旗山煤矿洗煤厂煤泥压滤系统改造

2022-09-11

一、概述

旗山煤矿开采了55年, 矿井洗煤厂原设计采用的是原煤两次筛分, 块煤跳汰洗选, 沫煤直接销售, 煤泥水直接浓缩压滤的生产工艺。其洗煤厂的筛选能力为180万t/a, 洗煤能力为60万t/a。近年来, 矿井煤质大幅下降, 小湖系优质资源量逐步减少, 现主要开采煤质较差的夏桥系煤层。为了提高商品质量, 满足市场需求, 满足年入洗量达60万吨, 该厂实施了原煤不分级全入洗的方案。

二、原有压滤系统存在的问题

作为一个历史悠久的矿井, 近年来, 旗山矿井下煤质大幅下降。原有小湖系的优质资源量逐步减少, 为了保证洗混煤年产量60万吨的目标, 不得不大量开采煤质相对较差的夏桥系煤炭, 同时将入洗方案改为不分级全入洗。

1. 入洗原煤煤质分析

井下煤质条件以及入洗方案的改变, 至使13mm以下的末煤进入洗选系统, 煤泥量也随之大幅增加。洗水浓度高达100g/L, 如此高的溢流浓度进入跳汰机, 使洗混煤的煤灰份>22%, 发热量<5400kcal/kg, 无法达到客户要求。

2. 原有压滤机存在的问题

原有的两台厢式压滤机型号分别为XMZ-340/1500型和XMZ-500/1500-U型, 这两种压滤机为90年代初期产品在, 效率低下。其中, 两台压滤机共有滤板207块, 一个循环周期长达70分钟, 每班生产只有5个循环, 处理煤泥量也仅为100吨, 年处理量4万吨, 两台压滤机共用一根入料管路, 时间使用率很低。这样的煤泥处理能力远不能满足年入洗60万吨煤所需产生8万吨煤泥的要求, 严重制约了洗煤生产效率和洗成品的质量。

三、改造方案

1. 压滤机的更新及工作程序

KZG300/1500×2000-U型和KZG450/1500×2000-U型高效节能快速压滤机是机、电、液一体化设计, 主要由液压站、油缸、主梁、机座、压紧板、滤板、止推板、电气控制柜组成。压滤机一个工作循环包括滤板压紧、过滤、压榨、反吹、滤板松开、卸料等工序。

合拢压紧阶段:液压油缸推着压紧板向前移动, 将介于压紧板和止推板之间的隔膜板、滤板及滤布压紧, 在滤板间形成密闭腔体, 便于带有压力的煤泥水在滤室内进行加压过滤。

进料过滤阶段:浓缩池底流泵将煤泥水从止推板和压紧板的两侧中心孔同时压入各个滤室内进行过滤。在进料压力作用下煤泥水中的液体通过过滤介质 (滤布) 汇集到泄水槽流出, 固体颗粒则被过滤介质截留在了滤室内, 从而完成了固液分离。压风通过止推板右上角的进气口进入隔膜滤板, 压榨滤饼, 进一步降低滤饼的含水率。

压榨反吹阶段:压缩空气通过压风进入滤板中, 改变滤室容积使其产生弹性变形, 对滤饼进行二次脱水压榨, 进一步降低滤饼含水率。反吹工序是通过压风排空滤板入料孔的煤泥。

拉板卸料阶段:滤板被分为若干组, 每组用铁链相连。卸料时, 压紧板松开并, 小跑车依次分组拉开滤板, 滤板在主梁间左右晃动, 使粘附在滤布上的滤饼主动脱离滤布, 利用其自身重力实现了自动卸料。

2. 压滤系统的技术改造

KZG300/1500×2000-U型和KZG450/1500×2000-U型快速高效隔膜压滤机, 一个工作循环处理能力为6吨, 其压榨工序是通过压风改变滤室容积, 对滤饼进行压榨, 进一步降低滤饼含水率。反吹工序是通过压风排空滤板入料孔的煤泥。压榨、反吹工序用风为矿井压风 (0.7MPa) , 如下图所示。

压滤机压榨工序所需风量为2.8m3, 反吹工序所需风量为m3。根据压榨、反吹工序需用风量, 原供风系统不能满足洗煤其用风需求, 故对压滤机供风系统进行了改造, 分别引入了型号为CJ13B-2722和C13-2352的两种共3只储气罐。CJ13B-2722型储气罐容量为1 m3, 专给气动执行阀供风;C13-2352型储气罐容量为6 m3, 用于压滤机反吹、压榨的供风工作, 如下图所示。

四、压滤系统改造效果

通过安装两台KZG300/1500×2000-U型和一台KZG4501500×2000-U型快速高效隔膜压滤机机后, 压滤系统工作效率有了明显提高, 经济效益显著。首先, 煤泥处理能力提高了2倍, 日均煤泥产量由100T提升至300T。加装压风系统后, 滤饼水分降低2%~4%, 发热量提高100卡/g。因此, 每年增加销售收入达9万元。其次, 洗水浓度由之前的90~100g/L降低至10~20g/L;从而保证洗煤生产能力及产品质量的提高。最后, 生产效率大幅得升, 劳动强度相应降低, 每班可减少操作工1人。每年节省人工工资9.9万元;由于其性能良好, 每年节省滤板、滤布材料费用16.4万元。