煤制油催化剂装置过滤机常见故障分析及对策

张春雷

摘 要： 随着全球贸易一体化的到来，对企业发展带来了严重的挑战。企业要想获取长远发展，对板框式过滤机逐渐加大了需求量。板框式过滤机具有分离效果好、适应性较强的优点，现阶段在我国具有较为广泛的使用前景。通过对板框式过滤机常见故障原因及对策的研究分析，以此有效降低板框式过滤机在运行中出现的故障频率。

关键词：板框式 过滤机 故障分析 对策

中图分类号：TQ531 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0311-02

前言

板框式过滤机作为一种比较成熟的脱水设备，在工业生产中应用较多。板框式过滤机是煤液化催化剂制备装置连接煤浆系统和干燥系统，实现固液分离的大型设备，设备对装置生产具有承上启下的重要作用，其运行效率直接关系到装置催化剂产品的产能，从而影响煤液化装置的生产负荷。在现阶段的神华鄂尔多斯煤制油公司的煤直接液化催化剂的生产中，较为普遍使用板框式过滤机。

一、板框式过滤机的结构

板框式过滤机，又称为板框式隔膜压滤机，它是集机、电、液于一体的先进分离机械设备，它主要由五大部分组成：机架部分、自动拉板部分、过滤部分、液压部分和电气控制部分，其结构图如下：

板框式过滤机的板框材料，通常情况下由橡胶包覆的聚丙烯、或者钢板等材料。当前阶段，我国的板框式过滤机，在过滤介质方面选择上，多数采取滤布或者滤纸，将过滤介质放置于上框下框之间。但是由于滤纸上纹理的存在，导致在压紧密封时，容易产生缝隙，进而影响了整体密封效果；即便压力足够大，密封面处也会出现渗漏的状况。如果采取负压密封装置，能够有效解决渗漏问题，进而解决结构方面的问题。可以利用铝合金对上下框材料进行压紧，同时可以在上框地面合理设置负压槽，保证槽深度和槽宽度控制在5mm-8mm左右，进而能够有利于密封面得到压紧。

二、板框式过滤机工作原理

板框式过滤机主要用于固体和液体的分离，与其它固液分离设备相比，压滤机过滤后的滤饼有更高的含固率和优良的分离效果。固液分离的基本原理是：首先，在液压系统的压力之下，能够将滤板充分压紧，混合液流经过滤介质（滤布），固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼，进而促使已经沉淀的淤泥可以流入，主要通道在隔膜滤板与厢式滤板之间；淤泥可以在各个滤布之间分散，在框架的压力之下，淤泥无法进一步流动，而滤液部分则渗透通过滤布，成为不含固体的清液。系统在挤压水泵（螺杆泵）的作用下，将水分充分排解出，促使淤泥逐渐形成泥饼，滤饼过滤开始。泥饼厚度逐渐增加，过滤阻力加大。过滤时间越长，分离效率越高[1]。特殊设计的滤布可截留粒径小于1μm的粒子。最终泥饼在拉板小车的作用下，将滤饼卸入下游的滤饼仓中。但是往往在实际运行的过程，板框式压滤机具有较大的压力，导致板框经常会出现损坏的情况，滤布发生堵塞的情况，同时由于受到滤饼水分和液压油站等影响，导致过滤机系统问题频发。

三、板框式过滤机运行中常见故障及解决措施

1.拉板小车链齿轮的影响

1.1故障现象：由于拉板小车结构因素，致使转动销轴以及链轮能够进行直接摩擦，同时由于缺乏保护装置，进而导致在板框压滤机在实际运行中，常常受到周围固体粉尘、颗粒的影響，在链轮销轴孔中经常会堆满固体颗粒，严重危害到链轮销孔以及链轮销轴的正常使用，磨损情况非常严重，需要经常对配件进行更换，进而导致生产中断，无法持续性工作。所以，现阶段的结构具有一定的弊端，无法满足实际生产流程中的要求。

1.2解决措施：可以通过开轴承安装孔的程序解决上述问题，在孔内安装滚动轴承，保证此轴承具备防尘盖；通过链轮本身台肩定位，同时利用内卡簧定位，利用密封盒将机架和链轮密封起，以此有效解决粉尘颗粒问题。这样的链轮转动结构能够同周围环境分隔开，处于密封环境，此时转动更加可靠，提升润滑效果，有利于生产安全。

2.压滤机翻板增加支撑的影响

2.1故障现象：（1）如果板框式压滤机在运行阶段，出现滤饼水分过于干燥、或者水分太少的情况，容易造成泥结成块，以此导致供料口出现堵塞，使滤板缺失了介质，进而在液压系统的压力下，造成滤板组件的损坏；（2）如果供料中存在不符合规格的煤浆固体颗粒、或者出现供料不足的情况下，也会造成板框受力不均匀、或受力过多而出现损坏情况；（3）如果板框式压滤机在流出口部位，出现固体堵塞或者出口阀供料阀开关被闭合，造成无法外泄压力的情况，进而造成损坏；（4）如果不及时清理干净滤板，容易造成煤浆外泄，进而对板框造成损坏，板框边缘容易形成很多小沟，出现煤浆外泄或者压力过少的情况，不利于滤饼的形成。

2.2解决措施：首先，需要利用刮刀或者尼龙布对其进行充分清理，保证其洁净度，同时进料口堵塞的煤泥，需要及时进行清理；其次，需要保证介质颗粒、以及供料压力满足实际运行需求，对滤板进行定期清洗工作，发生滤板损坏的情况，必须及时更换，保证滤板的完整性，同时确保其容积状态；最后，滤布同样需要定期检查，同时做好排水口的清理工作，打开阀门以此释放压力。此外，该公司选择SR301A＼B两台过滤机作为实验对象，将翻板由一整块改成两块，有效的提高过滤机运行中翻板的到位程度，防止翻板变形引起漏料的现象发生。翻板支撑前后对比照片见图2

通过统计改造前后各6个月的数据对比，压滤机因翻板不到位引起的漏浆次数由改造前的月均88次减少到目前的月均29次，故障频次降低了67%，改造效果显著。

3.压滤机挤压水管的影响

3.1故障现象：在神华煤制油公司催化剂制备装置的正常生产中，由于挤压水管与压滤机滤液槽之间长期摩擦导致挤压水管破裂、漏水，影响过滤机的连续稳定运行，这样就会降低催化剂的小时产量，进而影响煤液化的生产负荷。

3.2解决措施：抬高挤压水管，提升挤压水管布置高度，降低接液槽高度，此举有效防止挤压水管与接液槽之间的磨擦，减少磨损，保障了过滤机的长周期稳定运行。改造前后对比照片见图3

通过统计改造前后各6个月的数据对比，挤压水管损坏的根数由月均67根减少到目前的月均18根，损坏率降低了73%，效果非常明显。

4.液压系统的影响

故障原因分析及解决措施：

4.1如果单向阀损坏，单向阀小球窜到别处，可能会导致液压缸停泵时泵反转，或者压力不足的情况，对其进行复位，即可解决问题；4.2如果流量和流量控制阀的滑阀体，出现变形以此造成动作不到位，容易出现液漏的情况，进而使液压缸工作中液压系统带有杂音，如果出现上述情况，只需要对控制阀进行及时更换，或者修复滑阀体即可；4.3如果发生压力继电器受损的情况，造成拉板器不发生方向的变化，可以通过调整触发点、或者更换压力继电器的方式，以此解决相关故障[2]。

5.压滤机进料压力的影响

故障原因分析及解决对策：现阶段的板框式过滤机压紧压力达到180bar时，压滤机直接进料，但由于滤板闭合时闭合压力的波动，会造成闭合壓力瞬间出现高于设定进料压力的脉冲，引起直接进料，造成严重的漏料。而通过过滤机PLC程序改造，将过滤机压紧压力达到设定压力后， 压滤机延时10秒进料，此时压滤机闭合压力已经非常稳定，避免进料后出现漏料现象发生，实践证明这项改造非常成功。

四、板框式过滤机设备的养护措施

随着技术的不断进步，为了降低板框过滤机故障的发生率，延长设备使用寿命，提高其工作效率，保证工作质量，可以对以下两方面进行维护和保养：

1.定期清洗，挤压水泵（螺杆泵）的管道经常会出现污泥，因此为防止此管道出现污泥结块，导致管道受堵，必须定期清洗管道，及时处置杂质，保证管道清洁。同时需要对滤布、以及板框进行有效的检查工作和清洗工作，防止出现磨损过重的情况；如果出现必须及时更换。而开关表面容易受杂质影响，需要对压滤机的开关做好清洁工作，保证开关运转正常。此外，对于部件、设备的清洗，必须对电器元件加以保护，避免其受潮。

2.定期检查，如果液压系统出现漏油的情况，需要开展阀门、以及管道的检查工作，及时发现及时处理。同时对于气动阀、以及气动元件，也需要定期检查，防止其出现漏气、堵塞的情况发生。板框式过滤机的所有部件，都需要定期检查，保证其紧固性，有利于保证工作人员的人身安全。

结语：本文对煤制油催化剂装置中板框式过滤机的结构特征、工作原理、常见故障与解决措施、养护管理等方面进行了详尽的阐述，分析过滤装置常见的故障问题，并针对故障问题给出了对应的解决策略，使得催化剂装置过滤机的故障率大幅度下降，为装置高负荷运行提供了可靠保障，并且给煤制油催化剂装置第二、三条生产线过滤机的研究提供准确数据支撑。

参考文献

[1]潘爱军.双程板框式过滤机在脱色工艺中的应用研究[J].卷宗，2014（9）：243-244.

[2]孙苗毅，王栋.板框式压滤机漏液原因分析及解决方法[J].炼油与化工，2015， 26（6）.