煤泥水系统工作原理及常见电气故障分析

摘要：所谓煤泥水就是湿法选煤中产生的副产品，即煤颗粒与水的混合物。我选煤厂有三种选煤工艺跳汰选煤，浅槽重介选煤和旋流重介选煤。不论是那种工艺都会产生大量的煤泥水，因此煤泥水处理系统是煤炭行业洗选加工的一个重要环节。加压过滤机是我厂处理煤泥水的主要设备。煤泥水处理系统的主要工作流程是将跳汰车间洗煤产生的粗煤泥水，经过煤泥水循环管道流入浓缩池中，在浓缩池中加入絮凝剂使煤泥水混浊液中的煤泥颗粒凝结为絮片状，在重力的作用下沉淀到浓缩池底部，经过浓缩机的四个耙子逐步刮到浓缩池中心形成大浓度的粗煤泥水，粗煤泥水由底流泵打到加压过滤机上料罐中。上料罐中的煤泥水经过上料泵打入加压过滤机的上料槽内，在气体压力的作用下经过成饼、脱水系统后在反吹风的作用下进入排料系统经刮板机运输到429胶带系统，经洗选车间胶带进入产品仓。

关键词：煤泥水系统，工作原理，电气故障

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一、循环水系统：

循环水分粗煤泥水和清水，粗煤泥水由跳汰机产生，经煤泥水循环管道流入直径为45米、深7.5米的圆形浓缩池内。直径大的煤炭颗粒在重力的作用下慢慢的直接沉入到浓缩池底部，小的煤炭颗粒在浓缩池内形成悬浊液不会沉入池底。这时要在循环泵房的加药桶内加入絮凝剂，絮凝剂与水混合后经加药泵打入浓缩池的煤泥水悬浊液中，煤泥水悬浊液在絮凝剂的作用下变成凝结为絮片状煤泥大颗粒。絮片状煤泥大颗粒在重力的作用下沉淀到浓缩池底部，经过浓缩机的四个耙子逐级刮到浓缩池中心形成大浓度的粗煤浆，粗煤浆由底流泵经过煤泥水循环管路打到加压过滤机上料罐中。煤泥水经过加絮凝剂沉淀后产生的便是清水，清水由浓缩池边沿流入其旁边的方池子中，由循环泵通过管路循环到跳汰车间洗煤循环利用。

二、循环水系统电气故障分析：

1、循环泵电机故障：循环泵电机是由以前的绕线式电机改装成的鼠笼型电机。过去是降压启动，现在是直接启动因而启动电流比较大，经常发生转子断条现象。循环泵电机轴承由支撑轴承和推理轴承组成，轴承损坏，可导致电机扫堂现象。

2、循环泵电路故障：循环泵动力电路电源是高压6KV，控制电路电源为直流220V（+110V）。常见故障是隔离开关辅助点接触不良，油断路器辅助触点接触不良，储能机构损坏，动力电缆接地；控制柜机械保持式油断路器机构卡死、或机构不到位；此时按合闸按钮不能起机，这种情况下不能多次按合闸按钮和分闸按钮，否则会使合闸或分闸线圈烧毁。

3、底流泵电机故障：底流泵电机为频繁启动的电机，当压滤机房上料桶的料位低于桶高的30%时，底流泵开始给压滤机供料，当压滤机房上料桶的料位高

于桶高的90%时，底流泵停止给压滤机供料，常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。

4、底流泵控制电路故障：底流泵启动为自耦变压器启动，常见故障是转换开关或按钮损坏，自耦变压器损坏，主接触器或辅助接触器机构卡死使自耦变压器不能正常投入造成电机不能正常启动，延时继电器损坏或整定时间不符合要求，热继电器损坏等。

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5、浓缩机电机故障：浓缩机电机有两台一台为行走电机，一台为提升电机。行走电机通过中心轴带动浓缩机的四个耙子绕浓缩机中心做圆周运动，提升电机为液压油泵提供的动力通过四个电控液动阀控制四个耙子的提升或下降。常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。由于两台电机都是驱动油泵的电机，很少有过载现象，故障少见。

6、浓缩机控制电路故障：浓缩机控制电路包括中心滑环、电机控制电路和阀门控制电路几部分。中心滑环位于浓缩机的中心，循环水要通过中心流入浓缩池内，由于管路内有气，中心处反水特别严重，因此中心处的防水工作特别重要尤其是冬季结冰时。主要故障是滑环积碳过多影响导电能力，碳刷过短造成缺相，滑环内进水造成相间短路。电机控制电路主要故障是接触器、断路器损毁或热继电器损坏等故障。阀门的控制电路故障主要是阀门线圈故障、PLC输出控制继电器故障、电控液动阀故障和PLC故障（PLC故障少见）。阀门的控制电路出现故障会影响四个耙子的提升和下降。

7、加药泵电机和控制电路故障：电机的主要故障是，电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。控制电路故障主要是接触器或按钮故障。

循环水产生的煤浆由底流泵通过管路打到压滤的上料桶后，剩下的工作要由加压过滤机来完成。加压过滤机通过上料系统、脱水系统、排料系统将煤和水彻底分离，清水循环利用，末煤作为商品煤出售。

三、加压过滤机的上料原理：

加压过滤机的上料包括上清水和上煤泥水两个过程。清水主要用于清洗加压过滤机的滤布和上料槽内的煤泥。煤泥水是指由底流泵从浓缩池打到上料罐内的煤浆。煤泥水由M12上料泵经OV146阀门运送到上料管内，上料管在加压过滤机罐外分支到10根细管子内分别注入到加压过滤机罐内的10个上料槽内。清水由清水泵M23经OV127阀门运送到上料管内，上料管在加压过滤机罐外分支到10根细管子内分别注入到加压过滤机罐内的10个清洗喷头内。

上料系统电气故障分析：

1、清水泵电机M23故障：清水泵电机常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。此台电机驱动的是一台多级泵，因此不允许反转。

2、清水泵电机控制电路故障：清水泵启动为自耦变压器启动，常见故障是自耦变压器损坏，主接触器或辅助接触器机构卡死使自耦变压器不能正常投入造成电机不能正常启动，延时继电器损坏或整定时间不符合要求，热继电器损坏等。

3、清水上料阀门OV127故障：清水上料阀门为蝶阀，其控制方式是电控气动两位三通阀。常见故障是电磁控制线圈损坏，850阀损毁，气动头子损坏，控制风调压阀损坏和阀体损坏。

4、煤泥水上料泵电机M12故障：煤泥水上料泵电机常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。

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5、煤泥水上料泵电机控制电路故障：上料泵电机控制电路主要故障是接触器、断路器损毁或热继电器损坏等故障。

6、煤泥水上料阀门OV146故障：煤泥水上料阀门为蝶阀，其控制方式是电控气动两位三通阀。常见故障是电磁控制线圈损坏，850阀损毁，气动头子损坏，控制风调压阀损坏和阀体损坏。

7、上料泵密封水流量传感器损坏，流量计放大器损坏或流量计线路故障。

8、上料管密度计放射源位置改变，放射源二次仪表损坏。

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四、脱水系统原理：

加压过滤机内有10组滤扇，每组由18片滤扇组成，每片滤扇200总计3600也就是说这18片滤扇构成一个圆盘。滤扇由滤液管和滤布组成，10组滤扇通过主轴由主轴驱动电机M01驱动进行旋转。加压过滤机上料槽内的煤浆由上料系统的上料泵提供，10组滤扇分配在10个上料槽内。起车时，排料系统进行自检自检完毕上料泵开始上料同时工作风控制阀OV002打开，对压力罐进行充气，当料位达到上料槽的30%时，搅拌电机开始工作，防止煤浆沉淀在上料槽内。当料位达到上料槽的60%时，主轴开始旋转。当料位达到上料槽的80%时，达到正常工作料位，此时压力罐内的压力达到2.0bar左右。滤扇在上料槽的煤浆内旋转由于罐内气体的压力作用，煤浆中的水通过滤扇进入滤液管内，煤泥挂在了滤布上，此过程叫成饼。挂在滤布上的煤饼通过主轴的旋转脱离煤浆上料槽水面，随着角度的增加滤液水流进主轴经过主轴分配器流出压滤机，此过程叫脱水，由于压力作用脱水后的煤泥依然附着在滤布上。当脱水过程完成后，滤扇转到导料槽附近，此时反吹风控制阀OV114和OV115便会打开，反吹风风包内的气体通过主轴分配器通过滤液管将煤泥从滤扇上吹入卸料槽内。刮板机M11再将成品煤送入卸料系统的缓冲仓内。其中反吹风由控制风和工作风两部分组成。要求煤浆的高度不能超过主轴的高度，始终保持在上料槽的80%液位处。太高煤浆会直接流入卸料仓内，过低则会使空压机产生的工作风直接通过滤扇跑掉无法保证罐内的压力，造成工作压力低煤泥水分增加。煤浆的液位高度有LS109料位计来检测。罐内的空气压力由两个压力传感器检测，工作风和控制风分别由100立方米大空压机和15立方米小空压机提供。

五、脱水系统电气故障分析：

1、主轴电机故障：主轴电机常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障。由于该电机在高压的密闭容器内工作因此保护呼吸器使电机内压和外压相等才能保证电机内不进水。

2、主轴电路故障：主轴电机控制由变频器来驱动并控制输出的，常见故障是按钮、接触器和变频器故障。

3、刮板电机故障：刮板电机M11工作于高压潮湿气体中，最容易产生故障常见故障是电机转子线圈相间短路，匝间短路和接地故障，减速机油进入电机内发生绝缘电阻下降的情况最多。保护呼吸器使电机内压和外压相等才能保证电机内不进水。

4、打滑和反吹风滤液水故障：在主轴的分配头子处有2个接近开关，它们非别是打滑开关、另一个是反吹风开关，这两个开关位置特别重要。常见故障是接近开关损坏，反吹风控制阀OV114和OV115分别控制前5片滤扇和后5片滤扇，常见故障是控制阀线圈损坏，阀体损坏和阀片损坏。反吹风放大器调节时间不合理或损坏也会导致出现反吹风故障。

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5、工作风阀门故障：加压过滤机工作风进气由0V001控制，调节罐内压力由OV004来控制，调节发吹风汽包压力由OV005来控制。常见故障是控制阀或调节器故障。

6、空压机故障：空压机在压缩气体时会产生大量的热，通过空压机油由冷却风扇进行冷却，常见故障是风扇电机故障，处理方法是加油或冲洗散热滤网。

六、卸料原理：

加压过滤机是通过排料闸板进行卸料的。排料闸板包括2个闸板，一个上料仓，一个下料仓闸板由液压油缸推动。