立式压滤机常见故障分析及优化方案

2018-02-28徐兆超

世界有色金属 2018年23期

徐兆超

（铜陵有色金冠铜业分公司，安徽铜陵 244000）

立式压滤机是一个常见的固液分离设备，全自动控制，自动化程度较高。目前我厂使用的立式压滤机分为三种（山东煤机1种，奥图泰2种），设备故障率较高，维修难度大且维修时间较长。为了更高效的处理设备故障以及便于其他维护人员学习，对各类故障加以统计和总结，提出解决方案以及检修方向，降低设备故障率、减少对生产的影响。3台压滤机控制系统类似，下面就以LAROX 精矿压滤机为主要研究对象。

1 立式压滤机的结构及工作流程

1.1 立式压滤机基本结构

1.2 立式压滤机的工作流程

1.2.1 压力释放

压力释放过程，主要是为了设备以及人身安全，通过控制阀门释放滤腔内的压力，以便板框安全打开。

1.2.2 板框打开

板框打开过程是通过控制压滤机本体4个液压缸顶起，上限位采用光电开关感应，到位后锁紧销动作使压滤机保位。

1.2.3 卸料、滤板

卸料过程中，会伴随着滤布洗涤、滤布驱动以及皮带传输过程。其中滤板驱动包含了滤布定位系统以及滤布调偏系统。

（1）滤布定位系统

图1 立式压滤机结构图

序号内容序号内容序号内容1 控制系统 2 高压水站 3 下压板4 液压缸 5 挤压管 6 进料管7 下机架 8 清洗装置 9 料斗10 张紧装置 11 液压系统 12 风干系统13 驱动装置 14 滤板组 15 纠偏装置16 导向辊 17 滤布 18 上机架19 固定圈 20 隔膜 21 吊耳22 上压板 23 锁紧缸 24 机架侧板

图2 立式压滤机工作流程

滤布定位系统的作用是保证板框闭合时滤布接缝位于板框外部（板框闭合时，接缝停留在板框内部会造成板框、密封条、以及滤布接缝的损坏，造成板间密封不严漏液以及滤饼不干等问题），其基本原理如下：滤布接缝检测开关检测到接缝后，程序内部编码器参数清零，确认编码器清零后，滤布进入板框，接缝位于板框外的编码器值，假设为X，每块板框的长度Y是一致的（相应的编码器值不变）,滤布驱动过程中，会根据编码器值的变化，确认是否停止驱动进入下一步，例如卸饼板框数设定为5块，滤布停止运行的编码值位X+5Y；滤布正常情况下，滤布的长度都是一定的，设定为Z，当滤布接缝感应开关未检测到接缝或者提前检测到接缝，X+5Y超过10%～20%或者-10%～-20%,会出现接缝错位报警，需重新找寻滤布接缝；

（2）滤布纠偏系统

滤布纠偏系统作用是通过调整导向辊的位置来调节滤布的左右跑偏，保障滤布在板框内运行，其基本原理如下：正常情况下，滤布处于导向辊的中间位置，当滤布向一边偏移时，滤布自动纠偏装置就会把滤布带回中间位置（大幅度跑偏很难单一通过纠偏系统纠正）。其追踪功能是由自动调偏辊以及板框左右两侧的光敏开关组成。滤布向一侧偏移到一定程度时，光敏开关动作，此时PLC认为滤布跑偏，自动调偏辊开始自动调节。当滤布偏移超出范围时，自动调偏辊上侧的左右极限限位开关动作，压滤机报警停机。

当调偏辊上下移动超出范围时，调偏辊范围传感器检测不到金属板时，自动调偏辊就会报警停机，这时需要通过手操器将其带回金属板中间位置。通过控制面板可以改变调偏辊的动作时间，其标准的时间设定参数如下：

跟踪延时：＊S

跟踪时间：＊S

延迟时间的回复：＊S

左边回复时间：＊S

右边回复时间：＊S

滤布自动调偏过程（以滤布向左偏为例）：

如果滤布左侧限位检测到滤布跑偏，信号时间超出跟踪延时时间，调偏电机动作使调偏辊动作，使滤布向右调整，电机动作时间为跟踪时间。当跟踪时间结束，调偏电机停止进入延时时间的回复阶段。这之后，纠偏电机开始驱动自动调偏辊到左边回复时间阶段，跟踪结束。同样，滤布向右偏移时调整过程一，只是方向相反。

1.2.4 板框闭合

锁紧销收回，快速油缸向下动作，到板框下限位时，锁紧销动作，锁紧板框。锁紧销锁紧后，驱动密封油缸动作，将密封板向上顶起，密封完成。

1.2.5 过滤

当压滤机滤板组件顶紧后，相邻两块滤板之间构成滤室，料浆通过各进料管进入各滤室，形成滤饼，滤液透过滤布排除。

1.2.5 管道冲洗、软管清洗

主要是为了防止管道腐蚀以及管道堵塞，通过控制相应的阀门以及水泵来完成控制过程。

1.2.6 挤压

挤压水泵将高压水送到板框的隔膜上方，隔膜挤压滤饼，使滤饼中的水被挤出滤饼。

1.2.7 管路排污

排放管路中的污水。

1.2.8 风干

如今，飞雄机场已开通北京、上海、广州等23个城市的航线，累计输送旅客近400万人次。如今，响水乡已在航线下方的青山村建设8000亩玫瑰园，通过将玫瑰花的造型和光、电等技术的运用，让每一个乘客无论白天晚上，都能在飞机上欣赏花海毕节的美。

压缩风通过分配管到滤腔，给滤饼进行干燥，进一步降低滤饼水分。

3 常见故障判断处理

3.1 滤布、驱动故障

3.1.1 滤布错位故障

正常情况下，滤布运行过程中，接缝检测开关检测到接缝，驱动运行正常。但在一些特定情况下，接缝检测时脉冲数值不对就会导致滤布错位故障。错位故障主要有以下几点原因：1、编码器损坏，可以通过人工手动驱动滤布检测编码器变化情况确认编码器好坏；2、接缝未检测到，可以让滤布接缝来回通过接近开关，确认接近开关好坏，若接近开关良好，可以通过调节两者距离解决；3、滤布变长，长时间的运行会造成滤布持续变长，当编码器检测滤布长度脉冲超过设定值一定范围时，会出现滤布错位故障，这时只需要重新设定滤布长度，故障即可解决。4、接缝传感器检测到其他金属物体报警，这时就需要检测确认具体故障点。5、滤布接缝有时候会进入板框内部，要确认每块导辊的磨损情况，导辊的磨损会造成原先设定的板框长度值发生变化，进而导致滤布接缝在板框闭合时位于板框内部。

3.1.2 滤布纠偏故障

在滤布驱动过程中，滤布会出现或多或少的跑偏现象。在可控的范围内，可以通过自动纠偏系统来调偏。通常情况下，自动纠偏系统故障，主要有以下几点原因：1、跑偏检测开关故障，可以通过检测具体出故障开关，更换维修；2、驱动气缸或者驱动电机故障，可以在手动模式下，动作气缸或者电机，确认故障原因(是PLC输出问题还是执行机构问题）；如若跑偏幅度太大，可以从以下几点着手：（1）滤布变形：主要原因是滤饼过厚，造成卸料时对滤布的拉力过大，导致滤布各部受力不均而变形。因此需要根据物料的固含合理调节进料时间和进料压力，使料饼的厚度控制在合理范围内，减少滤布张力。（2）板框原因：首先，压滤机在卸饼及空走布过程中，滤布运动轨迹为S形，每块滤板卸料端都有导向辊，如辊子轴承有损坏，则立式压滤机行程阻力大，造成辊子间不平行，导致滤布跑偏。其次，在板框的安装和运行过程中，对板框的垂直度和水平度有很严格的要求，设计中是通过滑块定位来实现的，但是在实际的滤板频繁升降过程中，由于每个滑块受力大小不同，滑块与导向立柱的摩擦力不同，所以滑块磨损程度不一致，板框的垂直度和水平度出现较大的偏差，这也是导致滤布跑偏的主要因素之一，定期更换或者调整滑块即可消除此隐患。（3）滤布洗涤不均：滤布清洗水喷头局部堵塞会造成滤布洗涤不均，致使滤布上残留的料渣不均衡，这样滤布在托辊上行进时就会发生跑偏现象。

3.1.3 滤布破损故障

在实际使用过程中，会出现滤布破损的情况，通常情况下滤布破损有以下几个原因：1、矿浆性质，针对不同类型的矿浆，选用相应的滤布可以有效的延长滤布使用周期，减少破损；2、进料压力过大，也会造成矿浆对于滤布的冲击很大，长时间的冲击也会导致滤布破损；3、张紧压力过大，张紧压力太大，会造成滤布单位面积承受的张力过大，也会导致滤布损坏；4、板框闭合时，滤布边缘位于板框与板框之间有异物，会导致在板框闭合时，造成强力挤压，导致滤布破损，板框边缘存在异物也会导致喷浆的现象存在。

3.3 隔膜故障

如何判断隔膜破损：1、挤压水罐水量不断减少；2、挤压水罐水浑浊；3、某一层滤饼湿度较大；具体哪一块隔膜损坏可以将挤压水管拆除，手动冲压缩空气，根据漏气水管判断是哪一块隔膜或者拆除滤液管，手动开启挤压水泵，检查哪一个滤液管漏水，判断哪一块隔膜破损；对于破损的隔膜要及时更换，避免故障扩大化。消除故障的最好办法是根据经验，对隔膜状况定期检查，定时更换。

4 优化方案

4.1 滤布破损

4.1.1 由于现场物料性质原因，粘度较大，位于滤腔四周的物料在卸饼时不易脱落，而在板框闭合时掉落在板框密封四周，挤压造成滤布破洞，与此同时也会损坏密封条，造成喷浆。针对这种情况，对于现有压滤机的控制过程进行了优化，采用了二次卸饼的操作，在一次卸料结束后，板框闭合（锁紧销不锁定）再打开卸饼，可以将滤腔四周的物料尽可能的卸掉；与此同时，增加了滤腔清洗操作（可以选择相应的循环数进行此操作），保障滤腔的清洁，减少了此类问题对滤布的影响。由于先前采用的是卸饼是一次将滤饼全部卸完，由于瞬时负载太大，容易造成皮带电机过载跳车，皮带压死，影响生产，目前已将原有的卸料方式改成了二段卸料，消除了电机过载的可能；与此同时增加了皮带与压滤机连锁，防止皮带停机状态下，压滤机卸料造成皮带压死。

4.1.2 滤布破损后，未及时处理，导致物料通过滤布进入格子板形成硬结块，在挤压过程造成滤布频繁破损，因此要求工艺在滤布破损后要及时修补或者更换；与此同时还需要定期清洗格子板。

4.1.3 合理的调整张紧压力，降低滤布单位面积受到的张力；

4.1.4 合理的选取滤布，可以有效的延长滤布使用周期，减少破损；在实际使用过程中，滤布其余参数一致的情况下，厚度越后，使用寿命越长，但压滤机对于滤布的厚度有较高要求，原配套使用的滤布厚度在0.6～1.0mm范围内，易破损，后续选用的滤布厚度增加到1.5～2.0mm范围，由于厚度增加较多，导致板框闭合不到位，锁紧销无法锁定，无法使用；后续与厂家沟通，将底层板框的垫片减少几毫米，就可以使用较厚的滤布，大大延长了滤布使用寿命。

4.2 阀门损坏

在实际使用过程中，阀门故障率较高，多表现为阀套破损，使用寿命较短；在投产初期，滤布冲洗与软管冲洗采用的是同一台水泵，但由于两个工艺流程对于流量与压力的要求不一样，现场使用的水泵不能满足两个流程的所需，在滤布冲洗时滤布冲洗阀压力过大，阀套易破损，在软管清洗时，电机易过载，长时间运行电机易烧毁；目前已对原来的水泵进行了改造，阀门故障大大减少；与此同时，我们在实际使用过程中，逐步摸索出了不同阀门的使用寿命，定期有计划检修更换，对于不易检修的阀门也做了相应的移位，便于维修更换。

4.3 压力变送器的合理选型

在使用过程中，原有的进料压力变送器以及挤压水压力变送器易损坏（进料压力使用寿命在3-6个月，挤压水压力使用在1年左右），故障率较高，维护成本较高；将损坏的压力变送器检查发现均是金属膜片破损故障，由于压滤机的过滤物均为固体颗粒物，长时间的冲刷易造成金属膜片破损，后通过与相关厂家沟通交流，选用了耐磨性能更好的陶瓷膜片的压力变送器，目前已改造将近4年，未损坏，效果良好。