旋流過濾器的研制與應(yīng)用

　　目前, 噴霧灑水是煤礦井下現(xiàn)階段防塵的主要手段, 噴霧灑水水源一般為礦井地下水經(jīng)地面沉淀后的復(fù)用水。由于處理方式的局限性和用水量大, 水沒有足夠的時(shí)間沉淀, 水中雜質(zhì)(懸浮物) 含量很大, 加之供水管路在拆裝過程中一些碎煤的進(jìn)入, 極易造成噴嘴堵塞, 因此, 煤礦井下噴霧用水過濾器的優(yōu)劣是影響噴霧降塵效果的主要因素。
　　煤礦井下噴霧通常使用RG20L 型直通過濾器, 其主要缺陷是: (1) 儲(chǔ)存濾物的空間小; (2) 較大顆粒物受水流作用易附著在濾網(wǎng)上, 影響過濾器的過水能力, 增大了壓力損失, 影響霧化效果; (3) 大量雜物一直在濾網(wǎng)附近受水流沖擊, 部分懸浮物易擠過濾網(wǎng), 使噴咀發(fā)生堵塞的可能性增加; (4)靠濾網(wǎng)過濾, 濾網(wǎng)網(wǎng)孔大, 過濾效果差; 濾網(wǎng)網(wǎng)孔小易堵塞, 影響過水能力, 增加維護(hù)工作量; (5) 因采用反沖法清除濾網(wǎng)上的懸浮物, 需停止正常供水, 影響生產(chǎn), 操作麻煩。
　　針對(duì)上述煤礦井下防塵用水過濾設(shè)備存在的問題, 我們研制了專利產(chǎn)品FXG- I 型旋流過濾器, 并進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)和推廣應(yīng)用?，F(xiàn)將旋流過濾器結(jié)構(gòu)、原理及現(xiàn)場應(yīng)用效果介紹如下。

　　1、旋流過濾器的結(jié)構(gòu)和工作原理
　　旋流過濾器結(jié)構(gòu)如附圖所示。

　　其主要特征是: 在圓筒式殼體內(nèi)設(shè)置2～4 道擋塵板, 擋塵板是圓環(huán)錐形的, 其圓環(huán)壁與軸線的夾角為30°～60°, 圓環(huán)錐型擋塵板的大口朝上, 其周邊與殼體內(nèi)壁連接。進(jìn)水口處可用法蘭盤連接, 也可采用快插式接頭, 在排污口處裝有手動(dòng)球閥或自控式電磁閥以便實(shí)現(xiàn)定時(shí)或自動(dòng)排污。
　　旋流過濾器其主要工作原理是: 當(dāng)防塵噴霧用水經(jīng)管路沿切線方向進(jìn)入過濾器圓筒型殼體后, 形成旋流, 煤渣、懸浮物等雜質(zhì)在離心力、自重力和擋塵板作用下沿筒壁沉淀于下部, 圓筒殼上部網(wǎng)架過濾處雜質(zhì)較少, 不易堵塞濾網(wǎng), 從而實(shí)現(xiàn)以旋流沉淀雜物為主、網(wǎng)式過濾為輔的快速排污作用。

　　2、現(xiàn)場應(yīng)用與效果分析
　　FXG- I 型旋流過濾器于1994 年7 月20 日開始在王莊煤礦1303 綜采工作面進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn), 目前已在潞安礦務(wù)局漳村礦、五陽礦井下推廣應(yīng)用。
　　FXG - I 型旋流過濾器的主要技術(shù)參數(shù):
　　工作壓力/ MPa 　　1～3.5
　　流量/ L/min　　 100～527
　　旋流圓筒直徑/ mm 　　325
　　旋流圓筒高/ mm　　 700
　　進(jìn)水口與出水口高差/ mm　　500
　　進(jìn)、出水口直徑/ mm 　　50
　　重量/ kg　　 35

　　FXG- I 型過濾器安裝在王莊礦1303工作面運(yùn)輸巷的電器列車上, 主要擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、破碎機(jī)、機(jī)頭轉(zhuǎn)載點(diǎn)和采煤機(jī)、支架噴霧用水系統(tǒng)的過濾。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)噴霧用水量為110 L/ min , 供22 個(gè)噴咀噴霧之用, 每個(gè)噴咀流量為5 L/ min。在工業(yè)性試驗(yàn)期間對(duì)旋流過濾器進(jìn)行了壓力、阻力、流量測定以及對(duì)過濾前后水樣進(jìn)行了化驗(yàn)分析。經(jīng)現(xiàn)場測定, 過濾器在工作狀態(tài)下, 進(jìn)、出水口側(cè)的壓力分別為1.6 MPa 和1.58 MPa , 其壓力損失≤0.02 MPa。在關(guān)閉出水側(cè)閥門的狀態(tài)下, 其靜壓為1.85 MPa , 在噴咀都噴霧的情況下實(shí)測過濾器的流量為115 L/ min。通過旋流過濾器工業(yè)性試驗(yàn)和水樣化驗(yàn)分析,可知: 在旋流過濾器排污間隔時(shí)間為2 天、4 天、7 天時(shí), 其過濾效果分別為44.14 %、25.83 %、14.8 %。這就說明旋流過濾器的排污間隔時(shí)間是影響過濾效果的直接因素。在及時(shí)排污的情況下, 旋流過濾器可以取得理想的過濾效果。通過現(xiàn)場觀測和水樣分析得知, 旋流過濾器最佳排污間隔時(shí)間為一天。

　　3、結(jié)束語
　　旋流過濾器的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
　　(1) 旋流過濾器對(duì)細(xì)小顆粒的懸浮物具有較好的過濾效果。
　　從懸浮物粒徑分析的情況來看, 進(jìn)水側(cè)懸浮物顆粒直徑在4.6μm 以下的占重量的99.8 % , 懸浮物顆粒直徑大于4.6μm 的很少, 即使從排污口排出的沉淀物中, 顆粒直徑大于9.9μm 的也只占重量的13.6 % (取樣化驗(yàn)出的大直徑顆粒物比進(jìn)水管中的要多, 這是因?yàn)檩^長時(shí)間積攢下來的和在高濃度狀態(tài)下沉淀凝結(jié)的結(jié)果) , 且最大顆粒直徑一般不超過50 μm。而80～100 目的濾網(wǎng), 網(wǎng)孔直徑為168μm , 160～200 目的濾網(wǎng)網(wǎng)孔直徑為81μm , 因此, 過濾此種噴霧用水單純靠濾網(wǎng)過濾基本起不到過濾作用。
　　(2) 旋流過濾器與直通式過濾器相比性能優(yōu)越。
　　潞安礦務(wù)局王莊礦原采用的直通式過濾器, 進(jìn)水口與出水口側(cè)懸浮物濃度分別為141.8 mg/ L 和118.3 mg/ L , 過濾效果為16.57 % , 而旋流過濾器的過濾效果為44.14 %。從過濾效果看, 旋流過濾器的過濾效果比直通式過濾器的過濾效果明顯提高。
　　(3) 旋流過濾器是目前煤礦井下噴霧滅塵供水系統(tǒng)的理想過濾器。旋流過濾器具有結(jié)構(gòu)合理、體積小重量輕、過濾能力大、壓力損失小、排污方便的優(yōu)點(diǎn)。