真空转鼓过滤机绕线故障分析与改进策略

曾阳

（中国石油大庆炼化公司炼油生产三部酮苯作业区，黑龙江 大庆 163411）

设备长周期的安全平稳高负荷运行是创造效益的重要保障。在当前市场情况下，需求旺盛的石油化工产品精制市场对石油化工原料的需求也持续攀升。为了扩大生产规模，提高生产效率，越来越多的企业开始新建化工装置。在这种情况下，装置的稳定性和可靠性变得尤为重要。本文选取了酮苯脱蜡装置作为研究对象，该装置是石油化工行业中石蜡生产中重要的生产环节之一。在运行过程中，装置经常出现真空转鼓过滤机绕线窜线和断裂的故障问题，这不仅影响了装置的正常运行，还导致了生产效率的下降。

1 真空转鼓过滤机绕线故障分析

1.1 绕线故障原因

绕线故障主要是由滤饼在过滤面上的不均匀分布引起的。在过滤过程中，滤饼会逐渐堆积在过滤面上，导致过滤阻力逐渐增大，进料压力逐渐升高，部分滤饼被冲出转鼓并堆积在转鼓边缘，最终导致滤饼破裂和绕线故障的发生。同时，滤饼的不均匀分布还会引起过滤布的损伤和过滤布与转鼓之间的间隙不均匀，导致绕线故障的发生。除了滤饼分布不均匀，设备的运行状态也会对绕线故障的发生产生一定的影响。例如，转鼓的运行速度、张力控制等方面的不稳定性也可能导致绕线故障的发生。因此，对于绕线故障，除了解决滤饼分布不均匀的问题，还要注意设备运行的稳定性。

1.2 故障影响分析

绕线故障对设备运行的影响非常大，会严重影响设备的正常运行和工厂的生产效率。这种故障的主要影响表现为设备的停机时间增加和生产线的高度自动化可能导致安全隐患。首先，绕线故障会导致设备的停机时间增加，这就需要对设备进行维修和处理故障。对于真空转鼓过滤器设备，这意味着需要的停机时间更长才能修复绕线故障。设备停机时间的增加会直接影响设备的稳定运行和生产效率。生产线的高度自动化使得生产过程高度依赖设备的正常运行，因此，绕线故障可能导致设备的正常运行受到影响，最终影响整个生产线的稳定性和效率。其次，频繁的维修和停机时间也增加了维护成本和维修困难度。设备的维修和维护成本对于企业来说是一项巨大的开支，如果设备经常出现绕线故障，维护成本将会更高。此外，对于生产线上的一些设备，维修和处理故障可能比较困难，需要专业技术人员进行修复，这也会增加维修的困难度。因此，为了实现设备的长周期运行，有必要进行故障分析和技术改造。通过对绕线故障的深入分析，可以找出故障的主要原因，并采取相应的措施解决问题。例如，可以通过改进滤饼的分布和控制设备的运行状态来减少绕线故障的发生。这些措施可以帮助企业降低维护成本，提高设备的稳定性和生产效率，从而实现设备的长周期运行。

2 真空转鼓过滤机绕线故障改进策略设计

2.1 改进措施设计

下面以GB-100 型真空转鼓过滤机为例，通过分析半年间累计的绕线故障情况以及检修工时和停机时间对生产的影响，浅谈一下改进措施。

（1）更换嵌条材质。将原有的嵌条材料1Grl8Ni9更换为比重更轻的冷拔铝，且在嵌条一面开卡线凹槽和倒角，以加强固定绕线位置，拆卸时不易破损滤布。这样能有效降低转鼓的重量，减轻电机、变速箱、转鼓轴承的负荷，从而有效降低绕线故障率。绕线机是用于制造电线、电缆等产品的设备，其关键部件是绕线转鼓。在绕制过程中，钢丝等材料被缠绕在转鼓上，形成绕线。然而，长时间高强度运转，容易引发绕线故障，严重影响设备的生产效率和稳定性。而更换材质的改进措施，可以有效减轻转鼓的重量，从而减轻设备的负荷，降低绕线故障率，提高设备的生产效率和稳定性。

（2）改变嵌条表面形式。在嵌条材料上开卡线凹槽和倒角，增强嵌条对绕线位置的固定，减少绕线的窜位现象，从而减少绕线故障的发生。具体来说，改变表面形式的方法是在嵌条材料上开卡线凹槽和倒角，增强嵌条对绕线位置的固定，减少绕线的窜位现象，从而减少绕线故障的发生。开凹槽和倒角的作用是在绕线钢丝和嵌条之间形成一种类似榫卯的连接方式，使得绕线钢丝更加牢固地固定在转鼓上，减少了绕线的松动和窜位现象。

（3）改进绕线钢丝线径。选用12Crl8Ni9 以上牌号的高强度不锈钢丝，将绕线钢丝的线径由φ2.0mm 升级至2.2mm，使其屈服强度和抗拉强度得到提高，能更好地承受绕线的张力，减少绕线的抖动和窜位现象。改进绕线钢丝线径能够有效地降低绕线故障率，减少绕线的抖动和窜位现象，提高绕线的稳定性和可靠性。同时，由于高强度不锈钢丝的使用，绕线钢丝的使用寿命也得到了提高，进一步降低了维修成本。

（4）改变绕线机刹车类型。工欲善其事必先利其器，想绕线故障低，也要考虑绕线机是否适用。本次绕线机改造将原有的皮带鼓式刹车型式更换为盘式刹车型式，使得制动力均匀、运行稳定，减少绕线钢丝跳线现象，更好地控制钢丝预紧力，避免过度预紧导致的绕线拉断等问题。与皮带鼓式刹车相比，盘式刹车的刹车力更加均匀，能够在较小的面积上提供更大的制动力，有效降低绕线机在制动时的振动和冲击，使得机器的运行更加平稳。同时，盘式刹车能够更好地控制钢丝的预紧力，保证了绕线过程中的张力控制，避免过度预紧而导致的绕线拉断等问题。

（5）改进过滤机转鼓上拉力调节机构。将紧固螺母控制的拉力调节机构升级为旋转手柄型式，并采用公制细牙螺纹，能够精确调节拉力值。同时，对拉力指示器刻度值重新校验、标定并安装指针，使得在绕线时能够实施精确拉力，从而避免过度拉力引起的绕线故障。

2.2 实施情况介绍

（1）改进方案实施。在制定改进方案后，我们按照计划逐一进行了实施。首先，更换嵌条材质，我们采用了冷拔铝材质代替原有的1Grl8Ni9 材质。嵌条一面开卡线凹槽和倒角，这样绕线位置得到了加强固定，拆卸不易造成滤布破损。同时，新材质的比重更轻，降低了转鼓的重量，有效减低了绕线故障率。其次，升级绕线钢丝。我们选用了高强度不锈钢丝，材料选用12Crl8Ni9 以上牌号，冷拉状态，全长不准焊接。钢丝线径由原来的φ2.0mm 升级至2.2mm，屈服强度由原105 ～110kgf 增加至122 ～128kgf；抗拉强度由168～173kg 增加至182 ～186kgf。这样，钢丝施加拉力有了更准确的参考依据，极大地提高了工作效率和稳定性。最后，是对绕线机进行升级改造。我们升级了绕线机的钢丝预紧机构，将皮带鼓式刹车型式升级为盘式刹车型式，制动力更均匀、运行更稳定。拉力调节机构也进行了升级，采用了旋转手柄型式，并采用公制细牙螺纹，能够精确调节拉力值。同时，拉力指示器的刻度值重新校验、标定并安装指针，使绕线时的拉力控制更加准确。所有的改进方案实施过程中，我们严格按照计划进行，并且对改进方案的实施效果进行了及时的监测和评估，确保每项改进方案都取得预期的效果。

（2）实施效果验证。经过半年的运行效果验证，实施的改进方案取得了明显的成效。绕线故障次数显著降低，月平均故障率下降了85.1%，这表明改进方案成效显著，设备的可靠性和稳定性得到了显著提高。同时，累计检修工时和累计停机时间大幅减少，这表明改进方案有效地减少了设备的维护时间和停机时间，提高了设备的生产效率和经济效益。通过改进措施设计和实施，解决了长期困扰的滤机绕线窜线和断裂的故障问题，实现了设备的长周期运行，保障了装置安全平稳地运行。可以看出，改进方案对提高设备运行质量、稳定性和可靠性具有重要意义，为后续的工作奠定了良好的基础。

3 设备绕线故障改进效果分析

3.1 故障改进效果分析

（1）故障降低情况。在改造前，累计半年装置运行发生绕线故障52 次，月平均故障约4.7 次，这些故障给装置的生产运行带来了很大的影响。在针对绕线故障问题采取一系列改造措施，如检查滤机绕线情况、更换绕线钢丝等，通过半年间的运行效果验证，可以看出这些措施的效果。绕线故障降低到5 次，月平均故障降低至0.7 次。这表明针对绕线故障问题采取的措施是有效的，故障得到了明显的改善。这些改善使得装置能够正常生产运行，保障了生产计划的实施。

（2）停机时间与检修工时降低情况。故障降低不仅使得装置能够正常生产运行，同时也带来了停机时间和检修工时的降低。在经过半年的运行效果验证后，累计检修工时降低14.8%，累计停机时间下降13.5%。这些数据表明，在采取了针对绕线故障的措施后，装置的生产运行变得更加稳定。通过减少停机时间和检修工时，设备的运行效率得到了显著的提高。

3.2 故障改进效果评价

（1）经济效益。经济效益是指故障改进措施实施后所带来的直接和间接的经济效果，包括降低维护成本、节约检修时间、减少停机时间和提高生产效率等。通过故障改进，减少了故障发生的次数和时间，降低了维修、检修和停机等成本，同时提高了生产效率，从而降低了生产成本。通过对故障改进前后的经济效益进行对比，可以发现，故障改进措施的实施确实带来了明显的经济效益。故障改进后，绕线故障降低为5 次，月平均故障降低至0.7 次，累计检修工时降低14.8%，累计停机时间下降13.5%。这意味着，故障改进措施的实施带来了显著的维修、检修和停机成本的降低，同时提高了生产效率。

（2）生产效益。生产效益是指故障改进措施实施后所带来的生产效率提升和产品质量改进等方面的效益。通过故障改进，设备的稳定性得到提高，生产效率和产品质量也得到了保障和提升。通过对故障改进前后的生产效益进行对比，可以发现，故障改进措施的实施确实带来了显著的生产效益。装置加工生产所需原料均能按计划进行，为企业正常生产活动提供了保障。这意味着，故障改进措施的实施带来了生产效率的提升和产品质量的保障。综上所述，故障改进措施的实施带来了显著的经济效益和生产效益，证明了故障改进措施的有效性和可行性。

4 结语

本文针对装置绕线故障频发的问题，通过对该问题进行分析和探讨，提出了一系列的故障改进措施，并在实施过程中不断优化完善，取得了良好的效果。首先，本文对绕线故障的原因进行了深入分析，并提出了一系列的改进措施，包括改善滤芯结构、优化绕线工艺、加强滤芯维护等。通过对这些措施的实施，成功地解决了绕线故障频发的问题，有效地提高了装置的运行稳定性和安全性。其次，本文通过实际的运行效果验证，证明了故障改进措施的有效性。经过半年的验证，绕线月平均故障率下降了85.1%，累计检修工时降低14.8%，累计停机时间下降13.5%，大幅降低了故障发生率和维修时间，实现了设备的长周期运行，为装置的生产提供了有力的保障。最后，本文对故障改进效果进行了全面的评价，包括故障降低情况、停机时间与检修工时降低情况、经济效益等方面。通过综合考虑各项指标，得出了本次故障改进措施的积极效果，证明了该方案的可行性和有效性。综上所述，本文通过分析和探讨，提出了一系列有效的故障改进措施，成功地解决了装置绕线故障频发的问题，为装置的生产提供了有力的保障。该研究的成功经验对其他工厂和企业具有参考价值，可以为其解决类似的故障问题提供一定的借鉴和启示。