優化立式葉濾機現場儀表故障，提高壓濾機運行率

摘 要：拜耳法生產氧化鋁過程中將沉降分離送來的粗液通過控制過濾立式葉濾機進行過濾，得到符合要求的鋁酸鈉溶液俗稱精液，并將經過過濾合格的精液送至下一道工序分解與分級，被過濾出的浮游物形成濾渣送回沉降系統分離沉降槽。立式葉濾機在生產運行過程中，受到很多不可預見的因素制約，造成了立式液濾機的非正常停車，不但給企業帶來了正常生產上的影響，而且增加備品備件的損耗致使成本的提升，還提高了許多日常的維護工作量。筆者通過多年的實踐、與同事針對這些因素的分析并查閱相關資料，并提出了一些經過現場儀表的改造、優化等可行性有效的建議及措施，從而提高了立式葉濾機的工作穩定運行。即減少了因現場儀表的日常維護量和備品備件的損壞，也為企業的降本增效添磚加瓦。

關鍵詞：立式葉濾機；氣動蝶閥；壓力變送器；故障

中圖分類號：TD462.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0201-02

前 言

立式葉濾機是一種常見并廣泛應用于各種精液過濾操作、控制的單元設備。由于立式葉濾機的工作效率高，不論是在國外還是在國內主要用于氧化鋁、鋼渣提釩、制糖業等化工行業，它的優勢在于自動化程高、濾布壽命長、濾液指標好、運行成本低，在濾液過濾方面達到先進水平。立式葉濾機一個葉濾周期是由進料、掛泥、作業、卸泥四個過程組成。

1 立式葉濾機葉濾工作過程及原理

我公司控制過濾環節就有8臺立式葉濾機，其中立式葉濾機機上附屬有5臺氣動蝶閥和一塊智能式壓力變送器，立式葉濾機的主要聯鎖是與5臺氣動蝶閥的聯鎖，氣動蝶閥的主要作用是進料、循環、液位控制、泄壓和排泥。分離沉降槽溢流出的粗液由溢流泵送入粗液槽（在此之前要關閉排泥、泄壓、循環氣動蝶閥，打開液位控制氣動蝶閥），加入助濾劑（石灰乳），充分攪拌混合后，用變頻調速粗液泵經進料氣動閥蝶閥送至立式葉濾機，達到一定進料時間及壓力后經液位控制閥控制機筒液位所產生的壓力差作用下濾液穿過濾布，通過集液管匯總后，經循環氣動蝶閥到高位槽自流入精液槽，再通過精液泵送至分解板式熱交換；被隔離在外的硅渣附在濾布上形成濾餅，在一個周期結束時，通過高位槽內儲存的精液反沖進行自動刷車，沖洗下來的濾餅通過打開排泥氣動蝶閥進入濾餅槽，經濾餅泵送往沉降系統的分離沉降槽。在設備（葉濾機、粗、精液泵及管道）運行一定周期后，須用強堿進行清洗，以消除結疤和不溶物，疏通管路，保證設備正常運行。

2 常見的故障統計

自投用立式葉濾機以來，立式葉濾機因各種原因，導致非正常停車故障持續增高。調取2015年一整年的故障率記錄，經統計分析分類后，得出的數據為因故障導致非正常停車高達66次，儀表故障率高達137次。其中因儀表閥門類故障導致停車的達到57次，占比為86.3%。經分析得出儀表故障率主要為：

（1）立式葉濾機頂部壓力變送器測壓膜盒安裝的不合理是導致儀表故障率的次要因素、故障次數是20次。

（2）氣動蝶閥的故障率一直居高不下是儀表故障率的主要因素、故障次數117次，其中閥體卡頓、密封圈損壞等故障原因的故障次數是67。因氣動蝶閥氣動控制單元，如二位五通閥損壞、接頭和氣管原因故障次數是30次。剩下部分因為氣缸問題導致故障次數為20次。

3 儀表類故障表現

（1）壓力變送器故障的原因主要表現為壓力變送器在使用一個月左右就會出現壓力不穩定、甚至沒有壓力或者是壓力保持在一個數值的情況。經過多次拆卸檢查壓力變送器的取壓膜盒及取壓口發現，除了少部分是因為膜盒破損導致測量不準外。其它原因都是因為取壓管堵料，導致取壓管易堵料是膜盒前面多了一臺手動球形截止閥。

（2）氣動蝶閥在使用一段時間后出現了一下兩個方面的故障：①氣動蝶閥的閥體變形、卡頓和密封墊損壞。②氣動蝶閥氣缸外部漏氣、氣缸膜片磨穿及二位五通閥漏氣和堵塞。故障率高的氣動蝶閥主要有進料氣動蝶閥、泄壓氣動蝶閥、液位控制氣動蝶閥和排泥氣動蝶閥。

4 技術改造依據及方案

（1）當壓力變送器不能真實反映壓力時，工藝人員不能很好的控制進料量及打開或者關閉液位控制閥，從而使進料量過多或過少、機筒壓力上升或不穩定，直接導致濾布的壽命下降。針對這一現象我們查閱了立式葉濾機的工作原理、相關技術參數合壓力變送器的相關資料。一致認為就現有工況的需要，壓力變送器膜盒前的手動球閥起的作用不大，反而給壓力變送器的測量帶來影響和增加維護的難度。因此，去掉該手動球閥來增大取壓口的口徑和因球閥帶來的回料阻力，把測壓膜盒直接裝到葉濾機頂部的測壓法蘭上是一個很好的處理方法。

（2）由于立式葉濾機是用來分離強堿，造就該工序固有的環境及工況。氣動蝶閥閥芯部分長時間與強堿接觸，加之氣動蝶閥的頻繁使用，導致氣動蝶閥閥體部分的閥芯易磨損或者變形后。一旦閥體變形或者密封墊損壞就會造成卡頓或開關不正常的現象。液堿經閥芯滲入到氣動蝶閥氣缸、甚至會經氣缸后直通二位五通閥后。會使氣缸外部、氣缸內的膜片及二位五通閥被強堿腐蝕，造成閥門故障，甚至損壞。經分析、研究討論及咨詢閥門廠家技術人員，得出了兩個方案：①從新對氣動蝶閥選型，選擇一種不宜被腐蝕材質的閥門氣缸。②在閥門氣缸與閥體連接處增加隔離支架和連接桿。綜合分析后，如果選擇換型方案，勢必會使原用的閥門和備件不能更好的利用、提高了成本，固選擇了增加支架和連接桿的方案。

5 改造后的成效及維護要求

5.1 成效主要表現為

（1）通過取消壓力變送器膜盒前手動球閥后，運行一個月為一個周期后拆卸壓力變送器膜盒檢查發現取壓管管壁稍有結疤，運行三個月為一個周期后拆卸膜盒檢查發現膜盒上稍有軟料附在上面、取壓管管壁稍有結疤，運行六個月為一個周期后拆卸發現取壓管管壁稍有結疤和膜盒上附有一層薄薄的結疤，輕敲后就能脫落。自2016年1月改造至2018年初，壓力變送器的故障為零，備品備件消耗為零。

（2）自2016年1月增加氣動蝶閥連接支架和連接桿后，有效的減少了料漿直接與氣缸的接觸。2016年全年，由于氣動閥的故障統計次數為78次。其中，氣動蝶閥閥體卡原因為56次，氣控部分為故障次數為22次，表現為：二位五通閥故障次數為9次，氣源管損壞或接頭損壞次數為7次，氣缸故障次數為6次。備品備件方面損耗為，氣缸6臺，二位五通9塊。

5.2 維護要求

（1）定期檢查并校驗壓力變送器，并在三個月的周期內清理壓力變送器取壓口及膜盒結疤以保證壓力變送器測量的精準。減少因壓力測量的不準確度影響立式葉濾機的正常運轉和濾布的損壞。

（2）定期檢查氣動閥門的連接部件、氣源管及閥門氣缸的使用受損程度，并及時的清理氣動蝶閥閥門的堿液和堿結疤。

6 立式液濾機的保養工作

（1）立式葉濾機作業前段前期準備與檢查：①要檢查流程是否無誤；②檢查各種設備是否具備開采條件；③檢查各相應槽子的液位是否正常、以便液位和液量的平衡控制；④檢查各種所需的材料和工器具是否已經準備到位。

（2）啟動前的準備：①檢查機頭傘型架是否有裂痕、松動，機頭鎖緊裝置是否安全可靠；②立式葉濾機上的壓力是否顯示正常，所有的氣動蝶閥是否開關正常計靈敏；③檢查機頭墊子是否老化和破損，然后檢查濾片是否有變形，小嘴是否對正，墊子是否正常；④檢查滾輪和液壓系統的情況。

（3）定期定時點檢，每兩小時點檢一次，點檢是帶上點檢工具和記錄表，并做好記錄，發現異常情況，要及時處理。

（4）清洗與清理工作，當立式液濾機達到清洗周期時，要根據濾布結硬程度和葉濾機的產能情況而制定清洗的時間，并在停汽檢修時對槽罐內的結疤進行清理。

（5）立式葉濾機在使用過程中，停車放空機筒內料漿后，如果不在相隔的時間內進料運行，要把機筒注滿水或用水沖洗，以保證濾布不被料漿結硬和防止管道余料結硬。

7 結束語

經過2016年全年立式葉濾機儀表類的故障原因分析和故障率的統計，較于2015年全年立式葉濾機儀表類的故障原因分析和故障率的統計。本次立式葉濾機現場儀表的改造和優化是成功的，雖然未能有效的減少由于工況工藝條件引起的氣動蝶閥閥體的損壞情況，但已經很大程度減少了立式葉濾機因現場儀表引起的故障率，提還高設備運轉率，并能很好地解決了因現場儀表給維護人員帶來的大量工作量和減少備品備件的損耗的問題，同時也降低了生產成本，為企業高效穩定、穩定生產保駕護航，提高企業經濟效益。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-8

作者簡介：宋瑞謹（1984-），男，助理工程師，大專，主要從事生產過程自動化儀器儀表的安裝、調試、日常維護及檢修方面工作。