蘆為民
(西山煤電馬蘭礦選煤廠,山西古交 030200)
快開隔膜壓濾機是一種機、電、液一體化分離設(shè)備,工藝過程包括:進料、壓緊、過濾、保壓、壓榨、反吹、松開、拉板、卸料等工序??扉_隔膜壓濾機機構(gòu)包括五大部件:機架、卸料機構(gòu)、過濾系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制。機架連接過濾機構(gòu)和拉板機構(gòu),是設(shè)備的組成的必要保障。卸料機構(gòu)主要用于將濾餅卸除。過濾部分是設(shè)備的核心部分,利用進料壓力及濾布實現(xiàn)固液分離。液壓部分是設(shè)備的動力源,能實現(xiàn)壓緊、補壓、松開等操作。電器控制是系統(tǒng)的控制中心,有變頻器、PLC、各類開關(guān)、繼電器、指示燈等部分組成,是快開隔膜壓濾機各項功能的實現(xiàn)的必要保證[1]。
快開隔膜壓濾機工作時,控制系統(tǒng)控制相關(guān)油路控制閥實現(xiàn)油路控制動作,液壓缸的無桿腔注入壓力油,在油壓作用下,活塞桿伸出,推動頭板前移,將設(shè)備上的濾板壓緊,濾板之間構(gòu)成各個密封過濾室,同時煤漿在進料泵的推動下,通過進料孔泵入各濾室,借助給料泵的壓力,實現(xiàn)固液分離。顆粒度小于濾布目數(shù)的濾液流出,尺寸大于濾布目數(shù)的顆粒留在濾室內(nèi);隨著持續(xù)進料,顆粒在濾布上逐漸加厚最后形成濾餅,傳感器反饋信號,系統(tǒng)停止進料泵給料。設(shè)備執(zhí)行對隔膜濾板充氣動作,濾布膨脹變形后腔室的容積變小,濾餅被壓榨,降低濾餅含水率。卸料機構(gòu)通過逐級拉開各部分濾板,濾餅在自身重力及濾布張力下落至運輸機系統(tǒng),再通運輸至精煤系統(tǒng),完成一個工作過程。
壓濾機的優(yōu)點如下。
(1)多液壓缸端面均勻壓緊,形成腔室密封均勻,有效避免腔室密封不均勻形成的噴料。
(2)采用兩口進料。進料速度快,有利于均勻布料,濾餅成型效果好。
(3)濾板面液阻小,煤液排出通暢,過濾比較徹底,數(shù)度快。
(4)卸料數(shù)度快,卸料徹底[2]。
快開式隔膜壓濾機在選煤廠有廣泛的應(yīng)用,有效的提高了生產(chǎn)效率。使用過程中快壓濾機會由于操作、維護、設(shè)計缺陷等因素出現(xiàn)一些故障,主要表現(xiàn)如下。
(1)濾板易拉斜、掉道、接近開關(guān)故障高發(fā)
卸料動作比較繁瑣,分三次拉板,卸料板數(shù)量多且拉動距離長,板件間小鏈脫落、濾板兩側(cè)數(shù)度不一致就會出現(xiàn)濾板拉斜、掉道現(xiàn)象。
卸料過程中需要執(zhí)行拉板操作,拉板的位置控制通過觸碰接近開關(guān)實現(xiàn)。三次拉板過程需要7個接近開關(guān),由于電子元器件極易受煤泥及水分的影響。這部分開關(guān)非常容易出現(xiàn)故障。
(2)濾布壽命短
原設(shè)計濾布的固定方式是上方掛布銷孔固定,用尼龍繩將濾布分兩次固定在濾板上,造成濾布磨損嚴重。
(3)運行中斷
設(shè)備有時無故停止,通過跟蹤觀察,分析得出由于快開式隔膜壓濾機入的進料管為鋼圈橡膠管,鋼圈進料管在彎曲的過程中會有彈性變形,在壓榨的過程中,這種變形引起的彈力會對對壓緊板產(chǎn)生作用力,由于和油缸提供的力的方向相反,會使油缸作用力變小,造成止推銷合不到位。電控系統(tǒng)報停,運行中斷[3]。
針對以上的幾個典型故障,結(jié)合現(xiàn)場的實際情況,提出以下技術(shù)改造方案。
卸料機構(gòu)包括:減速器、傳動軸、鏈條、鏈輪等部分。卸料開始時,壓緊板打開,支撐座處的電機通過鏈條傳統(tǒng)系統(tǒng)拉動油缸座、壓緊板等部分,將第一部分濾板拉開;濾板到位后接近開關(guān)給出信號,止推板處的電機開始運行,帶動隔板運動,將第二部分濾板拉開,第二部分濾板到位后接近開關(guān)給出信號,將第三部分濾板拉開,濾餅在重力和濾板的張力作用下脫落。實現(xiàn)一次卸料的過程。過程中三次拉板。技術(shù)改造方案如下。
(1)簡化拉板過程,由變頻電機帶動拉板小車來實現(xiàn)拉板動作。
如圖1所示,技術(shù)改造后的拉板系統(tǒng)主要包括:變頻減速電機、鏈輪、拉板小車、鏈條等。在電控系統(tǒng)的控制下,由減速電機通過鏈條傳動來實現(xiàn)拉板小車的動作。采用分段式拉板方法,濾板間采用3環(huán)小鏈鏈接,壓緊板拉開第一組濾板,拉板小車分組一次拉開剩余板組,縮短卸料距離,濾板開合過程的平穩(wěn)可靠,并且由于拉板小車的參與卸料,簡化了卸料過程接近開關(guān)數(shù)量改為2個,極大地降低了該環(huán)節(jié)的故障率[4]。
圖1 拉板系統(tǒng)
(2)優(yōu)化濾板間鏈條結(jié)構(gòu)
將濾板間的小鏈在長度保持不變的基礎(chǔ)上進行簡化,如圖2所示,鏈條由7環(huán)鏈改3環(huán)鏈,便于檢修人員在檢修濾板和濾布時發(fā)現(xiàn)小鏈是否有扭曲、錯位等現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)就能及時調(diào)整。從根源上避免濾板在拉動過程中兩側(cè)的速度不平衡問題,有效地避免濾板拉斜。
(3)優(yōu)化濾板支撐臂的軸的結(jié)構(gòu)
由于定位管為過盈配合壓入,時間長了容易脫落,小鏈就容易脫軌扭轉(zhuǎn),將原來的定位管定位改為軸肩定位。就徹底消除這一現(xiàn)象,對保證濾板的平穩(wěn)拉動起到根大的作用。
原設(shè)計的濾布結(jié)構(gòu)為兩片組合結(jié)構(gòu),在中心孔處縫合,濾布拆卸時需要將其中一面濾布卷成筒狀,從濾板上的中心孔穿過,然后鋪整,最后用尼龍繩把濾布綁在濾板上。操作過程中會出現(xiàn)中心孔處的褶皺現(xiàn)象,反吹風(fēng)及壓榨過程時會將這些褶皺反復(fù)的壓折,多次反復(fù)壓折后褶皺處會折斷,濾布損壞。針對這種現(xiàn)象,需要解決的問題就是中心處的褶皺問題。因此將濾布改造為單片式,采用夾布器在連接、固定、密封,這樣徹底杜絕了濾布中心孔處破損現(xiàn)象[5]。
針對入料的過程中由于進料管彎曲產(chǎn)生的彈力造成止推銷合不到位的問題,將快開式隔膜壓濾機入料軟管、保護套方向進行重新布置。相關(guān)部件旋轉(zhuǎn)180°,使入料管由順時針彎曲調(diào)轉(zhuǎn)為逆時針彎曲。這樣如料管的彈力方向就和油缸的作用力方向一致,兩力疊加產(chǎn)生的合力,有效防止濾板不反彈的現(xiàn)場,消除止推銷合不到位引起的運動中斷的故障[6]。
圖2 鏈條改造
圖3 支撐軸改造
圖4 進料管彎曲方向改造
通過對快開式隔膜壓濾機拉板部分、濾板間鏈條、濾板支撐軸、濾布中心孔、進料管彎曲方向等方面的改造,壓濾機運行穩(wěn)定性提高,生產(chǎn)效率提高,具體表現(xiàn)如下。
(1)故障率降低
壓濾機的故障較原來降低了90%,進料管彎曲方向的改造有效的避免了止推銷合不到位的問題,換過鏈條后的濾板也未發(fā)生過拉斜、掉道現(xiàn)象,由于接近開關(guān)數(shù)量減少,這一部分的故障率也降低。明顯減少了設(shè)備維修次數(shù)和維修的工作量,減少了備品、備件的消耗量,降低了壓濾機的維護成本及維修人員的工作量,有效地保證了連續(xù)生產(chǎn),提高了壓濾機的使用壽命[7]。
(2)處理效率提高
由于采用拉板小車來實現(xiàn)卸料,卸料行程變短,卸料時間變短。設(shè)備的單臺處理能力提高。同時由于卸料行程縮短,為安裝更多的濾板留出空間,后期準備再增加15塊濾板,過濾面積就能增加110 m2,設(shè)備的單臺處理能力再一步提高[8]。
(3)濾布的消耗量減少
由于中心孔處褶皺的消除,濾布磨損現(xiàn)象顯著降低,新結(jié)構(gòu)濾布的消耗量明顯減少,每年少消耗的濾布約為130塊,減少成本約合人民幣30萬元。
本文闡述了快開式隔膜壓濾機的結(jié)構(gòu)及工作原理,列舉出壓濾機經(jīng)常出現(xiàn)的故障并分析故障的原因,最后提出一系列改造措施。最后統(tǒng)計了設(shè)備改造的效果及帶來的經(jīng)濟價值,對提高壓濾機的合理操作及維護提供參考,并為壓濾機的下一步改造升級打下基礎(chǔ)。
[1]張俊平.快開式隔膜壓濾機故障分析及改造處理方法[J].山東煤炭科技,2017(09):131-132.
[2]張啟明.選煤廠快開式隔膜壓濾機故障分析及優(yōu)化方案[J].中國科技博覽,2015(11):1-2.
[3]孔忠偉.快開式隔膜壓濾機故障處理及優(yōu)化控制[J].科技信息,2013(13):119-119.
[4]聶擎林.一種新型快開式隔膜壓濾機[J].煤礦機電,2014(6):89-91.
[5]楊立.KZG400/2000快開式隔膜壓濾機在煤泥水處理中的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù),2011(01):67-68.
[6]張德友,周進.中國壓濾機行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景淺析[J].過濾與分離,2010(02):39-42.
[7]楊正軻.自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機的應(yīng)用[J].通用機械,2010(05):68-70.
[8]徐卯聰.快開式隔膜壓濾機的主要特征及在煤泥回收中的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2009(03):12-14.