安德里兹加压过滤机在我厂的应用

黄文辉

摘要：我厂使用的奥地利生产的ANDRITZ-HBF-S 120/10加压过滤机，是在2000年引进的先进技术脱水设备，电气、机械的新技术应用在它的设计、使用及维护中有着具体的体现。它虽然是一个单台设备但却是一个集智能操作、电气反馈控制、机械联动为一体的系统。对它的原理结构的认识，故障分析和处理办法的总结，可以让我们更好提高脱水设备使用效果，希望能的为先进进口设备国产化提供借鉴。

关键词：加压过滤机；故障；分析；处理；方法

1.概述

神华准能选煤厂是一座年入选原煤3000万吨的特大型动力煤选煤厂，于1996年试生产，入厂原煤分为优煤和劣煤两种，采用块煤跳汰工艺，优煤以50mm分级，末煤直接入产品仓：劣煤以13mm分级，末煤直接入产品仓。由于煤炭市场供求的加大和煤质要求的变化，选煤厂进行了跳汰入选下限的改造，将优煤以50mm分级该为13mm分级，致使系统的煤泥量大大增加，因而原有的板框式压滤设备生产能力远远不足，从而导致煤泥产品水分较高，达到30%，为了提高生产效率和解决煤泥水处理能力不足的问题，选煤厂引进了两台奥地利生产的ANDRITZ-HBF-S 120/10加压过滤机，处理能力为70t/h，滤盘数为10个，过滤面积为120㎡，用于处理煤泥，取得了较好的效果，大大提高了生产效率。

2.加压过滤机的组成及工作原理

2.1上料部分

加压过滤机上料部分由入料桶、上料泵、分配桶、煤浆槽、料位计等组成。设备启机时，主控工业计算机通过变频器控制上料泵将入料桶内的煤泥水抽至加压过滤机煤浆槽内，泵的转速受多种因素控制，主要由入料桶料位、煤浆槽料位、生产需求等因素控制。入料桶液位低于30%时，上游底流泵将入料桶蓄满。

2.2工作仓

加压过滤机工作舱由加压仓、主轴、分配头、滤盘、刮板机、反吹风包等组成。各滤盘共享煤浆槽，即煤浆槽内的煤浆是联通的。主轴两侧各装一个分配头，每个分配头内装有一个控制盘和一个密封盘。密封盘上连接着20根滤液管，滤液管上装有滤扇，20块滤扇组成一个滤盘。

为了说明加压过滤机的过滤过程，现引入“过滤单元”的概念。一个过滤单元包括一根滤液管及其上面的滤扇。20个过滤单元构成1个或几个滤盘。设备启机时，进气控制阀开启，将压缩空气注入加压舱内，使加压舱内产生0.2～0.4MPa的压力，从而使滤扇两侧产生正压差，在滤扇表面上便形成煤饼。

随着主轴的转动，此过滤单元走过分配头的反吹风区。当滤液管完全遮盖住控制盘的反吹孔时，快速动作的电磁阀OV114、115阀打开，使空气经过分配头和滤液管到达滤扇。

主轴上的滤盘是错开的，一侧的5块相对于令一侧5块错开1/2个滤扇（9°）。这样可以减少反吹风包的压降，使气流更均匀。每个分配头配有一个隔膜式反吹风阀，并通过电磁阀加以控制。在主轴机尾处固定有开关盘，上面装有两接近开关，其间距也为9°，当主轴转至一开关位置时，信号通过PLC传至现场电磁阀线圈，从而使反吹风阀打开，使5块滤扇的煤饼被吹下来。当滤扇继续转动9°时，则另外5块滤扇吹饼。滤盘之间装有搅拌器，使煤浆保持悬浮液状态。

2.3排料装置

加压过滤机排料装置由缓冲仓、料位计、卸料仓、上闸门、下闸门、密封圈组成。排料装置的作用是把脫水后的煤饼从压力罐内运出来。当上方缓冲仓料位达到设定料位时，上密封圈排气，由液压驱动上闸板打开，缓冲仓内煤泥落入卸料仓。随后，上闸板关闭，上密封圈充气，于卸料仓连通的PCV211控制阀打开，使卸料仓内压力与外界大气压相等后，下密封圈排气，下闸板打开，煤泥落入下方刮板输送机上，并最终运至产品仓。

2.4辅助设备

加压过滤机辅助设备主要有主空压机、控制风空压机、高压清洗泵、集中润滑泵、滤液泵、液压站等组成。

（1）主空压机主要为加压过滤机提供工作压缩空气，我厂使用的空压机为英格索兰公司生产的M250型双螺杆空气压缩机。

（2）控制风空压机为加压过滤机提供必要的控制风，其压力高于工作风，用来控制设备内各气动阀门的开闭。

（3）高压清洗泵可将水压提高至40Bar左右，用来清洗滤布。

（4）集中润滑泵主要为加压过滤机主轴、分配头、刮板机等必要的润滑部位提供润滑油脂。

（5）滤液泵将滤液池内滤液水抽至选煤厂洗水系统，以便循环使用。

（6）液压站主要驱动卸料仓上下闸板的运动以及罐内清洗滤布摆杆的摆动。

3.常见故障分析及处理方法

3.1主轴故障

主轴故障在我厂加压过滤机发生频率较高，而其主要原因就是压主轴。压主轴主要由以下几个原因造成：

3.1.1煤泥水浓度过大

煤泥水浓度过大，会使滤扇上吸附过厚的煤饼，煤饼成型速度大于加压过滤机的卸饼速度，这样几个循环过后，过厚的煤饼就会将滤盘及主轴压死。处理方法是往上料桶加清水，以稀释煤泥水浓度。

3.1.2入料粒度超限

当大颗粒煤泥进入煤浆槽时，会降低加压过滤机成饼效率，造成煤浆槽底部煤泥的沉积，从而发生压主轴。入料粒度超限一般是上游系统出现问题而造成的，主要原因是跳汰系统捞坑篦子破损使大于1mm的粗颗粒进入浓缩池。

3.1.3絮凝剂添加量不当

上游浓缩池絮凝剂添加过量时，会使煤泥粘度过大，使反吹风很难从滤扇上将煤饼吹下，使煤泥在煤浆槽底部堆积，造成压主轴。当浓缩池絮凝剂添加过少，而系统煤泥量过大时，会造成循环水细煤泥沉降率较低，会使煤浆槽聚集大量粗煤泥，粗煤泥间隙大，透水透气性强，会使加压过滤机风耗量增大，成饼率低，使粗煤泥堆积，造成压主轴。处理方法是合理调节絮凝剂添加量和添加时间，絮凝剂与循环水比例应保持在1.5‰～3‰之间，并在启机前半小时添加为宜。

3.1.4反吹风隔膜阀故障

滤扇经过成饼区、干燥区后，若反吹風阀出现故障，滤扇在卸饼区会无反吹风或反吹风量过小，造成不卸饼或卸饼不完全，就会造成煤泥堆积，压主轴。处理方法是定期检查反吹风阀内隔膜片是否完好，定期检查反吹风阀上的电磁阀动作是否灵活，若发现电磁阀已经动作不灵，可拆下并清洗内部杂质后再次使用，如清洗后动作依然不灵活，则更换电磁阀。

3.2刮板运输机故障

刮板运输机是加压过滤机罐内的运输设备，主要负责将加压过滤机滤盘卸下的煤泥运输到缓冲仓内。其主要故障为是飘链、减速机损坏、接近开关故障。

3.2.1飘链

飘链在我车间加压过滤机内刮板输送机发生频率较高，有时甚至会在一天发生多次。刮板输送机飘链的主要原因是细煤泥落入刮板机底板，形成较薄的一层煤泥层，刮板条由于磨损，无法彻底刮净底板上的煤泥，而底板上的煤泥会越积越厚，并在刮板压力下聚集的越来越结实，刮板不能刮走这部分煤泥，只能飘浮在煤泥上，这样就形成飘链。最后，车间对刮板条进行了改进，具体方法是：取下相邻的5条刮板，换成5条质量更重、接触面更耐磨的加重刮板，这样加重刮板可以彻底刮去底板上堆积的煤泥，而普通刮板磨损量也有所减少，极大的减少了刮板输送机飘链的发生。

3.2.2减速机损坏

由于加压过滤机在运行过程中内部压力较高，减速机油封在外部高压的环境会逐渐变形、失效，造成罐内煤泥、水等杂质进入减速机齿轮箱内，造成轴承间隙增大、齿轮磨损、打齿等情况发生。为解决这个问题，需在减速机上安装一呼吸器，以便平衡减速机内与压滤罐之间的压力，这样减速机内外无压差，大大提高了减速机的使用寿命。

3.2.3SSA124速度传感器故障

刮板输送机速度传感器安装在刮板机的尾轮处，其主要作用是监测刮板输送机的转速是否正常，当速度传感器故障时，PLC未收到现场返回的信号，整个系统便会故障停机。造成其故障的原因主要是其距离刮板机尾轮只有5MM，随着设备的运行，机尾就会积攒较厚的煤泥，煤泥会不断与传感器摩擦，造成其损坏，这样只能更换；有时机尾积攒的煤泥会将机尾槽体撑开，超出传感器的探测范围，系统会报故障；有时在紧固完刮板链条后，尾轮位置会发生偏移，超出传感器的探测范围，系统也会报故障。

3.3罐内压力低

由于加压过滤机结构较为复杂，造成罐内压力低的原因常常由多方面构成，常见的原因主要有：

3.3.1滤布破损较多

滤布破损较多会直接造成过滤效果差，风量损失严重，使罐内压力下降。因此，应每天检查滤布破损情况，及时更换破损滤布。

3.3.2煤浆槽液位过低

煤浆槽液位过低，使滤盘过滤面积减小，产量减少，同时风耗量增大，造成罐内压力低。而液位低多数由于LIC109料位计的原因。处理方法为检查LIC109料位计设置参数是否正确，若不正确，则从新设置。检查表面是否脏污，内部是否进水，电缆有无破损。如无法修理，则进行更换。

3.3.3煤泥水浓度低

煤泥水浓度低时，形成煤饼薄，风耗量大，罐内压力低。同时对设备磨损较为严重。因此煤泥水浓度低时，建议停机，待系统煤泥量增大时，再启机。

3.3.4控制盘损坏

由于长时间运行，控制盘持续受高压气流及水流的冲击，日积月累，会造成其磨损严重，从而失去密封性，造成罐内压力下降。因此应定期检查密封盘及控制盘的磨损情况，若磨损严重，应及时更换。

3.4PCV211阀故障

PCV211阀的作用是将卸料仓内的气体排出，使卸料仓内压力与外界大气压相等，完成卸料。由于控制风空压机所在的压滤厂房水气较大，控制风含水量大，极易造成PCV211阀定位器故障，造成无法反馈动作信号，或阀体打开不到位，使卸料仓无法排气或排气过慢，造成系统故障停机，影响设备运行效率。为彻底解决此问题，我车间决定对PCV211阀进行改进。具体方法为：在信号输出端加装一转换装置，将之前的电流信号改为电压信号，并在211阀气缸前加装一个电磁阀，通过电磁阀直接驱动阀体气缸，完成阀体的开闭动作。改造后PCV211阀再未发生任何故障。

4.加压过滤机使用维护经验总结

从2000年引进加压过滤到如今已有十于年，通过多年对其的运行和维护有一些需要经验进行探讨：

4.1在操作控制方面

HBF-S 120/10 型加压过滤机的控制系统使用的是AB公司的PLC的智能控制系统，其程序编写的比较完美，容错能力较好。备有固化程序的储存卡是对PLC维护非常高效有用的手段。一般造成程序运行异常有两种情况：一种是在进行现场维修时，检修人员的错误操作造成输入信号错误；另一种是当传感器发生故障产生错误输入信号。尽量不要对程序进行检查更改。如若国产化必须在PLC程序设计上下大力气，其好比一个人的智商，直接决定设备的未来。程序编写的越完美，人工操作越简单，维护越便捷。

4.2在传感器方面

HBF-S 120/10 型加压过滤机中的监测温度、液位、压力、阀门开启度的传感器比较多，它如人的神经元，能够准确反应设备各方面情况。我们到现在各个传感器还在使用原装进口配件，曾经实验安装个别国产传感器，但性能质量一般，直接影响设备运行。为保证设备准确高效运行，国产传感器的技术和质量必须取得实质性进步。

4.3在阀门使用方面

HBF-S 120/10 型加压过滤机中需要控制两种风即6.3bar控制风和5.5bar工作风、三种液体即煤泥水、滤液水和清水，各个阀门的协调统一，动作灵活、准确是保证设备正常运行的基础，没有质量过硬的阀门，设备没法运行。蝶阀的密封的质量尤为重要，因在工作舱工作时，各个状态是一个综合反映，若某一个阀出现漏气、漏液等情况，便会直接影响设备运行的稳定性，但是其故障点是很难检查和查找的，直接降低设备效率。由于国产阀门在密封、精度等方面技术还不够成熟，因此现场使用的仍是原装进口阀门。

4.4在管道使用方面

HBF-S 120/10 型加压过滤机中的风和液体输送全部使用管道完成，特别是液体里存在细煤泥颗粒，对管道的磨损非常严重，需要对管道进行防腐抗磨处理。在一些管道的弯头内涂抹耐磨材料，可以大大提高管道使用寿命，降低成本。

5.结束语

HBF-S 120/10 型加压过滤机在神华准能选煤厂自投产以来，通过车间人员的不懈努力使得加压过滤机一直运行稳定，同时得到了一些运行、检修等各方面的经验。现在做出一些经验总结和大家进行探讨，希望在今后的工作中及时的就一些发生频率较高故障，继续学习，探索，降低故障率，节约维修成本，提高选煤厂的经济效益。

参考文献：

[1]《加压过滤机技术使用手册》编者：安德里兹公司，2000年

[2]《最新选煤新工艺新技术与选煤厂机械设备安装维护技术使用手册》编者：中国煤炭加工利用协会.中国知识出版社，2012年10月第1版

[3]《选煤实用技术手册》编者：中国煤炭加工利用协会.中国矿业大学出版社，2008年第1版