廂式壓濾機(jī)在來賓華錫冶煉有限公司鋅系統(tǒng)的應(yīng)用

曾宗華

【摘 要】文章闡述了廂式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了2種廂式壓濾機(jī)在來賓華錫冶煉有限公司鋅系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用情況，并針對2種廂式壓濾機(jī)的特點(diǎn)、存在的問題及改進(jìn)措施進(jìn)行詳細(xì)論述，最后從如何強(qiáng)化操作與管理、確保廂式壓濾機(jī)正常使用、提高鋅冶煉生產(chǎn)自動化控制水平等方面提出建議性意見。

【關(guān)鍵詞】廂式壓濾機(jī)；結(jié)構(gòu)原理；固液分離；PLC控制；變頻技術(shù)；操作與管理；自動化控制

【中圖分類號】TD462.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）09-0065-04

0 前言

廂式壓濾機(jī)是一種固液分離設(shè)備，適用于各種漿料及懸浮液的固液分離，具有適用范圍廣、分離效果好、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、紡織、造紙、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，廂式壓濾機(jī)不論從控制原理、結(jié)構(gòu)及操作技術(shù)方面均已有了長足的進(jìn)步，按照其結(jié)構(gòu)及用途的不同，大致可分為手動式廂式壓濾機(jī)、半自動化廂式壓濾機(jī)和全自動化廂式壓濾機(jī)3種，其各自的操作、維護(hù)、保養(yǎng)、維修和管理要求差異較大，設(shè)備產(chǎn)能、生產(chǎn)指標(biāo)、生產(chǎn)效率也不盡相同。來賓華錫冶煉有限公司（簡稱來冶）鋅系統(tǒng)在1999年首先使用了GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)。這是來冶鋅系統(tǒng)前期使用的廂式壓濾機(jī)。2003年通過技改工程，公司對前期使用GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，在一些關(guān)鍵部位進(jìn)行了改進(jìn)，使得其故障率有所降低，生產(chǎn)效率提高。到2011年年底，公司又重新引進(jìn)新一代廂式隔膜壓濾機(jī)，這就是來冶鋅系統(tǒng)后期使用的XMZG205/2000-UK隔膜廂式壓濾機(jī)。對來冶鋅系統(tǒng)前、后期使用的2種型號廂式壓濾機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雖然使用年限相距10年，但它們的結(jié)構(gòu)、控制原理大致是相同的，各有優(yōu)勢，前期投入使用廂式壓濾機(jī)過濾面積小，產(chǎn)能低；后期引進(jìn)的壓濾機(jī)，過濾面積從前期的100 m2增大到205 m2，產(chǎn)能提高近1培，且在取、拉板系統(tǒng)控制中采用變頻技術(shù)，從而大大降低了設(shè)備故障率。

1 廂式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)、原理

1.1 結(jié)構(gòu)

一般的半自動廂式壓濾機(jī)主要由五大部分組成：機(jī)架部分，自動取、拉板部分，過濾部分，液壓站部分，電氣控制部分；而全自動廂式壓濾機(jī)增加有卸料振打系統(tǒng)和濾布自動清洗系統(tǒng)。廂式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）機(jī)架部分：用于支撐過濾機(jī)構(gòu)和取、拉板機(jī)構(gòu)，由頭板、尾板、過濾板、機(jī)座、油缸體和主梁等組成。

（2）自動取、拉板部分：由電機(jī)（直接驅(qū)動或變頻控制）、拉板小車、鏈輪、鏈條等組成。在PLC控制下，電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過鏈條帶動拉板小車完成取、拉板動作。除程序控制外，還可以通過手動操作，隨時控制取、拉板過程中的前進(jìn)、停止、后退運(yùn)行，以保證廂式壓濾機(jī)正常卸料。

（3）過濾部分：由整齊排列在主梁上的普通廂式濾板、隔模濾板（不帶壓榨的沒有）、濾布等組成。

（4）液壓站部分：液壓站部分是主機(jī)完成各種動作的動力裝置，在電氣控制系統(tǒng)的作用下，通過油缸、油泵及液壓元件來完成各種過程工作，可實(shí)現(xiàn)自動壓緊、自動補(bǔ)壓及自動松開濾板等功能。

（5）電氣控制部分：電控部分是整個廂式壓濾機(jī)的控制中心，它主要由變頻器、可編程控制器（PLC）、熱電電器、斷路器、空氣開關(guān)、中間繼電器、接觸器、電接點(diǎn)壓力表、按鈕開關(guān)及電源指示燈等組成，它是整個廂式壓濾機(jī)系統(tǒng)的控制中心，在PLC程序指令控制下完成從進(jìn)料到卸料、濾布清洗等一系列工作過程。

（6）卸料振打系統(tǒng)：由振打活塞（振打錘）、氣缸、軟氣管、電控閥門及行走小車等組成。

（7）濾布清洗系統(tǒng)：由清洗大車（前后運(yùn)行）、清洗小車（裝在清洗大車上，左右運(yùn)行）、清洗桿（裝在清洗小車上，清洗桿的上下、四周有小孔）、軟水管、水泵、電控閥門等組成。

1.2 工作流程、原理

1.2.1 壓緊頭板

開動油泵，采取手動壓緊或自動壓緊，在PLC控制下，通過液壓系統(tǒng)將頭板壓緊，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時，自動停止壓緊程序，進(jìn)入過濾程序。

1.2.2 進(jìn)料過濾

漿料通過料泵從廂式壓濾機(jī)頭板進(jìn)料口進(jìn)入濾室（由濾板與隔膜板構(gòu)成）內(nèi)，漿料借助進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行固液分離，由于過濾介質(zhì)（濾布）的作用，使固相留在濾室內(nèi)形成濾餅，液相（濾液）由水嘴排出（再經(jīng)滴液盤出口流向下道工序）。在過濾過程中，當(dāng)各濾板間壓力低于設(shè)定值時，會自動補(bǔ)壓，避免料漿、濾液向外泄漏。

1.2.3 風(fēng)（或水）壓榨

濾餅水分要求較高的工況，在卸料之前需進(jìn)行壓榨，進(jìn)一步把濾餅中的水分排出。壓榨有水壓榨方式和風(fēng)（壓縮空氣）壓榨方式2種，通過尾板上專用的壓榨進(jìn)口，通入高壓水或壓縮空氣，并經(jīng)隔膜板將壓力均衡傳遞到濾布表面壓榨濾餅，將濾餅中水分進(jìn)一步壓干，可得到水分≤25%的濾餅。

有的廂式壓濾機(jī)還設(shè)有反吹風(fēng)裝置，即從廂式壓濾機(jī)頭板專用反吹口，通入壓縮空氣直接進(jìn)入到進(jìn)料通道，透過濾餅層，首先吹出濾餅和進(jìn)料通道中一部分水分，再進(jìn)入壓榨程序，進(jìn)一步壓榨，以此確保濾餅水分≤25%。

1.2.4 卸料、振打

（1）卸壓、排水：當(dāng)過濾程序完成時，會自動卸壓，頭板往后松開（后退）一點(diǎn)（不是完全松開），這是為了排出濾板與隔膜之間的水，此時，油缸上電接點(diǎn)壓力表壓力數(shù)字指示為零。

（2）卸料：當(dāng)卸壓、排水完畢，在PLC程序控制下，頭板繼續(xù)往后退到設(shè)定位置自動停下，滴液盤開出，轉(zhuǎn)入卸料程序，取、拉板系統(tǒng)開始工作。取板→拉板→振打（可選擇）→取板，周而復(fù)始，直到卸完最后一板濾餅才結(jié)束（如果有濾布清洗系統(tǒng)，則進(jìn)入濾布清洗程序），此時液壓系統(tǒng)重新啟動，滴液盤進(jìn)入，頭板重新壓緊，到此一個過濾工作流程結(jié)束。又進(jìn)入到下一個濾機(jī)工作循環(huán)，回到進(jìn)料、過濾程序，重新開始進(jìn)料……依次進(jìn)行。

（3）振打：當(dāng)卸料過程需要振打時，振打小車按卸料程序同步運(yùn)行到第一板濾布吊桿上方，振打錘由上至下方向來回振打?yàn)V布吊桿中部，以達(dá)到振落濾布上的濾餅作用，由PLC控制振打次數(shù)和頻率。

1.2.5 清洗濾布

當(dāng)卸料完畢，需要清洗時，由PLC控制進(jìn)入濾布清洗程序，首先將頭板退到位，然后拉開第一塊濾塊，此時，清洗大車行走到第一板濾布前面，然后安裝在清洗小車上的清洗桿自動立起，接著清洗小車在清洗大車上左右行走。隨后，從清洗桿上下四周的小孔向外噴出高壓水，對整塊濾布進(jìn)行清洗，直到清洗設(shè)定時間到，接著自動放下清洗桿，小車行走到大車一端停下，然后取拉板機(jī)構(gòu)拉開第二塊濾板，清洗大車行走到第二塊濾布面前，接著清洗第二板濾布，依此循環(huán)，直到洗完所有濾布，清洗車才自動停止，整個清洗過程由PLC指令控制完成。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)

2.1.1 特點(diǎn)

GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)，是一種從壓板、進(jìn)料、壓榨、卸料（含振打）、取板、拉板及濾布清洗等操作，均按PLC程序指令自動完成的全自動化廂式壓濾機(jī)。在壓濾機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行過程中，無需人工干預(yù)、過濾效率高、安全可靠、節(jié)省人力物力，具有濾液清、濾餅水分低等特點(diǎn)。該壓濾機(jī)在來冶鋅系統(tǒng)過濾工序生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中效果顯著，在當(dāng)時的背景條件下，是一種性能優(yōu)越的現(xiàn)代化過濾設(shè)備。

2.1.2 問題

問題一：濾布吊掛架裝置易變形，導(dǎo)致濾布上下移位、進(jìn)料通道被部分堵塞，直接影響過濾效率，需要經(jīng)常調(diào)整吊架。

問題二：取、拉板小車軌道易變形，取、拉板小車在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生卡死現(xiàn)象，影響正常卸料。取、拉板換向裝置，剛性轉(zhuǎn)動，機(jī)械沖擊力大，設(shè)備故障略高。

問題三：清洗小車的清洗桿易刮到濾布，影響清洗進(jìn)度。

2.1.3 改進(jìn)

上述3種常見故障或設(shè)計缺陷，我們與設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行充分溝通，針對實(shí)際使用中存在的問題，做了相應(yīng)的改進(jìn)。

（1）濾布吊掛架裝置易變形：取消了吊掛機(jī)構(gòu)中的彈簧，把活動連接改為鋼性連接，但可隨時調(diào)整，從而解決了由于濾布上下移位導(dǎo)致進(jìn)料通道被部分堵塞，直接影響過濾效率的問題。

（2）取、拉板小車軌道易變形：針對這一問題，生產(chǎn)廠家在后期生產(chǎn)的同一型號廂式壓濾機(jī)中對小車軌道重新改進(jìn)設(shè)計，更換了材質(zhì)，較好地解決了因軌道變形，影響正常卸料的問題。

（3）取、拉板換向裝置故障：在后期生產(chǎn)的壓濾機(jī)中，在取、拉板換向設(shè)計上運(yùn)用了PLC中高速傳感器，作為送鉤、拉板換向信號控制，從而使取、拉板機(jī)構(gòu)發(fā)生故障率有所降低。

（4）清洗桿易刮碰濾布：通過重新修正限位位置，重新設(shè)計調(diào)整PLC程序，準(zhǔn)確控制清洗大車停靠位置，確保濾布清洗桿能剛好位于濾布與濾板之間的空間位置，經(jīng)多次試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，問題得以解決。

2.2 XMZG205/2000-UK廂式壓濾機(jī)

2.2.1 特點(diǎn)

來冶鋅系統(tǒng)在2011年下半年開始使用XMZG205/

2000-UK廂式壓濾機(jī)。它的大部分功能與GXZ-100/1000型號機(jī)型相同。主要優(yōu)點(diǎn)是取、拉板系統(tǒng)引用了變頻器控制技術(shù)，通過對PLC程序的調(diào)整和變頻器參數(shù)的簡單設(shè)置，把廂式壓濾機(jī)的取、拉板系統(tǒng)電氣控制從剛性到柔性進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使得取、拉板速度可調(diào)，電機(jī)啟動電流降低，從而機(jī)械沖擊力降低，電氣元件壽命延長，設(shè)備故障率降低，系統(tǒng)可靠性、安全性得以大幅提高，能基本滿足生產(chǎn)要求。

2.2.2 問題

問題一：XMZG205/2000-UK廂式壓濾機(jī)進(jìn)料采用料泵，在實(shí)際使用中泵的故障率高、備件消耗大，導(dǎo)致維修成本高，壓濾機(jī)不能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)能有所降低。

問題二：該機(jī)只能在卸料中實(shí)現(xiàn)整機(jī)的局部自動控制，屬于一種間歇操作壓濾設(shè)備，不利于企業(yè)提高生產(chǎn)自動化控制水平。

2.2.3 改進(jìn)

從多年生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)可知，作為廂式壓濾機(jī)進(jìn)料用的料泵，在長期運(yùn)行中，泵的備件損壞非常大，維修成本高。我們針對這一問題，把用料泵進(jìn)料改為料罐進(jìn)料，即先將需要過濾的漿料打到料罐，然后給料罐加入壓縮空氣，通過壓力把漿料從料罐中壓進(jìn)廂式壓濾機(jī)中，當(dāng)配上電動閥門，就可實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)料，并減少泵的備品備件消耗。

2.3 小結(jié)

綜上所述，GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)是一種從壓板、進(jìn)料、壓榨、卸料（含振打）、取板、拉板及濾布清洗等操作，均按PLC程序指令自動完成的全自動化廂式壓濾機(jī)，非常有利于企業(yè)提高生產(chǎn)自動化控制水平；而XMZG205/2000-UK是一種間歇性操作的加壓過濾設(shè)備，無法實(shí)現(xiàn)整機(jī)全自動化生產(chǎn)，只能在卸料程序中實(shí)現(xiàn)自動取板、拉板操作，完成自動卸料過程。除此之外，其他所有的過程控制，仍需依靠人工手動操作來完成。該廂式壓濾機(jī)與GXZ-100/1000全自動廂式壓濾機(jī)相比，缺少卸料振打及濾布清洗功能，無法實(shí)現(xiàn)整機(jī)自動化控制，在一定程度上不利于企業(yè)提高生產(chǎn)自動化控制水平。但是，XMZG205/2000-UK廂式壓濾機(jī)在取、拉板系統(tǒng)中引用了變頻器控制技術(shù)，使得壓濾機(jī)的取拉板電氣控制從剛性向柔性轉(zhuǎn)變，這一項(xiàng)改進(jìn)在技術(shù)上是一個質(zhì)的飛躍，它使得廂式壓濾機(jī)取、拉板系統(tǒng)的機(jī)械、電氣性能得以大幅提高，設(shè)備故障率大為降低。筆者認(rèn)為，如果能將以上2種型號壓濾機(jī)的設(shè)計理念綜合考慮，取長補(bǔ)短，重新設(shè)計一種新型全自動化廂式壓濾機(jī)，將有利于改進(jìn)企業(yè)的固液分離工序，實(shí)現(xiàn)全自動化生產(chǎn)過程控制，極大地提高生產(chǎn)效率。

3 廂式壓濾機(jī)運(yùn)行管理與維護(hù)

廂式壓濾機(jī)投入運(yùn)行后，必須按設(shè)備要求搞好廂式壓濾機(jī)的正常維護(hù)與日常管理工作，確保廂式壓濾機(jī)生產(chǎn)兩大過程控制指標(biāo)（濾液、濾餅的質(zhì)量）在生產(chǎn)可控范圍（濾液質(zhì)量要求清亮、透明，含固量≤5%，濾餅水分≤25%），從而實(shí)現(xiàn)鋅冶煉生產(chǎn)的自動化，持續(xù)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 管理

廂式壓濾機(jī)的日常管理，主要是指為確保廂式壓濾機(jī)的正常運(yùn)行，而制定出的一些必要的管理制度，并經(jīng)常化的監(jiān)督實(shí)施所采取的一切措施。比如：廂式壓濾機(jī)的日常操作規(guī)程，廂式壓濾機(jī)維護(hù)巡檢制度，廂式壓濾機(jī)維、檢修規(guī)程，廂式壓濾機(jī)定期檢查、保養(yǎng)制度，廂式壓濾機(jī)維護(hù)和管理人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)水準(zhǔn)及必須具備的工作責(zé)任心等條款，均屬于廂式壓濾機(jī)管理的范疇。而重點(diǎn)應(yīng)放在培養(yǎng)或配備高水準(zhǔn)的廂式壓濾機(jī)設(shè)備管理專業(yè)人才上，它能確保廂式壓濾機(jī)在鋅冶煉生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，是達(dá)到設(shè)計預(yù)期效果的關(guān)鍵所在。

3.2 操作與維護(hù)

3.2.1 操作

操作是指崗位操作人員依據(jù)廂式壓濾機(jī)操作規(guī)程要求，對廂式壓濾機(jī)進(jìn)行的正常操作，承擔(dān)維護(hù)、保養(yǎng)的義務(wù)和責(zé)任。同時，工藝技術(shù)管理人員應(yīng)對廂式壓濾機(jī)的操作和管理有足夠的認(rèn)識并引起重視，能與機(jī)電技術(shù)管理人員密切配合，共同搞好廂式壓濾機(jī)的日常管理工作，以確保廂式壓濾機(jī)正常運(yùn)行，在生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.2.2 維護(hù)

維護(hù)是指崗位操作人員和廂式壓濾機(jī)設(shè)備專業(yè)維修人員，對廂式壓濾機(jī)正常運(yùn)行的日常檢查和維護(hù)工作。當(dāng)廂式壓濾機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時，崗位操作人員有責(zé)任及時向機(jī)電技術(shù)管理人員或現(xiàn)場維修人員提供信息，反映廂式壓濾機(jī)設(shè)備平時的運(yùn)行情況，并配合相關(guān)維修人員迅速排除故障，以便及時恢復(fù)生產(chǎn)；廂式壓濾機(jī)設(shè)備現(xiàn)場維修人員要按照有關(guān)管理制度，搞好廂式壓濾機(jī)的日常維護(hù)和檢修工作，做到正常巡檢和定期保養(yǎng)，確保廂式壓濾機(jī)正常可靠地運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，廂式壓濾機(jī)如果能實(shí)現(xiàn)整機(jī)全自動化控制，將有效地提高鋅冶煉生產(chǎn)自動化控制水平，對推動鋅冶煉技術(shù)進(jìn)步，改善生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)，提高鋅冶煉金屬回收率，減輕一線冶煉工人的勞動強(qiáng)度，改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，以及提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。由于全自動化廂式壓濾機(jī)在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，因此必將促進(jìn)企業(yè)全體員工為適應(yīng)對新設(shè)備操作、管理工作的需要，從自身實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)對生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)。鋅冶煉生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動化和管理的科學(xué)化、程序化，將被提到企業(yè)管理層的高度。企業(yè)依靠科技進(jìn)步，保證鋅冶煉生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定、高速發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]