古书院矿选煤厂于1992年投入使用，是年处理能力330万t的矿井型选煤厂，生产洗中块、洗小块、标末煤等优质无烟煤产品。该厂主要入洗古书院矿3#和9#煤，其中3#煤为中灰、低硫煤，-13mm粒级占45.38%；9#煤为高灰、高硫煤，-13mm粒级占55.11%，而且矸石易泥化。近年来，随着3#煤资源面临枯竭，两种煤入洗比例由原设计的1.4∶1逐步调整为1∶1，因此，原煤中煤泥量增大，增加了煤泥水处理的难度。原有煤泥水处理系统已不能满足正常洗煤生产要求，且部分设备、设施老化，事故率高，必须结合入洗煤质的变化进行改造。
1 煤泥水处理系统存在的问题
1.1 离心机脱水效果差
随着煤质的变化，使用过程中发现WZT-1000A型卧式振动离心机存在以下问题：
(1)处理能力低(150t/h)，不能保证正常洗选的需求；
(2)脱水效果差，产品水分12%～14%，且离心液中粗粒级含量多，+0.3mm粒级含量达25%左右，进入系统内的粗煤泥增加，造成煤泥水浓度升高，影响洗煤生产。
(3)由于满负荷运行，设备故障率高，经常出现堵眼、冒仓、机座开焊、丝杠断裂、振动不平稳等现象。
1.2 胶带运输机输煤效果差
设计使用胶带运输机输送煤饼，由于煤泥粘湿，经常出现卸饼不尽的现象。
1.3 XMZ500/1500压滤机处理量不足
由于XMZ500/1500压滤机处理量低，并且备件短缺、工作环境恶劣，造成电气控制系统故障频发，严重制约着煤泥水处理系统的正常运行。
2 技术改造
2.1 设备更新
对不能满足生产需要的设备进行更新：将4台WZT—1000A型卧式振动离心机更换为两台VM—1400型卧式振动离心机和1台SCC1400型卧式振动离心机，提高系统的脱水能力和效果；采用XGZ1000型刮板输送机代替胶带运输机用于煤饼输送；同时安装两台KM300/2000快速隔膜压滤机。
2.1.1 离心机的结构及优点
VM—1400型与SCC1400型卧式振动离心机结构相同，工作原理相同。VM—1400型卧式振动离心机主要由工作系统、回转系统、振动系统、润滑系统及保护系统等构成。工作系统主要包括筛篮、底座等；回转系统包括传动装置、主轴装置、支撑装置等；振动系统主要包括主电机、振动电机、弹性元件等；润滑系统采用稀油集中润滑，润滑油从油管经滤油器进入油泵，然后经主油管进入各分支油管，最终送入各润滑点；保护系统有电机过热、过载保护和润滑保护。
VM—1400型、SCC1400型离心机与WZT-1000A型离心机相比具有振幅大、离心力强、固体回收率高、产品水分较低等优点。改造后，在入料性质相同的情况下，洗末煤产品水分由改造前的13%降低为11%，而离心液中+0.3mm级含量减少到10%左右，离心液固体产率以1.56%计，回收率提高了0.234%，脱水效率提高了5百分点，小时处理量增加了20～30t。VM—1400型、SCC1400型离心机的具体优点如下。
(1)振动系统中采用两台振动电机，取消了齿轮传动，降低了设备运转噪声，振动平稳可靠，整机使用寿命长。
(2)采用独立的润滑系统，主机开动前各润滑点已充分供油，在每个分支油管上装有油流指示器，可直接观测油流情况。
(3)检修方便、维修量小、故障率低。
(4)筛篮间隙为0.4mm，脱水面积大、效果好、处理量大，运转线速度高，使用寿命长。
(5)采用了过流保护和润滑保护等多种安全保护措施：当因进料量过大等原因使电流超过允许值时立即断开主电机电源，从而达到保护电机的目的；主电机和润滑电机联锁，油泵电机开动之前主电机无法启动；在润滑系统中，采用电接点压力表来监测油压的高低，当油压过低或过高时，发出报警信号，警告司机停机检查。
2.1.2 刮板输送机的优点
将压滤机下部的胶带输送机更换为刮板输送机。每台刮板输送机的运输量为40t/h，可保证卸饼完全，现场卫生干净，岗位司机无需清理原胶带输送机下的煤饼，减少了劳动量。
2.1.3 快速隔膜压滤机的工作原理及特点
(1)工作原理。煤泥水经泵加压后从多点注入滤室中，在滤室注满后继续由泵给滤室内物料加压，使大部分水通过滤布从滤板的沟槽流出；然后，高压空气均匀通过整个滤饼的断面，排出滤饼内的残留水分；最后卸料，所有滤板分3次拉开。该类型压滤机的工作过程为：压紧滤板—给料压滤—吹风(挤压)—卸饼。
(2)特点。①自动化程度高，用人少；②单循环时间短，处理量大，多点入料时间短，滤室快速分组拉开，卸料快；③采用反吹风技术，滤饼水分低；④滤板采用上部吊挂结构，摆动幅度大，脱饼效果好，无需人工辅助；⑤整机结构简单，体积小，占用空间小。
(3)工作效果。XMZ500/1500压滤机与KM300/2000压滤机工作效果对比见表1。
(4)数据分析。从生产数据来看，KM型快速隔膜压滤机能够解决煤泥水的脱水问题，并能顺利回收煤泥，且滤饼水分低、单位面积处理能力较大。生产实践表明，随入料浓度增加，压滤机单位处理量增加、滤饼水分降低、单循环时间缩短，但当入料浓度达到450～650g/L时，易导致压滤机入料管堵塞。另外，KM型快速隔膜压滤机的入料粒度越细，脱水效果越差。
2.2 设备、设施技术升级
2.2.1 KM300/2000型压滤机自动控制系统的改造
(1)优化PLC逻辑网络功能，减少输入、输出模块使用数量：将原先使用的3个输入模块、3个输出模块，优化减少为1个输入模块、2个输出模块，结余模块作为备用模块；
(2)增加闭锁和解锁功能，闭锁时正常生产，解锁时更换滤布；
(3)增加压滤机与下部刮板输送机的对应流程指示功能，确保刮板机司机与压滤机司机相互配合，使设备运行正常；
(4)将三芯电缆线应用于远方控制，减少材料投入；
(5)简化外部接线，降低事故率。
2.2.2 XMZ500/1500压滤机控制系统的更新改造用继电器控制压滤机松开滤板、压紧滤板、拉板、返回、保压启泵、超压停泵、松开限位、过负荷停机等功能。
(1)对控制柜升级改造。采用继电器控制压滤机的各项功能，将控制部件分成以8个继电器为核心的8个模块，模块之间相互独立，既简化了系统回路，又实现了松开滤板、压紧滤板、拉板、返回、保压启泵、超压停泵、松开限位、过负荷停机等压滤机所需的全部功能；油泵工作回路与其他控制回路分别设置，避免因动力回路频繁启动造成控制系统误动作，同时为不带负荷处理故障创造了条件。
(2)重新规划压滤机控制面板，用指示灯分别对应压滤机的每一项功能，使压滤机任何一项操作变化都可以在柜面得到及时反映，并在系统中设置相关闭锁，确保司机操作正确。
(3)对外全部围接线进行规范更新，为压滤机加装了接近开关和电接点压力表，用来监测液压泵站和头板的工作情况；利用电磁阀简化泵站，取消了原有的滤布清洗回路，减少了液压回路损耗，降低了故障率。
3 效益分析
古书院矿选煤厂煤泥水处理系统的改造，保证了生产连续稳定运行，减少了生产事故的发生，降低了工人的劳动强度，便于生产管理，并且获得了较好的经济效益。
3.1 产品回收率提高增加的经济效益
(1)离心机改造后，优末煤产品回收率增加了0.234%，以年入洗原煤100万，t优末煤价格300元/t计算，可创造经济效益：100×0.234%×300=70.2(万元)。
(2)使用快速隔膜压滤机后，因煤泥水浓度超标每月影响洗煤生产的时间由4h缩短为2h。每月洗煤时间增加2h，按每小时生产块精煤产品120t、洗块煤与原煤差价60元/t计算，全年效益：2×12×120×60=17.28(万元)。
上述两项合计达87.48万元。
3.2 减少材料投入成本
(1)KM300/2000型快速隔膜压滤机的PLC逻辑网络功能优化前，每年消耗8个模块，优化改造后每年消耗4个，每个模块价格为2000元，年节约模块费8000元。另外，改造前使用的电缆价格为68元/m，改造后用于压滤机远方控制的是三芯电缆线，价格为8元/m，全厂每年消耗200m，年节约费用(68-8)×200=1.2(万元)。
(2)为XMZ500/1500压滤机设计安装新的电控系统，按市场价每台至少需要6.5万元，而该厂利用原有柜体对控制回路进行改造后，实现了相关功能。每台仅需材料费1000元，3台合计可减少设备投入19.2万元。
几项合计，共节约材料成本21.2万元。
