CSZW/1000UN 型煤矿压滤机在选煤厂中的应用研究

刘志伟

（西山煤电集团马兰矿选煤厂， 山西 古交 030205）

引言

当前，开采的煤矿资源夹杂着大量的泥沙或杂质，造成了煤炭和泥沙混合成了煤泥，故需采用专门的过滤设备对煤泥进行回收、过滤、清洗等操作[1]。空气穿流水洗滤饼压滤机则是选煤厂实现煤泥回收、洗水闭路循环、过滤的重要设备。随着当前环保要求的越来越严格，要求过滤后的煤泥具有更高的过滤效果，而当前的煤矿压滤机普遍存在过滤效果差、滤布更换频率高、部件使用寿命短等问题，这对选煤厂中煤泥的过滤质量及生产效率构成了重要影响[2]。因此，有必要对煤矿压滤机进行进一步的优化升级研究。

1 压滤机结构组成分析

型号为CSZW/1000UN 型的空气穿流水洗滤饼压滤机结构主要由液压、机架、过滤、卸料装置、电器控制等部分组成，而过滤部分又由滤板和滤布组成，内部的拉板电机则采用变频电机[3]。整体结构集成了机电液一体化设计，能实现滤板压紧、过滤、反吹、滤饼风干等不同工艺过程的自动控制及检测，结构简单，操作方便，运行稳定可靠。在设计过程中，根据现场使用需求，在隔膜板的作用下进行过滤，并存储于过滤室容积中，通过对滤饼的压榨作用，实现对滤饼含水率的降低。CSZW/1000UN 型的空气穿流水洗滤饼压滤机结构组成示意图如图1 所示。

2 关键分系统设计分析

2.1 机架

图1 压滤机结构组成示意图

机架是压滤机设备的基础，主要负责对过滤机构起到重要支撑作用，其结构主要由压紧板、主梁、止推板、机座、油缸主体等部件组成。机架工作原理为：油缸主体中活塞杆在液压油的推动下带动压紧板运动，通过压紧板与止推板的相关压榨作用，实现对滤布的有效压紧，在这过程中会产生较大的作用力。因此，合理选用机架上材料类型，保证机架上各部件具有较高的结构性能及支撑强度至关重要[4]。在机架设计过程中，支撑过滤机构的主梁采用了Q345材料进行焊接而成，并对关键受力部分焊接加强筋部件，以保证整个机架具有更高的结构强度及抗拉强度，有效解决其结构的变形或开裂问题。同时，止推板、压紧板和机座等部件采用Q345 材料进行焊接，油缸体则采用性能更优的27SiMn 无缝钢管进行机械加工及焊接。另外，在进风洗涤总管上安装一个手动球阀，便于调节管道与物料的适配性。

2.2 过滤部分

过滤部分是实现压滤机杂质过滤的关键部分，其结构主要由隔膜板、滤布、厢式等组成，其中，滤板采用了高性能复合材料，具有耐冲击韧性高、不易变形、耐高温、耐高压、使用寿命长等特点。滤布则包括了挂胶滤布和刷胶滤布结构，是压滤机的重要过滤介质，其原材料采用了优质纤维级聚丙烯，丝线的均匀度、拉伸强度、表面光滑度等指标超过了国家标准。整个过滤过程为：过滤开始时，进料泵开始对滤浆进行循环推动，并向每个滤室分别输送均匀的滤浆，在输料离心泵的离心作用下，对滤浆进行固液分离操作，所产生率液通过排液管道进行排出，而滤浆中固体则被压缩成滤饼滞留在滤室中[5-6]。本机型具有独特吹风功能，通过对每个单独封闭滤饼进行空气穿流风干，更进一步降低了滤饼含水率。对于粘性大、颗粒度细，细胞内含水份高的物料，压滤机过滤流程图如图2 所示。

图2 过滤过程示意图

2.3 卸料装置

卸料装置是压滤机的最后操作装置，主要由变频减速电机、链轮、拉板器、变频器、传动轴、链条、PLC 控制器等部件组成，压滤机拉板器的结构示意图如图3 所示。整套系统为多种组合式拉板系统，主要将压滤机滤板分为了均匀相等的小组，各小组之间通过铁链进行相互连接，保证了个小组之间的连接牢固性，而整个卸料过程的控制则通过PLC 进行控制，以快速完成高速卸料、低速取板、自动转换等控制操作，每组滤板均用铁链相连，此结构方式具有卸料快拉板高速、取板低速、自动转换等特点。拉板时每次拉开一组，并顺次拉开所有滤板。过滤完毕开始卸料，压紧板松开到位。

3 压滤机现场安装过程分析

根据相关规范要求，压滤机在安装过程中，需保证：横向水平误差≤1.5 mm/m；纵向水平误差≤1.5 mm/m；直线度≤3～5 mm；平行度≤3 mm。

1）压滤机在安装前，首先在相关部门进行资质审批，并请专业的建筑工程人员对地基进行勘测。在地基建设过程中，需对地基进行不少于两次的灌浆操作，并在地基中预埋钢筋、钢板及地脚螺栓，以保证地基的可靠性。在压滤机安全钳，需对其设备的使用说明书、操作步骤、设备的完整性等方面进行全面阅读及检测，在保证设备完整性及地基平整性基础上，进行压滤机的现场安装；

图3 压滤机拉板器结构示意图

2）选用5 t 的移动吊车，依据相关吊车操作规范，通过吊绳穿过压滤机吊耳，将压滤机吊装至安装位置；

3）压滤机安装到位后，利用水平仪对其设备的水平性进行检测及调整，调整到位后，通过地脚螺栓进行设备的固定；其中，保证压滤机支腿的处于自由可调节状态。压滤机的吊装方案图如图4 所示。

图4 压滤机吊装方案图

4 压滤机实际应用效果分析

在完成压滤机的现场安装后，对压滤机的电气接线再次进行检查，并将机架、滤板、隔膜板、活塞杆擦干净，检查滤板排列是否整齐、正确二检查隔膜板和配板滤布安装有无错误和折叠现象。检查无误后，对压滤机进行为期6 个月的现场应用测试。在测试过程中，压滤机运行正常，机身、过滤部分、电气等方面未出现异常现象，选煤厂中待过滤的滤液能较为顺利地通过压滤机中的滤布，所有过程后液体相对清楚，经检测，达到了相关规范要求。同时，在此运行期间，滤板的表面保持着相对光洁和干净，滤布较为完整，也未出现破损、夹渣等现象，据现场人员介绍，此压滤机与原有设备相比，过滤效率提高了将近40%，滤板和滤布的故障率大大降低，易损件的维修更换周期延长了将近1 倍，在此6 个月中，单台设备为企业同比节约了将近30 万元的费用支出。由此，大大提高了选煤厂的固液的分离效率和作业安全性，得到人员的一致认可好评，从而验证了此压滤机的可靠性及可行性。