1、KS高壓快速壓榨機介紹
高壓快速壓榨機為同臣開(kāi)發(fā)的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品在設計上吸取了德國的先進(jìn)技術(shù)，其中主梁材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)低合金結構鋼，壓濾機機座、壓緊板、止推板，材質(zhì)選用Q345B中板，使用壽命更長(cháng)；液壓站采用多項進(jìn)口設備和先進(jìn)加工工藝，提高了設備的穩定性；電氣控制系統核心控件采用進(jìn)口產(chǎn)品，并可以根據客戶(hù)需要預留遠程接口，實(shí)現設備的自動(dòng)化運行，遠程監視操作和遙控操作。
高壓快速壓榨深度脫水技術(shù)主要有污泥調理系統、污泥壓榨系統等部分組成，一般分為主機系統、輔機系統、配套工程、廠(chǎng)房土建等四大部分。KS高壓快速壓榨機結構見(jiàn)圖1。
2、KS高壓快速壓榨機原理
壓榨機在PLC控制下，首先由液壓站葉片泵提供液壓推力，經(jīng)過(guò)預定的行程后，使壓榨機各濾板間處于限位鎖緊、密封的狀態(tài)，之后進(jìn)泥柱塞泵啟動(dòng)，將污泥送入壓榨機的多塊濾板之間的空隙內，進(jìn)泥初期因過(guò)濾阻力小，主要靠重力濾水作用，后期隨著(zhù)過(guò)濾壓榨的持續進(jìn)行，過(guò)濾阻力上升，柱塞泵進(jìn)泥壓力逐漸升高至最高壓力時(shí)，污泥脫水機的多塊濾板之間的空隙內充滿(mǎn)了污泥，此時(shí)，由進(jìn)泥柱塞泵提供的壓力，通過(guò)壓縮濾板空隙內的污泥，使污泥再次壓榨，得到含水率為50%的泥餅。在壓濾機的高壓作用下，壓濾脫水僅需較短時(shí)間即可得到含水率50%的泥餅，為常規隔膜等壓濾脫水時(shí)間的1/5～1/3。
3、KS高壓快速壓榨機特點(diǎn)
1）壓濾脫水時(shí)采用高壓，并采用連續遞增式施壓工藝，大幅降低了泥餅形成時(shí)濾液流出的介質(zhì)阻力，提高了壓濾機的脫水效率。
2）壓濾機的濾板采用增強聚丙烯結構，可承受較高的脫水擠壓壓力，采用連續壓榨。充分匹配進(jìn)泥柱塞泵的性能曲線(xiàn)，低壓進(jìn)泥至高壓壓榨是一個(gè)連續的過(guò)程。用進(jìn)泥泵提供壓榨壓力，使壓榨機本體工藝、結構更為簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)單，運行更穩定可靠，同時(shí)壓縮比可調節，能夠滿(mǎn)足在高壓力的進(jìn)料情況下運行，不噴泥，壽命長(cháng)，且更換維護更簡(jiǎn)便。
3）因過(guò)濾面積遠小于隔膜壓濾機，因此濾布用量相應也很少，大幅降低濾布更換維護成本。
4）配套設備少，操作、管理簡(jiǎn)便，使用的人工少于隔膜壓榨機。
4、原含煤廢水處理方法
原含煤廢水處理系統以多介質(zhì)過(guò)濾器為主，包含離心澄清反應器和電子絮凝器。整套設備設計出力為25～30m3/h，理論上能夠滿(mǎn)足本電廠(chǎng)的煤污水處理需求。但是因系統老化以及過(guò)濾器設備的特性，其過(guò)濾效率逐年下降，目前需24h不間斷運行方能確保每日匯集至煤泥沉淀池內的煤污水得到及時(shí)處置。為保障煤污水處理設備的出水水質(zhì)達標，每年需對多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行2次濾料更換以及對離心澄清反應器、電子絮凝器等設備進(jìn)行維護保養，每次維護保養時(shí)含煤廢水處理系統需停運3-4天。
輸煤系統含煤廢水處理系統的煤泥沉淀池容積為1500m3。近幾年為降低煤價(jià)，大量摻燒低熱值、高粉塵的印尼褐煤。為了減少輸煤設備上的揚塵，輸煤系統所使用的多管水沖式除塵器投用時(shí)間增加，導致捕捉進(jìn)入除塵器水箱粉塵濃度大幅度提高。此外,輸煤現場(chǎng)各轉運站內、棧橋上大量積塵經(jīng)水沖洗，引起集流進(jìn)入煤泥沉淀池內的煤漿量急劇增加并緩慢沉淀后大量堆積，給沉淀池清理堆積煤泥工作帶來(lái)很大困難。清理工作除需投入大量的人力、物力外，人員需進(jìn)入“有限空間”內進(jìn)行作業(yè)，存在極大的安全風(fēng)險。原含煤廢水煤泥沉淀池見(jiàn)圖2。
5、改造后含煤廢水處理方法
根據我公司煤泥沉淀池清理工作實(shí)際狀況，為達到高效、安全、及時(shí)清理目標，對含煤廢水處理系統煤泥清理工藝進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)對目前市場(chǎng)上多種煤泥脫水機的工作原理、脫水效率進(jìn)行多方調研、對比及綜合考慮后期維護檢修等，在國內火電行業(yè)內首次選用KS超高壓壓榨機進(jìn)行煤泥脫水、干化。脫水后的干化煤泥含水量為41%左右，用裝載機鏟運到圓形煤場(chǎng)混入煤堆中可直接加入鍋爐原煤倉，改造后的廢水處理系統煤泥清理工藝流程見(jiàn)圖3。
6、技術(shù)關(guān)鍵創(chuàng )新點(diǎn)
1)傳統的污泥脫水工藝是污泥經(jīng)帶式壓濾機、疊螺脫水機、離心脫水機等處理后的煤泥，含水率僅能達到70%左右，遠遠不能滿(mǎn)足50%以下含水率的資源化利用要求。而采用KS超高壓壓榨機通過(guò)采用煤泥破壁改性與高壓壓濾壓榨深度脫水集成技術(shù)（即高壓快速壓榨深度脫水技術(shù)），可在線(xiàn)24h運行，其日處理煤污水量100～400t，抽取的煤泥含水率可以高達90%，經(jīng)壓榨后的煤泥餅含水率在41%左右，無(wú)需再自然風(fēng)干可直接加倉，節約了大量的處置時(shí)間和存放場(chǎng)地。成品煤餅見(jiàn)圖4。
2)采用高壓壓濾壓榨技術(shù)過(guò)程中無(wú)需添加任何藥劑和助凝劑，破壁改性和機械壓濾方式將煤泥含水率從90%降低至41%左右。
3)KS超高壓壓榨機壓榨壓力可達1.6～2.0MPa，并采用快拉式卸料，工作周期短。每日可處理100～400t煤污水，具有生產(chǎn)效率高，壽命長(cháng)，穩定性好的優(yōu)點(diǎn)。煤與水得到了有效分離，壓榨出的“煤泥餅”可直接利用，而濾液也會(huì )被收集，再次用于輸煤棧橋現場(chǎng)沖洗和多管式水沖擊除塵器用水，最大程度上減少資源浪費。
4)相較傳統隔膜壓濾機，可省去壓榨泵、進(jìn)泥水箱、進(jìn)泥泵等設備，大幅降低基建投資，可減少30%占地面積，大幅降低土建成本。
5)整臺設備采用高度自動(dòng)化設計，操作簡(jiǎn)捷，僅需一人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單學(xué)習后，便可完成全部操作。
7、產(chǎn)生效益估算
1)KS超高壓壓榨機工作時(shí)壓力可達1.6～2.0MPa，并采用快拉式卸料。有工作周期短、生產(chǎn)效率高、壽命長(cháng)、穩定性好等優(yōu)點(diǎn)。根據設備運行與使用說(shuō)明，KS超高壓壓榨機使用壽命長(cháng)達10年之久，運行維護成本低廉，配套設備少，操作、維護、管理便捷。通過(guò)KS超高壓壓榨機，煤泥與水得到了有效分離。壓榨出的“煤泥餅”可直接利用，而壓濾出的水清澈透明，被收集至煤廢水處理系統的清水池中，再次用來(lái)輸煤棧橋現場(chǎng)保潔沖洗和用于多管式水沖擊除塵器用水，最大程度減少了水資源的浪費。為高效利用壓濾/過(guò)濾水，現已將輸煤系統除塵器用水由回用水改用壓濾/過(guò)濾水，按每日投運6臺除塵器和每臺/每班次耗用約4t回用水，全年約需耗用2.63萬(wàn)t回用水。按回用水成本3.5元/t計算，由此節約回用水成本約9.2萬(wàn)元。
2)原含煤廢水處理系統以多介質(zhì)過(guò)濾器為主，包含離心澄清反應器和電子絮凝器。整套設備設計出力為25～30m3/h，理論上能夠滿(mǎn)足我廠(chǎng)的煤污水處理需求。但是，因系統老化以及過(guò)濾器設備的特性，其過(guò)濾效率逐年下降，需24h不間斷運行，方能確保每日匯集至煤泥沉淀池內的煤污水得到及時(shí)處置。為保障煤污水處理設備的出水水質(zhì)達標，每年需對多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行2次濾料更換以及對離心澄清反應器、電子絮凝器等設備進(jìn)行維護保養，每次維護保養時(shí)含煤廢水處理系統需停運3～4天，維護費用約需15萬(wàn)元左右。KS超高壓壓榨機投用后，每日最高可處理400t煤污水，其設備效率高，能有效減少煤污水處理設備的運行時(shí)間。相比之前的多介質(zhì)過(guò)濾器，每日運行時(shí)間可以減少一半左右。另外，因其連續壓榨工藝帶來(lái)的改進(jìn)，大幅降低了運維成本以及避免了含煤廢水處理系統全停對輸煤系統除塵、保潔的影響�？捎稍磕陜纱蔚倪\維減為一次，由此每年節約運維及能耗成本約18萬(wàn)元。
3)原煤泥沉淀池堆積的煤泥清理采用煤泥抓斗機抓取或超長(cháng)臂挖掘機挖取，用卡車(chē)運輸至圓形煤場(chǎng)特定區域，經(jīng)過(guò)數月自然晾干后與其他煤炭混合后加倉清理方式。2012年印尼褐煤未摻燒前為每年清理一次，隨著(zhù)印尼褐煤摻燒比例逐步提高后，每個(gè)季度需要清理一次，每次清理費用約6萬(wàn)元。每次清理時(shí)，輸煤系統、除塵設備和煤泥沉淀池需要進(jìn)行水沖洗，系統與設備需全停4-5天。采用此方法清理煤泥不但效率低下，時(shí)間周期較長(cháng)，而且占用圓形煤場(chǎng)約2萬(wàn)～3萬(wàn)t堆料場(chǎng)地，給煤場(chǎng)正常儲煤帶來(lái)困難，在卡車(chē)運輸過(guò)程中灑落煤漿對沿途的環(huán)境污染也十分嚴重，需用大量工業(yè)水進(jìn)行沖洗，造成沿途環(huán)境的二次污染。KS超高壓壓榨機投用后，不再需要對煤泥沉淀池進(jìn)行清挖工作，由此節約全年清理費用24萬(wàn)元左右，同時(shí)最大程度上避免和減少了環(huán)境污染。
4)KS超高壓壓榨機投用2個(gè)月來(lái)，每日壓榨出5～10t左右（根據進(jìn)口濃度高低決定）含水率為41%左右干煤泥餅，全年約為2000t干煤泥餅；若使用原有設備和工藝流程，煤泥沉淀池內煤泥挖掘出放至煤場(chǎng)自然風(fēng)干2月后含水率在65%左右。含水率41%干煤泥和含水率65%干煤泥加入鍋爐后對燃燒的影響及產(chǎn)生的效益如下：
65%煤泥總重量：2000×（1-41%）（/1-65%）=3371t
壓榨后減少煤泥中水分：3371-2000=1371t
壓榨后減少水分如果進(jìn)入鍋爐，其帶走熱量=壓榨后減少泥煤中水分×鍋爐排煙溫度下水蒸氣的汽化潛熱：
1371×1000×（2735-84）=3634.5GJ。
其中，2735kJ/kg為水蒸氣在排煙溫度和水蒸氣分壓力下的焓值，84kJ/kg為常溫下水的焓值。
折合標煤：3634.5×106/29271=124.2tce。
含水率41%干煤泥產(chǎn)生的直接效益為每年可節約124.1tce。按今年平均入爐標煤?jiǎn)蝺r(jià)680t/元計，由此全年節約燃料成本約8.5萬(wàn)元。
5)KS超高壓壓榨機的土建、設備、安裝等技改成本為67萬(wàn)元，投運后每年直接節約上述各類(lèi)費用約59.7萬(wàn)元，14-15月即可收回全部技改成本。
6)KS超高壓壓榨機投運后間接經(jīng)濟效益如下：
(1)環(huán)境效益：避免了煤泥沉淀池在清挖時(shí)，卡車(chē)運輸過(guò)程中灑落煤漿對沿途的環(huán)境污染。同時(shí)原含煤廢水處理系統因每次清挖時(shí)需要對輸煤系統、除塵設備和煤泥沉淀池進(jìn)行水沖洗，一定程度上造成二次揚塵和煤塵堆積等環(huán)境污染，KS超高壓壓榨機的使用避免了以上的各種環(huán)境問(wèn)題，保障了系統環(huán)境整潔。
（2）3萬(wàn)t左右堆料場(chǎng)地，因堆料場(chǎng)地被占用而壓縮了原有的工作場(chǎng)地，每年堆放時(shí)間長(cháng)達8-9個(gè)月，影響正常的煤場(chǎng)堆放。導致到廠(chǎng)煤船無(wú)法及時(shí)接卸而產(chǎn)生滯期費。使用了KS超高壓壓榨機后，生產(chǎn)出的煤泥餅能夠直接送往輸煤系統供機組鍋爐使用。無(wú)需堆料場(chǎng)地，從而提高煤場(chǎng)使用效率，減少因無(wú)法接卸而產(chǎn)生的額外費用，大幅提高了工作效率。
（3）安全效益：KS超高壓壓榨機能夠完成深度脫水，其脫水效率高，煤泥餅含水率約為41%。避免了自然風(fēng)干后含水率在65%左右煤泥在取料上煤過(guò)程中，因過(guò)黏過(guò)濕而造成的上煤設備落煤管和鍋爐原煤倉堵塞事件發(fā)生。此外，杜絕了大量含水率90%的煤泥在煤場(chǎng)內自然晾干時(shí)，煤泥水流出滲入印尼褐煤堆放處后，而造成自燃事件發(fā)生。保障了系統設備安全正常運行。
8、總結
KS超高壓壓榨機在含煤廢水處理系統的成功運用，其工藝在我廠(chǎng)擁有更大的應用空間�？赏瑯討糜诨痣姀S(chǎng)化學(xué)污泥、脫硫污泥等方面的脫水、干化處置工作。如果試驗成功，將對我廠(chǎng)化學(xué)和環(huán)保同樣擁有很高的經(jīng)濟和環(huán)境效益。不僅減少水資源的使用，提高水資源的循環(huán)再利用，而且可以科學(xué)、環(huán)保地處理脫水污泥。KS超高壓壓榨機在煤泥清理方面具有的高效、實(shí)用、安全、環(huán)保性，已引起同行業(yè)兄弟單位的高度關(guān)注，中電國際常熟電廠(chǎng)、上電股份外高橋一廠(chǎng)先后派員來(lái)我公司進(jìn)行實(shí)地調研，調研后，對我廠(chǎng)的KS超高壓壓榨機有著(zhù)很高的評價(jià)，將對他們所在電廠(chǎng)的含煤廢水處理系統煤泥清理工藝進(jìn)行同樣的改造升級�？梢灶A見(jiàn)，KS超高壓壓榨處理技術(shù)在未來(lái)將擁有非常廣闊的市場(chǎng)和良好的口碑。（來(lái)源：上海上電漕涇發(fā)電有限公司，上海上電能源科技有限公司）
