郭志成
摘要:化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中涉及到固液分離的工藝過(guò)程較多,常見(jiàn)的分離設(shè)備有離心機(jī)、帶式過(guò)濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)等,本篇文章主要介紹板框式壓濾機(jī)的相關(guān)應(yīng)用,從壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作的原理、在使用中的注意問(wèn)題,以及針對(duì)壓濾機(jī)進(jìn)料時(shí)間長(zhǎng)、濾餅水分高、壓濾機(jī)漏料、濾板損壞、濾液固含量高等常見(jiàn)故障分析原因并介紹了處理方法,以及闡述了操作中的注意事項(xiàng),討論壓濾機(jī)對(duì)工藝流程的重要性,通過(guò)規(guī)范操作,降低板框壓濾機(jī)在運(yùn)行中的故障率,延長(zhǎng)使用周期,保證了企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行,為相近運(yùn)行工藝及設(shè)備起到相互學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:壓濾機(jī);工作原理;常見(jiàn)故障
1前言
目前,在化工企業(yè)固液分離涉及到的固體含量及固體粒度的要求各不相同,顆粒的性質(zhì)、液體的性質(zhì)、工藝的差異都會(huì)對(duì)不同的過(guò)濾設(shè)備性能造成影響,從而產(chǎn)生不同的結(jié)果。因此,在過(guò)濾設(shè)備選型時(shí),要清楚過(guò)濾的物料種類(lèi)性質(zhì)、物料日處理量、物料含水率等,計(jì)算所需的過(guò)濾面積、濾室總?cè)莘e,然后參考生產(chǎn)廠家提供的過(guò)濾設(shè)備性能參數(shù)表來(lái)選擇合適的型號(hào),獲取專(zhuān)業(yè)人士的選型意見(jiàn)來(lái)綜合考慮。而板框壓濾機(jī)作為常見(jiàn)的過(guò)濾設(shè)備,與其他類(lèi)型脫水機(jī)比起,有過(guò)濾速度快、濾液固含量低、占地面積小、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),因而被各企業(yè)廣泛應(yīng)用。
板框壓濾機(jī)作為生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)固液分離的大型設(shè)備,對(duì)裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)起到重要作用。在其使用過(guò)程中,要求操作人員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高操作技能,加強(qiáng)保養(yǎng)維護(hù),才能保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2板框壓濾機(jī)的構(gòu)造
壓濾機(jī)從外觀上大致分為兩種,一種是帶式壓濾機(jī),一種是臥式壓濾機(jī)。
帶式壓濾機(jī)主要是靠濾帶進(jìn)行重力過(guò)濾分離,同時(shí)配有擠壓壓榨脫水過(guò)程。一般應(yīng)用于污水、污泥類(lèi)的脫水要求不是特別高的地方。
臥式壓濾機(jī)又可分為板框式壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)。
廂式壓濾機(jī)是靠?jī)蓧K實(shí)心濾板間相互擠壓進(jìn)行固液分離。板框式壓濾機(jī)是利用兩塊濾板間構(gòu)建出一個(gè)過(guò)濾空心體,空心體就是用來(lái)載留濾餅,過(guò)濾出的水分由濾板上的角孔排出;廂式壓濾機(jī)和板框式壓濾機(jī)一般多用于選礦廠、洗煤廠等要求相對(duì)較高的地方進(jìn)行脫水作業(yè)。在冶金、制藥、食品加工領(lǐng)域也有應(yīng)用。
板框式壓濾機(jī)主要由六大部分組成:過(guò)濾裝置、液壓?jiǎn)卧?、隔膜壓榨裝置、濾布清洗裝置、事故預(yù)防裝置和電器控制單元。
2.1過(guò)濾裝置
過(guò)濾裝置是整套設(shè)備的基礎(chǔ),它主要由油缸機(jī)體、橫架、頭板、側(cè)杠、移動(dòng)板和布置在主大梁上的隔膜濾板及夾在隔膜濾板之間的濾布等組成。壓濾機(jī)在工作的過(guò)程中,懸掛在側(cè)杠上的移動(dòng)板,會(huì)被布置在油缸機(jī)體上的活塞桿推動(dòng),將位于移動(dòng)板和頭板之間的濾板、濾布?jí)壕o,以保證壓濾機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中不漏料,使濾漿在濾室內(nèi)安全加壓過(guò)濾。
2.2液壓?jiǎn)卧?/p>
液壓?jiǎn)卧饕梢簤赫竞陀透讬C(jī)體組成,是壓濾機(jī)完成拉板、合板、卸料、松開(kāi)和壓緊等動(dòng)作的源動(dòng)力裝置,通過(guò)電氣控制系統(tǒng)的控制,由液壓元件、油泵、油缸來(lái)完成系統(tǒng)運(yùn)行的部分工作。當(dāng)液壓站油缸將濾板壓緊時(shí),濾板與濾板之間形成的各個(gè)密封濾室用于過(guò)濾,反之松開(kāi)時(shí)則用于卸料。液壓油站通過(guò)高壓液壓油來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá),帶動(dòng)液壓系統(tǒng)動(dòng)作,用于移動(dòng)板的拉開(kāi)和閉合,及卸料板的打開(kāi)和關(guān)閉。從而實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)運(yùn)行中的自動(dòng)補(bǔ)壓卸壓、自動(dòng)保壓、自動(dòng)卸料、自動(dòng)壓緊、自動(dòng)松開(kāi)等動(dòng)作功能。
2.3隔膜壓榨裝置
隔膜壓榨是實(shí)現(xiàn)濾餅中水分降低的重要步驟,同時(shí)這一步驟的誤操作可能對(duì)濾板造成嚴(yán)重的損壞。啟動(dòng)壓榨泵(螺桿泵)后,在系統(tǒng)未開(kāi)始?jí)赫r(shí),壓榨系統(tǒng)的回流閥是打開(kāi)狀態(tài),壓榨泵出口的高壓水經(jīng)過(guò)回流節(jié)流閥和回流管線返回水罐;
2.4濾布清洗裝置
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行,濾板表面出現(xiàn)點(diǎn)狀或凹槽,濾布表面、濾液排放孔均會(huì)出現(xiàn)固體沉淀顆粒,濾餅含水率變高、壓濾機(jī)進(jìn)料時(shí)間變短、過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng)。因此需要通過(guò)高壓噴淋清洗裝置進(jìn)行周期性的清洗。
2.5緊急停車(chē)裝置
緊急停車(chē)裝置包括:光幕發(fā)送器、光幕接收器、重新啟動(dòng)繩索開(kāi)關(guān)。
如果需要緊急停車(chē),可以把手放入了安全光幕保護(hù)的區(qū)域,壓濾機(jī)的打開(kāi)、閉合和濾板移動(dòng)等所有動(dòng)作都將停止,保證了人身和設(shè)備的安全。要恢復(fù)操作,必須拉下繩索開(kāi)關(guān)釋放拉繩。
2.6電氣控制部分
電氣控制部分是壓濾機(jī)運(yùn)行的控制中心,它主要由電氣控制柜、中繼器、斷路器、PLC程序編輯器、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、空氣開(kāi)關(guān)及觸屏文字顯示器等組成。
3板框壓濾機(jī)的工作原理
板框壓濾機(jī)作用是實(shí)現(xiàn)固液分離的機(jī)械設(shè)備。是以一種具有毛細(xì)孔道的物質(zhì)(濾布)作為過(guò)濾介質(zhì),在兩端形成壓力差的作用下使液體通過(guò),懸浮在液體中的固體顆粒被截留在介質(zhì)上,實(shí)現(xiàn)固體和液體分離的過(guò)程。過(guò)濾時(shí),先通過(guò)液壓油站壓緊各組濾板,料漿在進(jìn)料泵的推動(dòng)下,從壓濾機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾進(jìn)料口進(jìn)入各濾板濾室之間,由進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力使濾漿進(jìn)行固液分離,由于過(guò)濾介質(zhì)的作用,先由濾布表面將進(jìn)入濾室的漿料懸浮顆粒截留,接著由逐漸截余的濾餅繼續(xù)截留其它顆粒,使固體顆料被濾布留在過(guò)濾濾室內(nèi)形成濾餅。濾液由排液閥通過(guò)移動(dòng)板上的四個(gè)排液孔和頭板上的四個(gè)排液孔排出。進(jìn)料完成后開(kāi)始?jí)赫?,由隔膜板上的進(jìn)水口通入高壓水,利用擠壓水泵(螺桿泵)打出的高壓水給隔膜施加壓力,使具有撓性的隔膜濾室容積變小,讓濾餅中的液體盡可能多地從其中分離出來(lái)。壓榨濾餅促使濾餅含水率進(jìn)一步降低。接著由頭板四個(gè)角上的排放口和移動(dòng)板端的進(jìn)料口通入高壓空氣,對(duì)濾板的中心孔和物料進(jìn)料口實(shí)施反吹,使高壓空氣穿透濾餅層,在濾餅間穿流,繼而再擠壓出濾餅中的一部分水分。當(dāng)壓濾機(jī)過(guò)濾程序執(zhí)行完成,濾板拉開(kāi),濾餅因重力作用落下,落入后續(xù)的儲(chǔ)倉(cāng)供進(jìn)一步處理。
根據(jù)運(yùn)行資料分析,壓濾機(jī)各種故障較多,濾餅水分高、濾板漏料、濾布破損、油站故障等等,都將制約裝置的正常生產(chǎn),因此需要具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)人員,對(duì)故障進(jìn)行綜合分析,才能準(zhǔn)確確定故障部位,及時(shí)排除處理。
壓濾機(jī)完整的運(yùn)行一個(gè)循環(huán)過(guò)程有:壓緊閉合→翻板關(guān)閉→開(kāi)始進(jìn)料→壓榨擠壓→吹餅脫水→中心孔反吹→松開(kāi)卸壓→翻板打開(kāi)→拉板卸料→濾板閉合等步驟。
4壓濾機(jī)的運(yùn)行方式
壓濾機(jī)的運(yùn)行方式有:自動(dòng)、手動(dòng)及半自動(dòng)三種。
4.1自動(dòng)啟動(dòng):(1)將控制操作柜上的“手動(dòng)自動(dòng)”開(kāi)關(guān)切換到“自動(dòng)”位;(2)按下“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕,壓濾機(jī)自動(dòng)開(kāi)始按以下步驟進(jìn)行工作:壓緊閉合→翻板關(guān)閉→開(kāi)始進(jìn)料→壓榨擠壓→吹餅脫水→中心孔反吹→松開(kāi)卸壓→翻板打開(kāi)→拉板卸料。
4.2手動(dòng)啟動(dòng):(1)將控制操作柜上的“手動(dòng)自動(dòng)”開(kāi)關(guān)切換到“手動(dòng)”位;(2)將選擇開(kāi)關(guān)切換到“手動(dòng)”狀態(tài),依次在觸摸屏液壓油站、供應(yīng)系統(tǒng)、壓濾機(jī)畫(huà)面中按上述自動(dòng)控制方式順序點(diǎn)擊。手動(dòng)啟動(dòng)一般只有在檢修、故障時(shí)使用,在操作中要特別注意操作順序及操作條件的控制,防止損壞設(shè)備。
4.3半自動(dòng)啟動(dòng):(1)將控制操作柜上的“手動(dòng)自動(dòng)”開(kāi)關(guān)切換到“自動(dòng)”位;(2)在操作屏上點(diǎn)擊“選擇”,依次按順序手動(dòng)點(diǎn)擊操作;(3)半自動(dòng)有四個(gè)程序:分別是壓濾機(jī)閉合、壓濾機(jī)進(jìn)料、壓濾機(jī)打開(kāi)、拉爪卸料。
5板框壓濾機(jī)常見(jiàn)故障及解決措施
5.1進(jìn)料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
5.1.1原因:(1)進(jìn)料泵的流量低或進(jìn)料管線堵塞;(2)過(guò)濾液的固含量偏低;(3)壓濾機(jī)物料外漏或回流閥內(nèi)漏。
5.1.2處理措施:(1)對(duì)進(jìn)料泵流量進(jìn)行檢查調(diào)整,因泵的葉輪磨損導(dǎo)致壓濾機(jī)進(jìn)料流量低時(shí)必須更換葉輪;或因進(jìn)料泵出入口管線堵塞,則需對(duì)管線進(jìn)行沖洗清堵;(2)過(guò)濾液固含量低時(shí),壓濾機(jī)進(jìn)料時(shí)間增長(zhǎng),通過(guò)工藝調(diào)整使固含量達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn);(3)檢查壓濾機(jī)濾板間、進(jìn)料管線是否有漏料現(xiàn)象,以及檢查料漿循環(huán)回流閥是否內(nèi)漏。
5.2濾餅水分高
5.2.1原因:(1)進(jìn)料壓力設(shè)定低,料漿未完全充滿濾室;(2)壓榨壓力及吹餅風(fēng)量和時(shí)間未達(dá)到要求;(3)濾布破損掛料或型號(hào)不合適;(4)濾板破損,使擠壓水透過(guò)濾布進(jìn)入濾餅。
5.2.2處理措施:(1)將進(jìn)料壓力調(diào)整至正常設(shè)計(jì)壓力,同時(shí)排查中心進(jìn)料孔有無(wú)堵塞現(xiàn)象;(2)將壓榨壓力、吹餅風(fēng)量、吹餅時(shí)間調(diào)整至正常設(shè)定壓力;(3)根據(jù)需要檢查更換合適的濾布;(4)檢查更換或修復(fù)濾板。
5.3壓濾機(jī)漏料
5.3.1原因:(1)進(jìn)料壓力過(guò)高,料漿從濾板泄漏;(2)液壓油缸閉合壓力不足,未達(dá)到要求;(3)濾布褶皺或?yàn)V布破損、濾板變形、損壞、濾板密封面有塊狀物。
5.3.2處理措施:(1)調(diào)整進(jìn)料壓力至設(shè)計(jì)值;(2)檢查液體油站是否運(yùn)行正常,調(diào)整閉合壓力至設(shè)計(jì)值;(3)進(jìn)行濾布調(diào)整或?yàn)V布調(diào)換、濾板修復(fù)或調(diào)換、濾板密封面異物清除。
5.4液壓油缸壓力不穩(wěn)定
5.4.1原因:(1)油泵運(yùn)行異常,開(kāi)啟泵過(guò)于頻繁;(2)液壓油缸密封效果不佳而漏油;(3)電磁閥故障或電接點(diǎn)壓力表故障。
5.4.2處理措施:(1)檢查頻繁開(kāi)啟泵的原因,根據(jù)情況進(jìn)行處理;(2)檢查更換密封油環(huán)或更換液壓油缸;(3)更換或清洗電磁閥及檢查處理電接點(diǎn)壓力表。
5.5濾板損壞
5.5.1原因:(1)當(dāng)壓濾機(jī)進(jìn)料完成后,受其它因素影響,未執(zhí)行中心反吹,料漿在中心進(jìn)料孔沉積,使進(jìn)料孔堵塞,造成下次無(wú)法繼續(xù)進(jìn)料,這時(shí)因?yàn)V板間沒(méi)有了介質(zhì),只剩下液壓系統(tǒng)本身的壓力,濾板由于長(zhǎng)時(shí)間受壓極易造成損壞;(2)隔膜板擠壓水回水口堵塞或泄水閥故障,壓濾機(jī)程序繼續(xù)執(zhí)行,使隔膜板無(wú)法泄壓造成損壞;(3)濾板表面不平整,進(jìn)料時(shí)料漿順著濾板間縫隙泄漏,濾板被沖刷出溝槽。
5.5.2處理措施:(1)嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行,保護(hù)設(shè)備安全,按要求進(jìn)行全面排查,找到濾板損壞的原因;(2)濾板損壞嚴(yán)重?zé)o法修復(fù),則進(jìn)行更換;(3)濾板修復(fù),由于濾板材質(zhì)較硬,修復(fù)比較困難。借鑒其他公司的經(jīng)驗(yàn),使用油面修補(bǔ)劑進(jìn)行修復(fù)。先將溝槽清理干凈,刮出新面,用黑白兩種修補(bǔ)劑按比例調(diào)配好,然后涂在損傷的溝槽上,待膠成型后,將表面打磨平整便可使用。
5.6進(jìn)料量低
5.6.1原因:(1)進(jìn)料泵葉輪磨損或出入口閥故障;(2)壓濾機(jī)回流閥內(nèi)漏,造成進(jìn)入壓濾機(jī)物料減少;(3)進(jìn)料泵出口管線堵或壓濾機(jī)進(jìn)料管線堵;(4)上次壓濾機(jī)卸料未卸干凈,造成濾布掛料。
5.6.2處理措施:(1)檢查進(jìn)料泵葉輪及出入口閥并處理;(2)壓濾機(jī)回流閥內(nèi)漏,進(jìn)料壓力達(dá)不到設(shè)定值,重新對(duì)回流閥進(jìn)行調(diào)?;蚓S修更換;(3)對(duì)進(jìn)料泵出入口管線或壓濾機(jī)中心管沖洗清堵;(4)濾布掛料,使進(jìn)料量減少,查找掛料原因,并予以消除。
5.7濾液固含量高
5.7.1原因:(1)壓濾機(jī)進(jìn)料壓力過(guò)高;(2)濾布破損或選型不合適;(3)黑水回流時(shí)間設(shè)置過(guò)短。
5.7.2處理措施:(1)進(jìn)料壓力高,造成穿濾率高,降低進(jìn)料壓力至設(shè)計(jì)值;(2)更換符合要求的濾布;(3)通過(guò)壓濾機(jī)控制屏設(shè)置延長(zhǎng)黑水回流時(shí)間。
6板框壓濾機(jī)運(yùn)行注意事項(xiàng)
(1)在進(jìn)料的過(guò)程中盡量不要中斷,否則會(huì)在相鄰的室腔內(nèi)產(chǎn)生不同的壓力,可能會(huì)導(dǎo)致濾板的損傷。
(2)壓濾機(jī)最大的過(guò)濾壓力不能超過(guò)0.7MPa,最大的壓榨壓力不能超過(guò)1.5MPa。最佳的過(guò)濾壓力取決于過(guò)濾介質(zhì)和實(shí)際操作。經(jīng)驗(yàn)顯示,最大的過(guò)濾壓力應(yīng)是壓榨壓力的50%。
(3)壓濾機(jī)不使用時(shí)間超過(guò)3小時(shí),為避免濾板干燥,有必要使閉合壓力保持在5MPa。
(4)在壓榨前必須確認(rèn)進(jìn)料完成,即進(jìn)料管道上壓力必須達(dá)到設(shè)定壓力,嚴(yán)禁空腔或未進(jìn)滿料的室腔進(jìn)行壓榨。
(5)在用擠壓水?dāng)D壓前,確認(rèn)濾液排放之間的連接閥是打開(kāi)的,以防憋壓損壞濾板。
(6)注意進(jìn)入壓濾機(jī)的料漿溫度與擠壓水的溫度溫差不超50℃,如果超過(guò)50℃,則會(huì)損壞濾板,要及時(shí)調(diào)整物料或擠壓水的溫度。
(7)在進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí),要小心謹(jǐn)慎,防止某項(xiàng)操作條件未達(dá)到而強(qiáng)制執(zhí)行損壞設(shè)備。
(8)在壓濾機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,按時(shí)對(duì)濾板運(yùn)行軌道進(jìn)行清理檢查保養(yǎng),避免軌道的變形引起濾板脫軌。
7結(jié)論
板框壓濾機(jī)作為生產(chǎn)企業(yè)的重要設(shè)備,主要作用是除去料漿中的大部分水分,實(shí)現(xiàn)固液分離,產(chǎn)生的濾餅則進(jìn)一步供后續(xù)工段處理,可以說(shuō)該設(shè)備在企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行中起到至關(guān)重要的作用。但是實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,板框式壓濾機(jī)受到多種因素的影響,導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā),經(jīng)常出現(xiàn)濾板漏料、油站故障、濾布損壞等情況,同時(shí)由于受操作環(huán)境及操作條件的影響,進(jìn)一步加劇壓濾機(jī)的故障率。所以在平時(shí)要維護(hù)好設(shè)備的同時(shí),在操作中也要能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的隱患和故障,有針對(duì)性的進(jìn)行問(wèn)題處理,減少裝置波動(dòng),實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]? 舒歌平編著.煤炭液化技術(shù).北京.煤炭工業(yè)出版社.2003
(作者單位:中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司)