60m盘式真空过滤机控制方案的改进

60m盘式真空过滤机控制方案的改进

1充填过滤系统使用过程中存在的问题永平煤矿选择厂是20世纪70年代末建成的一个大型矿山开采厂。1984年开始生产，每天处理1万吨原矿。选厂精矿过滤系统除包括主要设备过滤机外,还包括真空泵、压风机和自动排液装置等辅助设备。因此精矿过滤效果的好坏不仅与主要设备有关,还与辅助设备有关。永平铜矿选矿厂过滤系统原选用的主要设备和辅助设备在使用过程中存在诸多问题。选矿精矿工段针对存在问题,分别作了改进,取得了良好的效果。2风机组成和运行问题永平铜矿选矿厂精矿过滤系统由盘式真空过滤机、自动排液装置、水环式真空泵和水环式压风机组成,如图1所示。由于本厂选用的60m2盘式真空过滤机是首批投入生产单位使用的产品,因此,投入运行以来,存在过滤卸矿效果不佳、过滤机主轴调速适应性差、自动排液装置故障频繁、滤板滤孔易堵塞等问题。不仅过滤效果差,而且一度曾影响生产的正常进行。2.1动控制杆工程60m2盘式真空过滤机瞬时吹风系统控制阀原设计采用机械式控制阀(由主轴上同步圈带动控制杆),由于主轴转速低,控制阀进风口与出风口接通速度缓慢,导致风阀不灵敏,风力不集中,从而影响卸矿效果。另外,由于控制阀结构复杂,调整不便,故障较频繁,常使过滤机卸矿区连续吹风,既浪费风量,又损失风压。瞬时吹风系统改进前后原理图见图2。2.2带子段接口系统电路特点盘式真空过滤机主轴驱动电机原选用的是可调速的变级四速异步电机,电机定子绕组接线方式的变化,是通过电机外部多个接触器及时间继电器的组合来实现的。由于电器多,线路复杂,故障发生频率高,维修难度大,每次换档需停机,操作不便。另外,由于只能提供四个速度,不能很好地适应生产工艺要求。2.3排液装置的调整60m2盘式真空过滤机排液装置原设计为浮桶杠杆式自动排液,结构和工作原理见图3。该自动排液装置利用过滤系统内部的负压和滤液产生的浮力之间的平衡与不平衡,周期性地自动放出滤液。工作过程为:右边排液箱与气水分离器的通路被橡胶阀隔绝,空气阀顶起,使排液箱内形成正压,关闭上部小排液单向阀,箱内积存的滤液靠自重从排液箱单向阀流出,同时,左边排液箱里的橡胶阀打开,空气阀关闭,排液箱内形成负压,排液箱单向阀靠大气压关闭,小排液单向阀打开,气水分离器中的滤液通过小排液单向阀流入排液箱内。随着流入滤液的增加,浮桶所受的浮力增大,当其大于右边浮桶的向上压力时,通过杠杆作用,使左右两边工作状态相互转换。由于阀多,且浮桶和各种阀等配件长期浸泡在气、矿浆中,多年的使用情况表明,这套排液装置存在下列不足:(1)浮桶上面易积矿,且破后易漏矿浆,造成两边浮桶不平衡。(2)平衡杆以及浮桶间销子的磨损,会导致气阀泄漏。(3)单向阀、橡胶阀多,且都在排液箱内,长期浸泡在矿浆中。(4)浮桶易摆动,致使密封不严。由此经常引起排液失控,产生跑污现象,加剧了真空泵及其他一些配件不必要的磨损,造成系统内真空度下降,只能达到0.04～0.05MPa。2.4大量的石灰乳和斜进行的过滤永平铜矿是一个以铜、硫为主的多金属矿,选厂产出的最终产品是铜、硫精矿。为使铜、硫分离得更好,选厂在生产过程中使用了大量的石灰乳。这些细而粘的小颗粒积聚在铜、硫精矿中致使过滤困难,加上硫精矿含硫又高(均在43%以上),因而不但容易堵塞滤板的滤孔,而且在滤板的表面也易产生化学反应,生成诸如碳酸钙之类的化合物粘附在滤板上,造成滤板透气性差。上述问题,不仅影响了过滤机的过滤效率,而且给工人清理滤板(铸铝)带来极大不便,费工费时,效率低下,甚至使滤板遭到损坏。3过滤系统的改进和效果鉴于上述不足,选矿厂对原有的过滤系统进行了下列改进。3.1改进的风阀单元1996年4月技术人员针对过滤机过滤卸矿效果差的问题进行了改进,采用行程开关取代控制阀,与两个电磁阀组合,见图2改进后所示。用它来控制风阀的开闭,取得了良好的效果。1997年初,考虑到行程开关的使用寿命问题,又选择了LJ38A4-18-J/EZ接近开关替代行程开关。使用至今,效果显著,不但减少了压风机的开动台数,而且通过改进前后比较,滤饼吹落率由原来的80%,提高到目前的95%以上,滤饼水份明显下降,台时效率也有明显提高,经济效益显著。3.2电机转速、转速为使调速灵便,扩大调速范围,1997年初,选厂利用原变级电动机与变频调速器配合实现无级调速。根据电机特点及生产工艺要求,设定上、下限频率(也即转速),电机可在不停机的情况下,在其间任一速度上调节。这样,不仅可充分满足生产工艺的需要,提高过滤效率,而且还有利于节电。使用以来,稳定性好,维修量大大减少。3.3确定自动排液装置自动排液装置作为脱水系统的重要辅助设备,在我国许多矿山的使用并不理想,气水分离器方面存在许多不足,永平铜矿的生产实践也不例外。为此,选矿厂对原有的自动排液装置进行了如下改造:取消浮桶、平衡杆、小排液弯头,增加两个小过渡液箱、一个五通阀、电磁阀、时间继电器等。改造后的排液装置结构和工作原理示意图见图4。改进后的装置,由电气控制电磁铁,采用时间继电器。一般情况下,如果电磁阀整定时间过长,由于排液箱容积有限,当排液箱滤液过多,自重大于气压时,滤液未到时间便会冲开排液阀,造成排液失控;另外,若气水分离器内滤液过多,滤液易进入真空泵,造成真空泵跑污。对永平铜矿选厂来说,当时间继电器大于150s交替工作时,会出现上述情况。但如果时间过短,排液频繁,则又影响系统真空度。因此,最后确定时间为120s左右。在继电器通电120s内,电磁铁吸上,带动五通阀轴,使真空管与右吸气管连通,在右排液箱内形成负压,大排液单向阀关上,而小排液单向阀打开,滤液流人右排液箱内;同时,真空管与左吸气管隔绝,左排液箱积存的滤液靠自重从大排液单向阀流出。反之,继电器断开的120s内,电磁铁掉下,真空管与左吸气管连通,而与右吸气管隔绝,右排液箱排液,如此120s间隔交替排液。自动排液装置改造后,具有如下特点:(1)取消了该装置中的浮桶、小排液弯头和平衡杠杆等部件,每年可节省材料费用达3000元。(2)系统内真空度提高了0.01MPa,使真空度可达到0.05～0.06MPa,对降低滤饼水分起到了一定的作用。(3)改进后,滤液很少进入真空泵,减少了不必要的磨损,使真空泵的使用寿命延长了近一倍。(4)适应性广。如果过滤作业条件(如矿石性质、滤液量)变化,可根据排液箱内滤液自重在一定时间间隔内增大或减少的变化,对时间继电器整定时间作出相应调整。(5)实现了排液正常、自动控制,提高了设备运转率,改善了工作条件,大大减轻了工人的劳动强度,减少了维修工作量,年节约500多个工班。3.4酸洗池的建立为提高过滤效率,在对过滤系统逐步进行改造的同时,还在生产过程中强化管理,采取了切实可行和行之有效的措施。经多次试验,于1997年开始在过滤厂房内建立一个酸洗池(浓度为10%左右的盐酸),定期检修滤板、更新滤布。检修时,装上备用滤板,换下的滤板浸泡在酸洗池内,经48h浸泡后吊出再用清水冲洗,清洗效果很好。4降低原材料消耗对过滤系统的改进和改造,