立式壓濾機(jī)常見(jiàn)故障分析及優(yōu)化方案

徐兆超

（銅陵有色金冠銅業(yè)分公司，安徽 銅陵 244000）

立式壓濾機(jī)是一個(gè)常見(jiàn)的固液分離設(shè)備，全自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度較高。目前我廠使用的立式壓濾機(jī)分為三種（山東煤機(jī)1種，奧圖泰2種），設(shè)備故障率較高，維修難度大且維修時(shí)間較長(zhǎng)。為了更高效的處理設(shè)備故障以及便于其他維護(hù)人員學(xué)習(xí)，對(duì)各類(lèi)故障加以統(tǒng)計(jì)和總結(jié)，提出解決方案以及檢修方向，降低設(shè)備故障率、減少對(duì)生產(chǎn)的影響。3臺(tái)壓濾機(jī)控制系統(tǒng)類(lèi)似，下面就以LAROX 精礦壓濾機(jī)為主要研究對(duì)象。

1 立式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作流程

1.1 立式壓濾機(jī)基本結(jié)構(gòu)

1.2 立式壓濾機(jī)的工作流程

1.2.1 壓力釋放

壓力釋放過(guò)程，主要是為了設(shè)備以及人身安全，通過(guò)控制閥門(mén)釋放濾腔內(nèi)的壓力，以便板框安全打開(kāi)。

1.2.2 板框打開(kāi)

板框打開(kāi)過(guò)程是通過(guò)控制壓濾機(jī)本體4個(gè)液壓缸頂起，上限位采用光電開(kāi)關(guān)感應(yīng)，到位后鎖緊銷(xiāo)動(dòng)作使壓濾機(jī)保位。

1.2.3 卸料、濾板

卸料過(guò)程中，會(huì)伴隨著濾布洗滌、濾布驅(qū)動(dòng)以及皮帶傳輸過(guò)程。其中濾板驅(qū)動(dòng)包含了濾布定位系統(tǒng)以及濾布調(diào)偏系統(tǒng)。

（1）濾布定位系統(tǒng)

圖1 立式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)圖

序號(hào) 內(nèi)容 序號(hào) 內(nèi)容 序號(hào) 內(nèi)容1 控制系統(tǒng) 2 高壓水站 3 下壓板4 液壓缸 5 擠壓管 6 進(jìn)料管7 下機(jī)架 8 清洗裝置 9 料斗10 張緊裝置 11 液壓系統(tǒng) 12 風(fēng)干系統(tǒng)13 驅(qū)動(dòng)裝置 14 濾板組 15 糾偏裝置16 導(dǎo)向輥 17 濾布 18 上機(jī)架19 固定圈 20 隔膜 21 吊耳22 上壓板 23 鎖緊缸 24 機(jī)架側(cè)板

圖2 立式壓濾機(jī)工作流程

濾布定位系統(tǒng)的作用是保證板框閉合時(shí)濾布接縫位于板框外部（板框閉合時(shí)，接縫停留在板框內(nèi)部會(huì)造成板框、密封條、以及濾布接縫的損壞，造成板間密封不嚴(yán)漏液以及濾餅不干等問(wèn)題），其基本原理如下：濾布接縫檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到接縫后，程序內(nèi)部編碼器參數(shù)清零，確認(rèn)編碼器清零后，濾布進(jìn)入板框，接縫位于板框外的編碼器值，假設(shè)為X，每塊板框的長(zhǎng)度Y是一致的（相應(yīng)的編碼器值不變）,濾布驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)根據(jù)編碼器值的變化，確認(rèn)是否停止驅(qū)動(dòng)進(jìn)入下一步，例如卸餅板框數(shù)設(shè)定為5塊，濾布停止運(yùn)行的編碼值位X+5Y；濾布正常情況下，濾布的長(zhǎng)度都是一定的，設(shè)定為Z，當(dāng)濾布接縫感應(yīng)開(kāi)關(guān)未檢測(cè)到接縫或者提前檢測(cè)到接縫，X+5Y超過(guò)10%～20%或者-10%～-20%,會(huì)出現(xiàn)接縫錯(cuò)位報(bào)警，需重新找尋濾布接縫；

（2） 濾布糾偏系統(tǒng)

濾布糾偏系統(tǒng)作用是通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向輥的位置來(lái)調(diào)節(jié)濾布的左右跑偏，保障濾布在板框內(nèi)運(yùn)行，其基本原理如下：正常情況下，濾布處于導(dǎo)向輥的中間位置，當(dāng)濾布向一邊偏移時(shí)，濾布自動(dòng)糾偏裝置就會(huì)把濾布帶回中間位置（大幅度跑偏很難單一通過(guò)糾偏系統(tǒng)糾正）。其追蹤功能是由自動(dòng)調(diào)偏輥以及板框左右兩側(cè)的光敏開(kāi)關(guān)組成。濾布向一側(cè)偏移到一定程度時(shí)，光敏開(kāi)關(guān)動(dòng)作，此時(shí)PLC認(rèn)為濾布跑偏，自動(dòng)調(diào)偏輥開(kāi)始自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)濾布偏移超出范圍時(shí)，自動(dòng)調(diào)偏輥上側(cè)的左右極限限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，壓濾機(jī)報(bào)警停機(jī)。

當(dāng)調(diào)偏輥上下移動(dòng)超出范圍時(shí)，調(diào)偏輥范圍傳感器檢測(cè)不到金屬板時(shí)，自動(dòng)調(diào)偏輥就會(huì)報(bào)警停機(jī)，這時(shí)需要通過(guò)手操器將其帶回金屬板中間位置。通過(guò)控制面板可以改變調(diào)偏輥的動(dòng)作時(shí)間，其標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間設(shè)定參數(shù)如下：

跟蹤延時(shí) ： ＊S

跟蹤時(shí)間 ： ＊S

延遲時(shí)間的回復(fù)： ＊S

左邊回復(fù)時(shí)間： ＊S

右邊回復(fù)時(shí)間： ＊S

濾布自動(dòng)調(diào)偏過(guò)程（以濾布向左偏為例）：

如果濾布左側(cè)限位檢測(cè)到濾布跑偏，信號(hào)時(shí)間超出跟蹤延時(shí)時(shí)間，調(diào)偏電機(jī)動(dòng)作使調(diào)偏輥動(dòng)作，使濾布向右調(diào)整，電機(jī)動(dòng)作時(shí)間為跟蹤時(shí)間。當(dāng)跟蹤時(shí)間結(jié)束，調(diào)偏電機(jī)停止進(jìn)入延時(shí)時(shí)間的回復(fù)階段。這之后，糾偏電機(jī)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)自動(dòng)調(diào)偏輥到左邊回復(fù)時(shí)間階段，跟蹤結(jié)束。同樣，濾布向右偏移時(shí)調(diào)整過(guò)程一，只是方向相反。

1.2.4 板框閉合

鎖緊銷(xiāo)收回，快速油缸向下動(dòng)作，到板框下限位時(shí)，鎖緊銷(xiāo)動(dòng)作，鎖緊板框。鎖緊銷(xiāo)鎖緊后，驅(qū)動(dòng)密封油缸動(dòng)作，將密封板向上頂起，密封完成。

1.2.5 過(guò)濾

當(dāng)壓濾機(jī)濾板組件頂緊后，相鄰兩塊濾板之間構(gòu)成濾室，料漿通過(guò)各進(jìn)料管進(jìn)入各濾室，形成濾餅，濾液透過(guò)濾布排除。

1.2.5 管道沖洗、軟管清洗

主要是為了防止管道腐蝕以及管道堵塞，通過(guò)控制相應(yīng)的閥門(mén)以及水泵來(lái)完成控制過(guò)程。

1.2.6 擠壓

擠壓水泵將高壓水送到板框的隔膜上方，隔膜擠壓濾餅，使濾餅中的水被擠出濾餅。

1.2.7 管路排污

排放管路中的污水。

1.2.8 風(fēng)干

如今，飛雄機(jī)場(chǎng)已開(kāi)通北京、上海、廣州等23個(gè)城市的航線，累計(jì)輸送旅客近400萬(wàn)人次。如今，響水鄉(xiāng)已在航線下方的青山村建設(shè)8000畝玫瑰園，通過(guò)將玫瑰花的造型和光、電等技術(shù)的運(yùn)用，讓每一個(gè)乘客無(wú)論白天晚上，都能在飛機(jī)上欣賞花海畢節(jié)的美。

壓縮風(fēng)通過(guò)分配管到濾腔，給濾餅進(jìn)行干燥，進(jìn)一步降低濾餅水分。

3 常見(jiàn)故障判斷處理

3.1 濾布、驅(qū)動(dòng)故障

3.1.1 濾布錯(cuò)位故障

正常情況下，濾布運(yùn)行過(guò)程中，接縫檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到接縫，驅(qū)動(dòng)運(yùn)行正常。但在一些特定情況下，接縫檢測(cè)時(shí)脈沖數(shù)值不對(duì)就會(huì)導(dǎo)致濾布錯(cuò)位故障。錯(cuò)位故障主要有以下幾點(diǎn)原因：1、編碼器損壞，可以通過(guò)人工手動(dòng)驅(qū)動(dòng)濾布檢測(cè)編碼器變化情況確認(rèn)編碼器好壞；2、接縫未檢測(cè)到，可以讓濾布接縫來(lái)回通過(guò)接近開(kāi)關(guān)，確認(rèn)接近開(kāi)關(guān)好壞，若接近開(kāi)關(guān)良好，可以通過(guò)調(diào)節(jié)兩者距離解決；3、濾布變長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)造成濾布持續(xù)變長(zhǎng)，當(dāng)編碼器檢測(cè)濾布長(zhǎng)度脈沖超過(guò)設(shè)定值一定范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)濾布錯(cuò)位故障，這時(shí)只需要重新設(shè)定濾布長(zhǎng)度，故障即可解決。4、接縫傳感器檢測(cè)到其他金屬物體報(bào)警，這時(shí)就需要檢測(cè)確認(rèn)具體故障點(diǎn)。5、濾布接縫有時(shí)候會(huì)進(jìn)入板框內(nèi)部，要確認(rèn)每塊導(dǎo)輥的磨損情況，導(dǎo)輥的磨損會(huì)造成原先設(shè)定的板框長(zhǎng)度值發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致濾布接縫在板框閉合時(shí)位于板框內(nèi)部。

3.1.2 濾布糾偏故障

在濾布驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，濾布會(huì)出現(xiàn)或多或少的跑偏現(xiàn)象。在可控的范圍內(nèi)，可以通過(guò)自動(dòng)糾偏系統(tǒng)來(lái)調(diào)偏。通常情況下，自動(dòng)糾偏系統(tǒng)故障，主要有以下幾點(diǎn)原因：1、跑偏檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障，可以通過(guò)檢測(cè)具體出故障開(kāi)關(guān)，更換維修；2、驅(qū)動(dòng)氣缸或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障，可以在手動(dòng)模式下，動(dòng)作氣缸或者電機(jī)，確認(rèn)故障原因(是PLC輸出問(wèn)題還是執(zhí)行機(jī)構(gòu)問(wèn)題）；如若跑偏幅度太大，可以從以下幾點(diǎn)著手：（1）濾布變形：主要原因是濾餅過(guò)厚，造成卸料時(shí)對(duì)濾布的拉力過(guò)大，導(dǎo)致濾布各部受力不均而變形。因此需要根據(jù)物料的固含合理調(diào)節(jié)進(jìn)料時(shí)間和進(jìn)料壓力，使料餅的厚度控制在合理范圍內(nèi)，減少濾布張力。（2）板框原因：首先，壓濾機(jī)在卸餅及空走布過(guò)程中，濾布運(yùn)動(dòng)軌跡為S形，每塊濾板卸料端都有導(dǎo)向輥，如輥?zhàn)虞S承有損壞，則立式壓濾機(jī)行程阻力大，造成輥?zhàn)娱g不平行，導(dǎo)致濾布跑偏。其次，在板框的安裝和運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)板框的垂直度和水平度有很?chē)?yán)格的要求，設(shè)計(jì)中是通過(guò)滑塊定位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是在實(shí)際的濾板頻繁升降過(guò)程中，由于每個(gè)滑塊受力大小不同，滑塊與導(dǎo)向立柱的摩擦力不同，所以滑塊磨損程度不一致，板框的垂直度和水平度出現(xiàn)較大的偏差，這也是導(dǎo)致濾布跑偏的主要因素之一，定期更換或者調(diào)整滑塊即可消除此隱患。（3）濾布洗滌不均：濾布清洗水噴頭局部堵塞會(huì)造成濾布洗滌不均，致使濾布上殘留的料渣不均衡，這樣濾布在托輥上行進(jìn)時(shí)就會(huì)發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

3.1.3 濾布破損故障

在實(shí)際使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)濾布破損的情況，通常情況下濾布破損有以下幾個(gè)原因：1、礦漿性質(zhì)，針對(duì)不同類(lèi)型的礦漿，選用相應(yīng)的濾布可以有效的延長(zhǎng)濾布使用周期，減少破損；2、進(jìn)料壓力過(guò)大，也會(huì)造成礦漿對(duì)于濾布的沖擊很大，長(zhǎng)時(shí)間的沖擊也會(huì)導(dǎo)致濾布破損；3、張緊壓力過(guò)大，張緊壓力太大，會(huì)造成濾布單位面積承受的張力過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致濾布損壞；4、板框閉合時(shí)，濾布邊緣位于板框與板框之間有異物，會(huì)導(dǎo)致在板框閉合時(shí)，造成強(qiáng)力擠壓，導(dǎo)致濾布破損，板框邊緣存在異物也會(huì)導(dǎo)致噴漿的現(xiàn)象存在。

3.3 隔膜故障

如何判斷隔膜破損：1、擠壓水罐水量不斷減少；2、擠壓水罐水渾濁；3、某一層濾餅濕度較大；具體哪一塊隔膜損壞可以將擠壓水管拆除，手動(dòng)沖壓縮空氣，根據(jù)漏氣水管判斷是哪一塊隔膜或者拆除濾液管，手動(dòng)開(kāi)啟擠壓水泵，檢查哪一個(gè)濾液管漏水，判斷哪一塊隔膜破損；對(duì)于破損的隔膜要及時(shí)更換，避免故障擴(kuò)大化。消除故障的最好辦法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)隔膜狀況定期檢查，定時(shí)更換。

4 優(yōu)化方案

4.1 濾布破損

4.1.1 由于現(xiàn)場(chǎng)物料性質(zhì)原因，粘度較大，位于濾腔四周的物料在卸餅時(shí)不易脫落，而在板框閉合時(shí)掉落在板框密封四周，擠壓造成濾布破洞，與此同時(shí)也會(huì)損壞密封條，造成噴漿。針對(duì)這種情況，對(duì)于現(xiàn)有壓濾機(jī)的控制過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，采用了二次卸餅的操作，在一次卸料結(jié)束后，板框閉合（鎖緊銷(xiāo)不鎖定）再打開(kāi)卸餅，可以將濾腔四周的物料盡可能的卸掉；與此同時(shí)，增加了濾腔清洗操作（可以選擇相應(yīng)的循環(huán)數(shù)進(jìn)行此操作），保障濾腔的清潔，減少了此類(lèi)問(wèn)題對(duì)濾布的影響。由于先前采用的是卸餅是一次將濾餅全部卸完，由于瞬時(shí)負(fù)載太大，容易造成皮帶電機(jī)過(guò)載跳車(chē)，皮帶壓死，影響生產(chǎn)，目前已將原有的卸料方式改成了二段卸料，消除了電機(jī)過(guò)載的可能；與此同時(shí)增加了皮帶與壓濾機(jī)連鎖，防止皮帶停機(jī)狀態(tài)下，壓濾機(jī)卸料造成皮帶壓死。

4.1.2 濾布破損后，未及時(shí)處理，導(dǎo)致物料通過(guò)濾布進(jìn)入格子板形成硬結(jié)塊，在擠壓過(guò)程造成濾布頻繁破損，因此要求工藝在濾布破損后要及時(shí)修補(bǔ)或者更換；與此同時(shí)還需要定期清洗格子板。

4.1.3 合理的調(diào)整張緊壓力，降低濾布單位面積受到的張力；

4.1.4 合理的選取濾布，可以有效的延長(zhǎng)濾布使用周期，減少破損；在實(shí)際使用過(guò)程中，濾布其余參數(shù)一致的情況下，厚度越后，使用壽命越長(zhǎng)，但壓濾機(jī)對(duì)于濾布的厚度有較高要求，原配套使用的濾布厚度在0.6～1.0mm范圍內(nèi)，易破損，后續(xù)選用的濾布厚度增加到1.5～2.0mm范圍，由于厚度增加較多，導(dǎo)致板框閉合不到位，鎖緊銷(xiāo)無(wú)法鎖定，無(wú)法使用；后續(xù)與廠家溝通，將底層板框的墊片減少幾毫米，就可以使用較厚的濾布，大大延長(zhǎng)了濾布使用壽命。

4.2 閥門(mén)損壞

在實(shí)際使用過(guò)程中，閥門(mén)故障率較高，多表現(xiàn)為閥套破損，使用壽命較短；在投產(chǎn)初期，濾布沖洗與軟管沖洗采用的是同一臺(tái)水泵，但由于兩個(gè)工藝流程對(duì)于流量與壓力的要求不一樣，現(xiàn)場(chǎng)使用的水泵不能滿足兩個(gè)流程的所需，在濾布沖洗時(shí)濾布沖洗閥壓力過(guò)大，閥套易破損，在軟管清洗時(shí)，電機(jī)易過(guò)載，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行電機(jī)易燒毀；目前已對(duì)原來(lái)的水泵進(jìn)行了改造，閥門(mén)故障大大減少；與此同時(shí)，我們?cè)趯?shí)際使用過(guò)程中，逐步摸索出了不同閥門(mén)的使用壽命，定期有計(jì)劃?rùn)z修更換，對(duì)于不易檢修的閥門(mén)也做了相應(yīng)的移位，便于維修更換。

4.3 壓力變送器的合理選型

在使用過(guò)程中，原有的進(jìn)料壓力變送器以及擠壓水壓力變送器易損壞（進(jìn)料壓力使用壽命在3-6個(gè)月，擠壓水壓力使用在1年左右），故障率較高，維護(hù)成本較高；將損壞的壓力變送器檢查發(fā)現(xiàn)均是金屬膜片破損故障，由于壓濾機(jī)的過(guò)濾物均為固體顆粒物，長(zhǎng)時(shí)間的沖刷易造成金屬膜片破損，后通過(guò)與相關(guān)廠家溝通交流，選用了耐磨性能更好的陶瓷膜片的壓力變送器，目前已改造將近4年，未損壞，效果良好。

4.4 濾布接縫故障

在前期使用過(guò)程中，濾布接縫故障較多，總結(jié)故障原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）接縫未感應(yīng)到；除接近開(kāi)關(guān)本身?yè)p壞外，其余都是由于在運(yùn)行過(guò)程中濾布接縫有時(shí)會(huì)超出接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)距離，選用感應(yīng)距離更長(zhǎng)的接近開(kāi)關(guān)，合理調(diào)整好接近開(kāi)關(guān)與濾布的距離后，故障率大大降低；

（2）接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)錯(cuò)誤；由于濾布較短，在板框打開(kāi)后，張緊輥上升到濾布接縫開(kāi)關(guān)處，造成接近開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作，PLC報(bào)警，后將接近開(kāi)關(guān)更換了安裝位置后，排除了此類(lèi)故障；

（3）編碼器故障；編碼器故障率較低，目前出現(xiàn)的主要是由于編碼輪（壓在濾布上，隨濾布動(dòng)作）連接處損壞，造成編碼器動(dòng)作異常而報(bào)警，目前我們已將編碼輪材質(zhì)由原來(lái)的塑料更換成了鋁合金材質(zhì)，減少了此類(lèi)故障的發(fā)生。通過(guò)以上改造，接縫故障大幅度降低。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)一系列的優(yōu)化改造，壓濾機(jī)的故障率大幅度降低，維護(hù)成本也隨之降低，通過(guò)對(duì)此類(lèi)壓濾機(jī)常見(jiàn)故障的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)備故障時(shí)，大幅縮短了設(shè)備的檢修時(shí)間，減少了對(duì)生產(chǎn)的影響；與此同時(shí)將在此壓濾機(jī)上總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他壓濾機(jī)上，效果明顯，設(shè)備均運(yùn)轉(zhuǎn)良好。