有油流指 示器,可直接觀測油流情況。

(3)檢修方便、維修量小、故障率低。

(4)篩籃間隙為0·4mm,脫水面積大、效果 好、處理量大,運(yùn)轉(zhuǎn)線速度高,使用壽命長。

(5)采用了過流保護(hù)和潤滑保護(hù)等多種安全 保護(hù)措施:當(dāng)因進(jìn)料量過大等原因使電流超過允許值時(shí)立即斷開主電機(jī)電源,從而達(dá)到保護(hù)電機(jī) 的目的;主電機(jī)和潤滑電機(jī)聯(lián)鎖,油泵電機(jī)開動(dòng) 之前主電機(jī)無法啟動(dòng);在潤滑系統(tǒng)中,采用電接 點(diǎn)壓力表來監(jiān)測油壓的高低,當(dāng)油壓過低或過高 時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),警告司機(jī)停機(jī)檢查。

2·1·2　刮板輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

將壓濾機(jī)下部的膠帶輸送機(jī)更換為刮板輸送 機(jī)。每臺(tái)刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸量為40t/h,可保證 卸餅完全,現(xiàn)場衛(wèi)生干凈,崗位司機(jī)無需清理原 膠帶輸送機(jī)下的煤餅,減少了勞動(dòng)量。

2·1·3　快速隔膜壓濾機(jī)的工作原理及特點(diǎn)

(1)工作原理。煤泥水經(jīng)泵加壓后從多點(diǎn)注 入濾室中,在濾室注滿后繼續(xù)由泵給濾室內(nèi)物料 加壓,使大部分水通過濾布從濾板的溝槽流出; 然后,高壓空氣均勻通過整個(gè)濾餅的斷面,排出 濾餅內(nèi)的殘留水分;最后卸料,所有濾板分3次 拉開。該類型壓濾機(jī)的工作過程為:壓緊濾板— 給料壓濾—吹風(fēng)(擠壓)—卸餅。

(2)特點(diǎn)。①自動(dòng)化程度高,用人少;②單 循環(huán)時(shí)間短,處理量大,多點(diǎn)入料時(shí)間短,濾室 快速分組拉開,卸料快;③采用反吹風(fēng)技術(shù),濾 餅水分低;④濾板采用上部吊掛結(jié)構(gòu),擺動(dòng)幅度 大,脫餅效果好,無需人工輔助;⑤整機(jī)結(jié)構(gòu)簡 單,體積小,占用空間小。

(3)工作效果。XMZ500/1500壓濾機(jī)與 KM300/2000壓濾機(jī)工作效果對(duì)比見表1。

(4)數(shù)據(jù)分析。從生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看, KM型快 速隔膜壓濾機(jī)能夠解決煤泥水的脫水問題,并能 順利回收煤泥,且濾餅水分低、單位面積處理能 力較大。生產(chǎn)實(shí)踐表明,隨入料濃度增加,壓濾 機(jī)單位處理量增加、濾餅水分降低、單循環(huán)時(shí)間 縮短,但當(dāng)入料濃度達(dá)到450~650g/L時(shí),易導(dǎo) 致壓濾機(jī)入料管堵塞。另外, KM型快速隔膜壓 濾機(jī)的入料粒度越細(xì),脫水效果越差。

2·2　設(shè)備、設(shè)施技術(shù)升級(jí)

2·2·1　KM300/2000型壓濾機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的改 造

(1)優(yōu)化PLC邏輯網(wǎng)絡(luò)功能,減少輸入、輸 出模塊使用數(shù)量:將原先使用的3個(gè)輸入模塊、 3個(gè)輸出模塊,優(yōu)化減少為1個(gè)輸入模塊、2個(gè) 輸出模塊,結(jié)余模塊作為備用模塊;

(2)增加閉鎖和解鎖功能,閉鎖時(shí)正常生產(chǎn), 解鎖時(shí)更換濾布;

(3)增加壓濾機(jī)與下部刮板輸送機(jī)的對(duì)應(yīng)流 程指示功能,確保刮板機(jī)司機(jī)與壓濾機(jī)司機(jī)相互 配合,使設(shè)備運(yùn)行正常;

(4)將三芯電纜線應(yīng)用于遠(yuǎn)方控制,減少材 料投入;

(5)簡化外部接線,降低事故率。

2·2·2　XMZ500/1500壓濾機(jī)控制系統(tǒng)的更新改造 用繼電器控制壓濾機(jī)松開濾板、壓緊濾板、 拉板、返回、保壓啟泵、超壓停泵、松開限位、過負(fù)荷停機(jī)等功能。

(1)對(duì)控制柜升級(jí)改造。采用繼電器控制壓 濾機(jī)的各項(xiàng)功能,將控制部件分成以8個(gè)繼電器為核心的8個(gè)模塊,模塊之間相互獨(dú)立,既簡化 了系統(tǒng)回路,又實(shí)現(xiàn)了松開濾板、壓緊濾板、拉 板、返回、保壓啟泵、超壓停泵、松開限位、過負(fù)荷停機(jī)等壓濾機(jī)所需的全部功能;油泵工作回路與其他控制回路分別設(shè)置,避免因動(dòng)力回路頻繁啟動(dòng)造成控制系統(tǒng)誤動(dòng)作,同時(shí)為不帶負(fù)荷處理故障創(chuàng)造了條件。

(2)重新規(guī)劃壓濾機(jī)控制面板,用指示燈分別對(duì)應(yīng)壓濾機(jī)的每一項(xiàng)功能,使壓濾機(jī)任何一項(xiàng) 操作變化都可以在柜面得到及時(shí)反映,并在系統(tǒng) 中設(shè)置相關(guān)閉鎖,確保司機(jī)操作正確。

(3)對(duì)外全部圍接線進(jìn)行規(guī)范更新,為壓濾機(jī)加裝了接近開關(guān)和電接點(diǎn)壓力表,用來監(jiān)測液 壓泵站和頭板的工作情況;利用電磁閥簡化泵 站,取消了原有的濾布清洗回路,減少了液壓回 路損耗,降低了故障率。

3　效益分析

古書院礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的改造,保證了生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,減少了生產(chǎn)事故的發(fā) 生,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,便于生產(chǎn)管理,并 且獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3·1　產(chǎn)品回收率提高增加的經(jīng)濟(jì)效益

(1)離心機(jī)改造后,優(yōu)末煤產(chǎn)品回收率增加 了0·234%,以年入洗原煤100萬,t優(yōu)末煤價(jià)格 300元/t計(jì)算,可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益: 100×0·234% ×300 =70·2(萬元)。

(2)使用快速隔膜壓濾機(jī)后,因煤泥水濃度 超標(biāo)每月影響洗煤生產(chǎn)的時(shí)間由4h縮短為2h。 每月洗煤時(shí)間增加2h,按每小時(shí)生產(chǎn)塊精煤產(chǎn)品 120t、洗塊煤與原煤差價(jià)60元/t計(jì)算,全年效 益: 2×12×120×60=17·28(萬元)。

上述兩項(xiàng)合計(jì)達(dá)87·48萬元。

3·2　減少材料投入成本

(1)KM300/2000型快速隔膜壓濾機(jī)的PLC 邏輯網(wǎng)絡(luò)功能優(yōu)化前,每年消耗8個(gè)模塊,優(yōu)化改造后每年消耗4個(gè),每個(gè)模塊價(jià)格為2000元, 年節(jié)約模塊費(fèi)8000元。另外,改造前使用的電 纜價(jià)格為68元/m,改造后用于壓濾機(jī)遠(yuǎn)方控制的是三芯電纜線,價(jià)格為8元/m,全廠每年消耗200m,年節(jié)約費(fèi)用(68-8)×200=1·2(萬元)。

(2)為XMZ500/1500壓濾機(jī)設(shè)計(jì)安裝新的電控系統(tǒng),按市場價(jià)每臺(tái)至少需要6·5萬元,而該廠利用原有柜體對(duì)控制回路進(jìn)行改造后,實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能。每臺(tái)僅需材料費(fèi)1000元, 3臺(tái)合計(jì)可減少設(shè)備投入19·2萬元。

幾項(xiàng)合計(jì),共節(jié)約材料成本21·2萬元。

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