板框压滤机工艺优化及自动化控制

李畅

摘 要：本文对板框压滤机分组联合供料方式进行介绍，对压滤机工艺流程进行改造，实现单机单泵以及压滤过程全自动化操作模式。经试验表明，此套操作模式不仅提升了压滤机生产效率，并且降低了职工劳动强度。

关键词：板框压滤机;单机单泵;自动化

1 引言

我公司采用氨碱法生产纯碱，其中湿法蒸馏废液输送至渣场。鉴于当前环保形势，此废液处理模式已不能满足公司需求，依托集团循环经济，公司减排车间新建碱渣一期工序，主要利用澄清桶对废液稠厚后进行固液分离，其中碱性固体物质送至热电公司作烟道脱硫剂。项目投用后取得了一定效果，但由于热电公司脱硫剂用量有限，仍有大部分固体物质随清液一同排至渣场。通过走访调研其他公司处理废液方式、查找相关资料，决定利用减排车间现有13台盐泥板框压滤机处理碱渣一期稠厚泥。

2 板框压滤机工作方式

压滤机主要工作方式为废液经加压泵由尾部滤板中间入料孔进入板框压滤机，分布到各滤布滤室之间，通过滤布两侧压力差，进行固、液分离。固体颗粒由于滤布的阻挡滞留在滤室内，滤液则穿透滤布经滤板排水孔排出[1]，我公司采用分组联合供料方式作业，既一台入料泵对应多台压滤机，压滤过程分为入料、升压、保压、卸料四个阶段，当开始入料时，启动入料泵，阀门稍开，保证平稳入料，避免发生喷溅现象，直至滤腔充满物料，进入升压阶段需进一步加大阀门开度，提升入料总管压力，保证滤饼压实成型，升压阶段入料总管压力达到一定程度不再变化时，进入保压阶段，维持此压力一段时间后，进入卸料阶段，首先关闭入料阀门，开启泄压阀门进行泄压，松开压紧装置，进行人工卸料。因此压滤过程到达不同阶段需岗位人员进入现场手动调节阀门改变进液量，来保证压滤机正常完成整个压滤流程，由于压滤机台数多，且各机所处阶段不尽相同，职工需频繁进入调节阀门，劳动强度较大，又因同一组压滤机处于不同阶段，导致此供料方式各机间相互影响，压力波动大，若人工调节跟踪不及时，需经常通过延长保压时间来保证压滤效果，单次压滤周期长，造成板框压滤系统生产效率降低。虽然后续通过加装入料调节阀，降低了劳动强度，但各机间的相互影响依然存在，而且调节阀过流部件损坏率较高。随着以后碱渣压滤提产增量项目实施，未来17台压滤机全部用于碱渣处理时，人工需求将进一步增加。

3 研究攻关方向

板框压滤机广泛用于污泥及化工渣浆废液处理，机体趋于大型化，随着自动控制设备及技术的不断成熟应用，板框压滤工艺逐步向实现全过程自动化方向发展，以节省大量人工投入。对板框压滤工艺进行优化及自动控制技术研究攻关，将供料方式改为一机一泵配套运行，避免各机间的相互影响，取消单机入料阀、泄压阀及调节阀，改进DCS系统控制，实现单机循环全程自动化，提高生产效率，从根本上减轻劳动强度，降低人工成本。因此改变目前板框压滤多机联合供料工艺模式为单机单泵配套运行模式;单机循环操作控制方式变阀门或调节阀切换、节流控制为单一入料泵变频控制，简化工艺操作流程;卸料过程应用自动卸料装置;开发DCS自动控制程序，实现入料、升压、保压、卸料全程自动化操作及稳定控制。

4 单机单泵及自动化模式

以7#压滤机为试验对象进行技术攻关，对其工艺流程进行改造，配置单独入料管线DN125，将入料泵80ZJ-42（55kW）改为100LZ-Ⅱ（90kW），并在入料管线加装流量计、压力表，利用变频调节各阶段入料流量。单机单泵流程投用后，压滤机单次压滤周期缩短，卸料时只需将变频降低至为零，不再使用泄压阀进行泄压，并且全程利用变频进行调节，无需动作调节阀，因此取消了原设计泄压阀以及入料调节阀。我公司自主开发了压滤机自动控制程序，主要利用DCS程序模块，将入料泵变频与入料压力以及流量进行联锁来控制入料、升压、保压三个阶段的进料流量、压力、时间，实现压滤机入料、升压、保压、卸料各阶段的全自动调节。

5 运行后的效果

7#压滤机运行效果评价良好，试运行期间积极摸索系统操作参数，逐步优化、改进了工艺流程及设备，后续完成了其他压滤机工艺、设备的优化改造，并增加自动控制程序。

联锁投用，以时间（可设定）为基准将进料分为三个阶段，即入料、升压、保压，第一阶段（入料），入料泵以给定变频值启动，按照第一阶段的流量基准值与修正值之和作为频率调节给定值进行自动调节，当浆料基本充满滤腔进入第二阶段;第二阶段（升压）按照第二阶段的基准值与修正值之和作为频率调节给定值进行自动调节，设定升压时间，在此阶段运行中当入料压力大于0.15MPa时，按照一次触发流量设定基准值作为频率调节给定值进行自动调节，同时在第二阶段，出现一次频率大于28Hz或出现一次入料压力大于0.62MPa时，提前进入第三阶段（保压），当到达设定保压时间触发进入保压阶段条件时，以给定频率恒定输出入料，当入料流量小于设定值时触发准备卸料报警，保压10min，泄压后，进行自动卸料。

通过不断尝试对压滤机入料流量以及时间的设定进行調整，目前单机单泵压滤机最快可达105min一车，较未改造之前且缩短了20min。查定结果显示每台压滤机每班增加卸料近1车，压滤机效率提高16%。

6 结语

通过对压滤机单机单泵的改造，解决了各机组间相互影响的问题，自动化控制程序的投用，提高了自动化水平，职工劳动强度大幅度降低，并且为后续机组改造提供了有力支撑。

参考文献：

[1]王新峰，张宝娟，孙杰.浅谈氨碱废液板框压滤机滤布的选择[B].纯碱工业.2015（5）：16-17.