PTA旋转真空过滤机转速波动原因分析及处理

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)

中国石化洛阳分公司精对苯二甲酸(PTA)装置采用美国BP-AMOCO公司的专利技术，产能为22.5万t/a。2003年6月底，装置进行了扩能改造，产能增加至32.5万t/a。旋转真空过滤机是氧化单元过滤干燥系统重要组成部分，主要是将反应结晶系统浆料中的母液抽出，使其成为含湿量为12%左右的滤饼，再经过干燥后成为中间原料粗对苯二甲酸(CTA)。在生产过程中，过滤机曾多次出现转速波动、运行异常的现象，往往伴随电流波动、传动链条断、滤布破等状况，造成过滤机频繁检修、氧化单元经常升降负荷等，严重影响了生产的安全、平稳运行。针对这个问题，通过对现场各种现象进行认真总结分析，努力查找造成过滤机转速波动的原因，力争采取有效措施进行优化，确保过滤机平稳长周期运行。

1 旋转真空过滤机结构及工作原理

旋转真空过滤机是由电机驱动、链条传动带动转鼓旋转的固液分离设备。过滤机由电机、链盘、链条、转鼓、壳体、料盘分配器等部件组成。转鼓是由覆盖着滤布的水平旋转着的圆筒构成，滤布用压条紧紧压在筒体上，并用螺栓固定压条。料盘分配器是均匀布满直径2 cm左右开孔的挡板。过滤机结构如图1所示。

过滤机工作原理：物料是由过滤机进料泵来的浆料，分两路进入进料盘，浆料部分溢流回过滤机进料罐。过滤机转鼓外侧保持大气压而内部维持约50 kPa的真空。随着转鼓转动，滤饼自浸没在进料浆料的滤布低点处开始形成，然后被带出浆料，经滤干、新鲜溶剂喷淋洗涤、再滤干，最终通过转鼓内部的惰气从转鼓上吹落后送至干燥系统，而抽出母液则送至母液罐。过滤机基本工艺参数见表1。

1.料盘分配器 2.支撑轴承 3.转鼓 4.壳体 5.大链盘 6.链条 7.减速箱 8.驱动电机 9.电机底座 a.反吹气入口 b.抽真空口 c.进料口图1 旋转真空过滤机结构简图

表1 旋转真空过滤机工艺参数

2 转速波动现象调查及原因分析

针对旋转真空过滤机转速波动这个现象，对2015年3月至2019年4月之间过滤机转速波动现象进行调查，如表2所示。

表2 过滤机转速波动现象调查表

在过滤机转速波动处理过程中，检维修人员经过现场检查逐步排除了过滤机转速探头故障、减速箱损坏、转鼓支撑轴承故障等原因。根据现场过滤机的解体检查情况，认真分析总结，认为主要有以下几方面原因。

2.1 料盘积料

过滤机进料分为两路，分别进入过滤机两个料盘中。由于进料是固含量为45%～50%的浆料，浆料在管线、设备壳体易结壁形成块料，而块料脱落后易进入料盘中，当进料量和溢流量较小时，块料无法被冲出而沉积在料盘上，长期累积会堵塞料盘。因进料泵出口扬程对进料盘上积料的冲击，块料往往只能堵塞一个料盘，浆料会通过另一料盘进入过滤机中。因此，当过滤机料盘堵塞时，过滤机的进料流量、下料均正常，碱洗作业时排放也正常，从工艺操作上无法判断，最终导致单料盘积料过多，长期从转鼓外刮蹭滤布致使转速波动。长期如此运行，积料刮蹭滤布又会造成滤布破损、电机底座固定螺栓松动等，反过来更加剧过滤机转速波动现象。

2.2 转鼓积料

由于过滤机滤布的精度造成母液中含有一定的固体，加上滤布破损时固体的侵入，经过一定时期的累积形成一定的块料，从内部对滤布造成磨损，并随着转鼓的转动撞击滤布和转鼓，使转鼓受力不均，导致滤布压条松动、压条固定螺栓脱落、转速波动等现象发生。且抽出母液固含量增高，母液分离罐中固含量逐渐累积，也会导致此系统管线频繁堵塞、液位频繁波动等，从而影响真空系统的安稳运行。

2.3 电机固定螺栓松动

过滤机长时间运行会出现电机底板固定螺栓松动，如果处理不及时，会引起链条松脱、大小链盘不对中、电机晃动等情况，进而出现传动链条抖动打滑甚至拉断、过滤机转速不稳定的结果。

2.4 链盘固定螺栓松动

过滤机链盘是由两半构成，中间有螺栓固定，由于固定螺栓松动，大链盘和链条啮合不好直接影响传动效果，造成转鼓受力不均，同样会出现链条打滑断裂、转速波动的情况。

2.5 反吹气加热器泄漏

过滤机反吹气加热器泄漏，造成蒸汽进入反吹系统，滤饼无法吹落干净，形成结块；且过滤机系统压力偏高，又会导致滤桥压碎、滤布破损。

2.6 转鼓同心度跳动

2019年4月对过滤机转鼓进行同心度检查，发现多个部位失圆。转鼓失圆将会导致运行过程中产生不平衡量，从而引起跳动，造成传动系统的抖动等异常情况。

3 对策

3.1 加大过滤机进料量

根据实际操作经验，在不超过进料泵负荷的情况下，提高过滤机进料量，能尽量减少料盘积料。2019年4月检修对溢流堰进行检查，消除溢流堰水平度不足、偏流漏液严重的问题。过滤机进料量由75 t/h调整至90 t/h后，过滤机溢流量明显增大，减少块料在料盘沉积的可能性，防止料盘积料。

3.2 延长碱洗碱泡时间

日常碱洗过滤机目的是碱洗过滤机滤布，增强过滤机过滤效果，同样也能将过滤机转鼓内、料盘中积料碱洗干净。因此，延长碱洗碱泡时间是消除料盘、转鼓积料的有效方法。将过滤机日常碱洗碱泡时间由原来的15 min增至30 min，取得了明显的碱洗效果，避免料盘、转鼓积料等情况出现。

3.3 加强母液固含量监测

正常生产过程中，过滤机抽出母液固含量约为0.3%(无论多大负荷，多大抽出量，判断依据均为固含量)，当固含量>3%，说明过滤机滤布有破损现象。滤布破损原因是有多方面的，但如果不及时对滤布进行更换或修复，就会引起转鼓内积料，最终造成过滤机转速波动，给生产、设备造成较大的危害。因此，加强抽出母液固含量监控，及时对破损滤布进行更换或修复是保证过滤机平稳运行的重要措施。

3.4 加强设备巡检及维护

提高巡检质量，加强对过滤机设备运行状况的检查维护。2019年1月以来，经加强现场巡检和维护，操作人员和设备维护人员多次发现电机固定螺栓松动、链轮固定螺栓松动等问题，并及时进行处理，确保过滤机平稳运行，电机振动、链条打滑等现象基本消除。2019年4月将链轮、链条改进为双排链轮、双排链条，减速箱进行更新，转鼓轴承进行更换，转鼓同心度进行校对，反吹气加热器进行更新，均增加了此系统的稳定性。

4 结束语

通过实施加大过滤机进料量，延长碱洗碱泡时间等工艺优化和设备维护措施后取得了明显效果。2019年7月以来，过滤机链条断、链盘螺栓断、电机固定松动、滤布破损等现象明显减少，过滤机转速波动现象基本消除，设备损坏维修次数明显降低。对稳定生产提高装置的经济效益起了极大的促进作用。