引言

兗州礦業(yè)集團南屯煤礦選煤廠是我同最早實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的現(xiàn)代化選煤廠之一，始建于二十世紀八十年代末，采用單一跳汰混合人洗丁藝流程，最初設(shè)計最大年入洗量為180萬t，經(jīng)過多次增容改造后，現(xiàn)已達到入洗原煤300萬t的能力。由于選煤過程中用水量大，產(chǎn)生大量煤泥水，為實現(xiàn)洗水循環(huán)利用，杜絕煤泥水外排污染環(huán)境，且煤泥水中的煤泥回收利用價值高，因此，必須實施煤泥水固液分離，實現(xiàn)煤泥全部回收。承擔(dān)這一環(huán)節(jié)的主要設(shè)備是壓濾機。

由于選煤廠原設(shè)計使用XMZ500—1500壓濾機不能滿足增容改造后洗煤生產(chǎn)的要求，因此在2006年南屯煤礦選煤廠對三濾系統(tǒng)實施改造，采用目前較為先進的ZKG2500／1500型快開式高效隔膜壓濾機代替XMZ500—1500／60型壓濾機。經(jīng)過一段時間的探索與實踐，會同其它維修人員、技術(shù)人員針對ZKG2500／1500型快開高壓式隔膜壓濾機電氣自動控制系統(tǒng)及其使用過程中存在的不適應(yīng)實際生產(chǎn)的問題，對壓濾機及其配套輔助設(shè)備實施了一系列技術(shù)改造，有效提高了設(shè)備運行安全性、可靠性、自動化程度和二作效率。成功實現(xiàn)對該設(shè)備技術(shù)的消化吸收和適應(yīng)性改造，現(xiàn)略作整理，以期與各位同行交流共享。

快開式壓濾機自動控制系統(tǒng)介紹

壓濾機工作原理與設(shè)備特點壓濾機是一種間歇性操作的加壓過濾設(shè)備，它的濾室是由相鄰兩塊凹陷的濾板構(gòu)成的，濾布固定在每塊濾板上，待過濾的懸浮液由入料泵給人壓濾機的濾室中，過濾室內(nèi)濾布兩側(cè)(一側(cè)通大氣)形成壓差，濾液通過過濾介質(zhì)(濾布)排出，而固體顆粒被收集到過濾板上形成濾餅，當(dāng)濾室內(nèi)固體物料充滿后，由拉板裝置實現(xiàn)卸料。此類設(shè)備適用于各種懸浮液的固液分離，適用范圍廣，分離效果好，操作方便，安全可靠。主要用于回收粒度小于0．5mm的細煤泥。

ZKG2500／1500犁快開式高壓隔膜壓濾機的應(yīng)用在我集團公司尚數(shù)首臺。該設(shè)備的主要特點是：將卸料方式改為分段式一次性拉開卸料，卸料時間僅為普通箱式壓濾機的1／10，有效縮短了工序時間，同時增設(shè)了吹風(fēng)壓榨步驟，通過高壓空氣進一步壓榨降水，降低煤泥產(chǎn)品的水分達20％一25％。最高處理量能達到40t／h(干煤泥)，濾液濃度為最低可達09L。

電器自動控制系統(tǒng)原理

ZKG2500／1500型快開式高壓隔膜壓濾機電控系統(tǒng)核心部件采用西門子S7—200PLC控制器、TD200文本顯示器、接近(行程)開關(guān)、中間繼電器等元件組成。整個生產(chǎn)過程均通過PLC自動控制，如起車、定位銷下移、壓緊、入料、高壓壓榨、卸料等。對全流程設(shè)備實現(xiàn)連鎖、閉鎖，實現(xiàn)了設(shè)備運行的高度自動化和高度安全化，降低了操作者勞動強度，提高了設(shè)備安全可靠性。

快開式壓濾機使用過程中存在的不適應(yīng)實際生產(chǎn)的問題

由于ZKG2500／1500犁快開式高壓隔膜壓濾機電控系統(tǒng)及其工作程序是生產(chǎn)廠家自主研發(fā)設(shè)計，未充分考慮我廠具體生產(chǎn)實際，缺乏針對性，故在設(shè)備調(diào)試及以后的生產(chǎn)過程中陸續(xù)暴露出不適應(yīng)生產(chǎn)實際的問題。嚴重制約了該設(shè)備工藝作用的有效發(fā)揮，主要有以下幾個方面：

(1)該壓濾機電控系統(tǒng)采用壓力傳感方式(電接點壓力表)控制入料時間，由于管路阻塞等原因?qū)е聣毫鞲锌刂瓶煽啃宰儾睿斐蓧簽V機自動運行時，煤漿的固液分離狀態(tài)較難控制，有時出現(xiàn)過濾不充分或過度過濾的現(xiàn)象，甚至造成噴料，影響固液分離效果。

(2)由于濾布透過性等原因，壓濾機入料開始時排出的濾液水仍含有一定的}占j體物料。一定時間內(nèi)濾液水中同體含量較高，而后逐步變清、水量增大。含有固體物料的水與清水在排放管路中混合，使澄清的濾液水被二次污染，降低了快開壓濾機固液分離效率。

(3)該設(shè)備原控制程序中最后一次拉板卸料完成之后，刮板運輸機輸出點立即斷電停車，由于快開式壓濾機卸料方式為分段式一次性拉板卸料，卸料時間是舊機器的1/10，而刮板運輸機鏈子較長，單趟為10.5m，運行速度較慢2m/s，因此常常因為輸送機過早停車，刮板上物料尚未卸凈，刮板機內(nèi)發(fā)生積料、積水，等下一個循環(huán)卸料時。造成帶負荷開車。產(chǎn)生過載保護而造成停車壓刮板運輸機事故的發(fā)生，處理事故不但給工人帶來了很大的勞動強度，而且還影響了正常生產(chǎn)；此外本次增容改造共更換兩臺壓濾機，其下游共用一條皮帶輸送機，由于兩臺壓濾機入料時間不同往往卸料同時進行，物料過多，造成下料溜槽堵塞、刮板機拉壞、皮帶運輸機物料掉落、皮帶拉不動、打滑等故障。

技術(shù)改造方案

針對設(shè)備運行過程中存在的實際問題，筆者會同其它維修人員和車間工程技術(shù)人員經(jīng)過認真研究、分析、試驗，確定對ZKG2500/1500型快開式高壓隔膜壓濾機電控系統(tǒng)及其工作程序?qū)嵤┤缦录夹g(shù)改造。

(1)入料時間由壓力控制改為液位控制，提高檢測、控制可靠程度，實現(xiàn)全程精確、可靠檢測、固液分離過程自動控制。

(2)增加PLC控制濾液水的自動切換分離系統(tǒng)，解決濾液水被二次污染問題，提高快開壓濾機固液分離效率。

(3)通過PLC對刮板運輸機實施延時停車和相關(guān)設(shè)備閉鎖，解決下游設(shè)備帶負荷開車、過載保護問題，降低設(shè)備故障率。

改造過程和具體實施措施

入料時間液位控制改造生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，在入料壓力一定的情況下下，其固液分離時間受煤漿濃度、粒度組成性及煤質(zhì)特性(粘度)等影響較大，設(shè)備不能自動判斷介質(zhì)變化并根據(jù)介質(zhì)的變化自動設(shè)置過濾時間參數(shù)，故而壓力控制失效。經(jīng)過仔細觀察和認真的分析得出：濾液水饋的大小是固液分離產(chǎn)晶成型過程的主要參數(shù)。為此我們根據(jù)這一參數(shù)的變化，設(shè)計了一個濾液水量檢測裝置。變被動時間參量設(shè)置控制為斷流變參量延時智能控制。當(dāng)濾液水量小到一定程度時，檢測信號(電接點液位控制器：JDK一201/G型)傳給PLC的輸入端。這樣無論介質(zhì)如何變化，濾水量參數(shù)都不受其影響，能夠全程檢測并發(fā)出正確信號實現(xiàn)固液分離過程自動控制。此時PIA2的過濾時間參數(shù)值可設(shè)定很小，利用它起到微調(diào)作用，時間參數(shù)變成提高產(chǎn)品質(zhì)量的輔助手段，煤漿的固液分離狀況得到較好控制。

濾液水自動切換分離改造

為解決這一問題，我們首先對濾液出水管路進行改造，把出水管路分成兩支，一路進濾液收集池，另一路進煤泥水池，分別安裝一套液壓閘閥。通過自主開發(fā)裝配的電氣控制箱控制兩套液壓控制系統(tǒng)，用PLC輸出點Q1.3對進料泵進行自動控制，通過延時繼電器實現(xiàn)管路自動切換(時間可調(diào))，通過長時間摸索、試驗，把延時控制在120～180s。壓濾機產(chǎn)生的含有固體顆粒的濾液由地溝控制閘板打開引入地溝，同時另一閘板關(guān)閉；然后延時繼電器開始把地溝閘板關(guān)閉，另一閘板開啟，將產(chǎn)生的清水引入濾液水池，供給洗煤車問循環(huán)使用。

(1)如果轉(zhuǎn)換開關(guān)SA打到閉合狀態(tài)。系統(tǒng)就進入自動運行。首先時間繼電器KT得電，延時斷開輔助觸點KTI通電，中間繼電器KAl吸合，則接觸器KMI吸合，閘閥l打開同時，閘閥2關(guān)閉，限位開關(guān)SQI，SQ3動作，電機Ml和M2停止運轉(zhuǎn)；當(dāng)時間繼電器KT通電3分鐘后(設(shè)定)，KTI斷開，KT2閉合KA2得電吸合，同理KM2和KM4吸合，閘閥1關(guān)閉，同時閘閥2打開，限位SQ2和SQ4動作，電機Ml和M2反轉(zhuǎn)停止。入料完成后，PLC的輸ff{點Q1．3斷電無輸出，則KT斷電，進入下一個循環(huán)等待狀態(tài)。

(2)如果轉(zhuǎn)換開關(guān)打到斷開位置，則系統(tǒng)進入手動工作狀態(tài)，用手動直接操作控制閘閥的關(guān)閉與打開，便于維修和調(diào)試。這一改造的順利完成，從根本上解決了濾液水二次污染問題，實現(xiàn)有效分離，確保了濾液水質(zhì)量，有效提高了壓濾機固液分離效率，同時大大減少了下游環(huán)節(jié)管路磨損。

刮板運輸機延時停機和閉鎖改造

對原PLC的設(shè)計程序進行了改造，在原程序中增加一個定時器(T2)，使刮板運輸機在壓濾機三次拉板之后，延時lOs后(設(shè)定)再停車；對PLC的刮板運行信號反饋點13.4進行了閉鎖保護，把刮板運輸機和皮帶輸送機輔助常開點進行串接，然后反饋到PLC的輸入點13.4．實現(xiàn)三臺設(shè)備順序閉鎖，保證這三臺設(shè)備無論哪一臺出現(xiàn)問題．都能使壓濾機立即停車，并在顯示器上作出故障指示。同時，在兩臺壓濾機之間增加電氣閉鎖。

改造效果

通過對ZKG2500/1500型快開式高壓隔膜壓濾機電控系統(tǒng)、運行方式的改善和輔助機械電氣控制系統(tǒng)的改造．提高了設(shè)備的安全穩(wěn)定性．使用周期明顯延長，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。

(1)運轉(zhuǎn)一年來，壓刮板輸送機事故較原來降低了95％，刮板機內(nèi)無積存物料、無積水，杜絕了刮板機溜槽堵塞、壓皮帶事故，消除了物料滑皮帶、灑落現(xiàn)象，從而保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。

(2)壓濾機生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)即時控制，根據(jù)人料情況自動調(diào)整1=作時間，減少了濾餅水分時高時低的不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于采用全自動控制，避免了由于人為因素導(dǎo)致液壓系統(tǒng)長時間處于壓緊狀態(tài)，減少了對主機、濾板及濾布的損壞。提高了主機的使用壽命。

(3)循環(huán)水濃度從原來的zooga下降到60鯽提高了循環(huán)水的利用率，降低了泵及管路的磨損，減少了設(shè)備維修時間和維修量，降低了工人的勞動強度。由于實現(xiàn)設(shè)備精確化控制和運行，有效減少設(shè)備空運轉(zhuǎn)時間，每月節(jié)電6000kW.h左右，實現(xiàn)了節(jié)能降耗、環(huán)保的目標。大大提高了經(jīng)濟效益。

結(jié)語

ZKG250011500型快開式高壓隔膜壓濾機電控系統(tǒng)存在的問題得到很好的解決，壓濾機電氣自動控制改造圓滿完成。由于篇幅限制，本文只是結(jié)合個人工作實踐對ZKG250011500犁快開式高壓隔膜壓濾機部分電控系統(tǒng)技術(shù)改造進行了簡單整理論述。我們在排除問題的同時，使自己在業(yè)務(wù)技術(shù)水平上得到了進一步的提高。在今后的工作中，還有很多領(lǐng)域需要我們?nèi)パ芯俊⑷ヌ剿鳎员愀邮炀殹⒖茖W(xué)的使用和維護，以使ZKG250011500型快開式高壓隔膜壓濾機在煤泥水處理領(lǐng)域更有效的發(fā)揮作用。

作者:薛宗科教授