橡胶带式真空过滤机故障分析及改进措施探讨

2021-01-14侯飞龙

石油化工建设 2021年6期

侯飞龙

国能新疆化工有限公司新疆乌鲁木齐 830019

与移动室式真空过滤机相比，橡胶带式真空过滤机具有较大的应用优势，不需要每一个行程都将真空卸掉，且能耗较低，可以长时间连续运行，达到连续过滤的目的，在很大程度上提升了过滤工作的效率[1]。但橡胶带真空过滤机在实际运行过程中也会出现一些故障，需要及时发现机器故障并对其进行处理，保证橡胶带真空过滤机安全运行。应根据实际工作要求不断进行改进和优化，提升橡胶带式真空过滤机运行过程中的稳定性和安全性，最大限度降低故障发生的概率。

1 橡胶带式真空过滤机的工作原理

橡胶带式真空过滤机由多个零部件共同组成，如橡胶履带、真空盒、滤布、驱动装置、进料斗、胶带支撑平台、滤布调偏装置和机架等。橡胶带式真空过滤机在具体运行过程中主要依靠物料自身的重力和真空吸力对固体和液体进行分离，具有较高的工作效率。橡胶带式真空过滤机通过电机带动环形胶带实现连续运行，并在胶带上面铺设滤布，滤布可以和胶带共同运行，胶带和真空室滑动接触，当真空室和真空系统相互接通时，胶带上面会形成真空抽滤区。橡胶带式真空过滤机通过布料器在滤布上面均匀布设料浆，受真空作用的影响，滤布上面会有滤液穿过，胶带上面设置了横沟槽，滤液通过横沟槽进入真空室，而滤液中的固体颗粒会被筛选出来，形成滤饼[2]。气水分离器的作用是排出真空里面的液体，滤饼会跟随橡胶带慢慢移动到滤饼洗涤区和吸干区，最后滤布和胶带分离，滤饼成功卸出，而滤布经过清洗之后可以重复利用，经过一组支撑辊，并通过纠偏装置重新进入过滤区内。

2 橡胶带式真空过滤机的结构特点

（1）环形胶带采用平胶带黏结结构，裙边呈波浪形，这种结构成本较低，并且具有较长的使用年限，可以随时更换裙边。

（2）环形摩擦带位于胶带和真空箱之间，使用水进行密封，能够起到冷却和润滑的作用，且密封性能良好，环形摩擦带的摩擦阻力较小，更换过程比较简单。

（3）使用水膜或气垫支承胶带，胶带可以在水膜或气垫中漂浮，使运行过程中的阻力得到有效降低，有利于增加胶带的使用寿命[3]。

（4）胶带支承滤布，能够承受真空吸力，发挥出传递功率和承受压力的作用在真空箱上滑动，滤布与真空箱之间没有接触，进一步提升滤布的使用寿命。

（5）可以长时间连续运行，实现不间断过滤和洗涤的目的，真空度具有较高的稳定性，有效降低滤饼的实际含水量，为工艺的操作创造了有利条件。

3 橡胶带式真空过滤机的常见故障分析

3.1 胶带上下托辊轴承损坏及托辊断裂

在橡胶带式真空过滤机运行过程中，胶带上下托辊轴承容易出现损坏或断裂的问题，使用周期较短，尤其胶带下托辊出现损坏的次数较多，具体表现为轴承损坏和托辊断裂。问题发生的主要原因是轴承不具备良好的密封效果，密封性能较差，托辊自身不具备较高的强度。橡胶带式真空过滤机采用单层橡胶盖对托辊轴承外部进行密封，洗水和磷石膏容易混合到一起，形成的混合物位于轴承内部。部分厂家使用橡塑合金作为托辊材料，壁厚没有达到标准要求，使用碳钢材料制作托辊内轴，轴承不具备良好的密封性能，容易导致酸性水进入轴承内部，从而对轴承和轴造成不同程度的腐蚀，如果没有及时发现，时间久了会导致轴发生断裂，托辊自身的强度随着降低，进而使托辊也发生断裂。

3.2 滤布重力托辊损坏

故障具体表现为轴承损坏和重力托辊轴断裂，且使用周期相对较短。将损坏的重力托辊拆开，通过全面检查发现这种故障的原因主要是作为轴承座内侧的密封材料的骨架油封自身具有一定的缺陷，对于包含固体物质的水，发挥不出良好的密封效果。滤布含有磷石膏的水，对油封唇舌造成影响，出现磨损现象，导致密封失效，轴承里面会有水和磷石膏进入，对轴承造成不同程度的破坏[4]。出现断轴故障的主要原因是碳钢衬胶作为重力托辊，而衬胶在轴位置的连接部位容易起层，从而导致酸性水进入，对碳钢焊缝造成腐蚀作用，久之容易出现轴断裂问题。

3.3 纠偏装置故障

在橡胶带式真空过滤机平时的运行过程中，容易出现滤布跑偏现象，主要受设备自身的影响，同时滤布的材料和工艺参数等变化也会造成一定影响。在实际运行中可以发现，滤布的跑偏现象比较严重时，会触发纠偏功能，但滤布自身容易出现较大幅度的摆动，导致滤布折叠在一起，使过滤机出现跑水现象。

4 橡胶带式真空过滤机改进措施

4.1 优化来料工艺

（1）橡胶带式真空过滤机常使用湿球磨将料打磨成料浆，再通过渣浆泵将料浆送至过滤机中，料浆可以通过高位槽溢流口成功返回湿球磨入料口。可以增设一个溢流管缓冲罐，让溢流出的料浆通过增设的缓冲罐重新返回到湿球磨入料口，并将缓冲罐的溢流口和湿球磨出料口相互连接到一起。这样能够有效提升料浆质量，对实际流量进行合理控制。

（2）橡胶带式真空过滤机可以使用钢棒替代湿球磨机钢球，使点接触形式转变成线接触形式，有效增强料浆在湿球磨内的搅动力度，提升料浆的均匀程度。

（3）传统的渣浆泵在实际运行过程中容易出现各种故障，其原因主要是叶轮卡塞和电动机损坏，严重影响过滤机的正常运行，对产能造成很大程度的限制。需要及时清理筛分出的铁粒或其他杂质，在开泵或停泵前更换泵内料浆。此外，为了进一步延长叶轮的使用寿命，需要选择合适的叶轮材料。应该使用皮带传动替代以往的泵或电动机传动方式，并根据实际情况适当调高电动机的安装高度，防止被水淹没。

4.2 改进布料及操作方式

（1）橡胶带式真空过滤机使用的布料容易导致布料器出现堵塞问题，清理难度较大，布料均匀性不高，容易使滤带出现位移，不具备良好的抽滤效果。可以在高位槽下增设一个布料箱，定期对布料箱进行清理，进一步提升物料在受液器中的均匀性。橡胶带式真空过滤机原来使用两个受液器进行洗液，可以减少一个，并让受液器通过齿式布料器溢流，为杂质的清理工作提供很大便利。橡胶带式真空过滤机原本的滤室数量较多，流程复杂程度较高，为了进一步提高滤液质量的控制效果，可以将滤室改为四个，并对过滤区和洗涤区进行适当调整，科学增加滤干区的实际长度。

（2）在工艺操作方面，为了确保溶钒在浸出液中的含量不低于30mg/ L，并对尾渣中的可溶钒含量进行严格控制，需要合理控制洗涤水和清水的实际用量，保证不会出现渗漏问题，适当调整滤带运行速度，严格控制下浆量，让滤渣厚度维持在2～5cm[5]。此外，还应定期检查滤带和滤布，如果出现跑偏现象，需要及时进行纠正，防止造成受液器堵塞，确保布料的均匀性。

4.3 改进卸料和滤布清洗方式

（1）橡胶带式真空过滤机的卸料装置曾经采用气缸拉紧式，还具备限位功能，卸料装置通常由不锈钢材料制成，刮刀刀片采用的较硬的聚氨酯材料制成。在具体使用过程容易出现卸料不干净的情况，从而对滤布造成破坏。可以对卸料刮刀进行改进，确保不会与滤布直接接触。将脱渣气管安装在过滤布内侧，通过压缩空气实现脱渣目的，进一步提升脱渣效率，减少滤渣水分，能够有效延长滤布的使用寿命。此外，还要采取有效措施做好滤布调偏气缸的保护工作，防止水液渣对滤缸造成侵蚀，维护气缸的正常功能和作用。

（2）使用热水喷淋的方法清洗滤布容易对滤布的再生效果造成影响。可以增设一根再生蒸气管对滤布反面进行清洗，其运行方式为抽动式，能够在过滤机正常运行过程中开展维修工作。

4.4 合理选择滤布

滤布在过滤机中发挥的作用十分重要，是比较关键的组成部分，主要功能和作用是截留、渗透性、抗堵塞和卸渣等，可以对浸出效果产生直接影响。料浆温度较高，并且呈弱碱性，同时还含有硅酸盐类胶状物，橡胶带式真空过滤机的滤布滤孔大小不合适时，容易出现各种问题。比如，滤孔过小会导致堵塞，使过滤阻力增大；如果滤孔过大，容易导致悬浮液增多，从而使滤液管出现堵塞，并且还会对泵造成不同程度的破坏。因此，应充分结合滤布选用原则，根据实际情况选择合适的滤布材料，可以使用强度较高并且具有良好耐高温性能的进口滤布来代替传统的国产滤布。

4.5 科学选择阀门和循环泵

（1）不好的运行环境会导致气动控制阀的可靠性降低，进而出现严重的物料堵塞问题。因此，需要对阀门进行优化和改进，可以使用可靠性较高的手动阀来代替不经常调整的阀门，并根据实际情况科学设置管道走向，确保管道走向的合理性，将弯头取消，确保管道具备较大的弯曲半径，为物料创造良好的流动条件，从而进一步提升物料流动的顺畅性。为了有效解决管道堵塞问题，还需要在管道死角或入口处增设清洗口，保证堵塞问题发生时能够进行清洗工作。

（2）传统的设计工作中对滤液罐底部积渣现象不够重视，常使用清水泵，使水泵出现堵塞的概率增大。为了解决这个问题，可以使用具备较高耐腐蚀性的渣浆泵来代替传统的清水泵。