板框壓濾機工藝優化及自動化控制

2022/04/24 Category.Maintenance 911

采用氨堿法生產純堿，其中濕法蒸餾廢液輸送至渣場。鑒于當前環保形勢，此廢液處理模式已不能滿足公司需求，依托集團循環經濟，公司減排車間新建堿渣一期工序，主要利用澄清桶對廢液稠厚后進行固液分離，其中堿性固體物質送至熱電公司作煙道脫硫劑。項目投用后取得了一定效果，但由于熱電公司脫硫劑用量有限，仍有大部分固體物質隨清液一同排至渣場。通過走訪調研其他公司處理廢液方式、查找相關資料，決定利用減排車間現有 13 臺鹽泥板框壓濾機處理堿渣一期稠厚泥。

板框壓濾機工作方式

filter press主要工作方式為廢液經加壓泵由尾部濾板中間入料孔進入板框壓濾機，分布到各濾布濾室之間，通過濾布兩側壓力差，進行固、液分離。固體顆粒由于濾布的阻擋滯留在濾室內，濾液則穿透濾布經濾板排水孔排出，我公司采用分組聯合供料方式作業，既一臺入料泵對應多臺壓濾機，壓濾過程分為入料、升壓、保壓、卸料四個階段，當開始入料時，啟動入料泵，閥門稍開，保證平穩入料，避免發生噴濺現象，直至濾腔充滿物料，進入升壓階段需進一步加大閥門開度，提升入料總管壓力，保證濾餅壓實成型，升壓階段入料總管壓力達到一定程度不再變化時，進入保壓階段，維持此壓力一段時間后，進入卸料階段，首先關閉入料閥門，開啟泄壓閥門進行泄壓，松開壓緊裝置，進行人工卸料。因此壓濾過程到達不同階段需崗位人員進入現場手動調節閥門改變進液量，來保證壓濾機正常完成整個壓濾流程，由于壓濾機臺數多，且各機所處階段不盡相同，職工需頻繁進入調節閥門，勞動強度較大，又因同一組壓濾機處于不同階段，導致此供料方式各機間相互影響，壓力波動大，若人工調節跟蹤不及時，需經常通過延長保壓時間來保證壓濾效果，單次壓濾周期長，造成板框壓濾系統生產效率降低。雖然后續通過加裝入料調節閥，降低了勞動強度，但各機間的相互影響依然存在，而且調節閥過流部件損壞率較高。隨著以后堿渣壓濾提產增量項目實施，未來 17 臺壓濾機全部用于堿渣處理時，人工需求將進一步增加。

研究攻關方向

板框壓濾機廣泛用于污泥及化工渣漿廢液處理，機體趨于大型化，隨著自動控制設備及技術的不斷成熟應用，板框壓濾工藝逐步向實現全過程自動化方向發展，以節省大量人工投入。對板框壓濾工藝進行優化及自動控制技術研究攻關，將供料方式改為一機一泵配套運行，避免各機間的相互影響，取消單機入料閥、泄壓閥及調節閥，改進 DCS 系統控制，實現單機循環全程自動化，提高生產效率，從根本上減輕勞動強度，降低人工成本。因此改變目前板框壓濾多機聯合供料工藝模式為單機單泵配套運行模式；單機循環操作控制方式變閥門或調節閥切換、節流控制為單一入料泵變頻控制，簡化工藝操作流程；卸料過程應用自動卸料裝置；開發 DCS 自動控制程序，實現入料、升壓、保壓、卸料全程自動化操作及穩定控制。

?單機單泵及自動化模式

以 7# 壓濾機為試驗對象進行技術攻關，對其工藝流程進行改造，配置單獨入料管線 DN125，將入料泵 80ZJ-42 （55kW）改為 100LZ- Ⅱ（90kW），并在入料管線加裝流量計、壓力表，利用變頻調節各階段入料流量。單機單泵流程投用后，壓濾機單次壓濾周期縮短，卸料時只需將變頻降低至為零，不再使用泄壓閥進行泄壓，并且全程利用變頻進行調節，無需動作調節閥，因此取消了原設計泄壓閥以及入料調節閥。我公司自主開發了壓濾機自動控制程序，主要利用 DCS 程序模塊，將入料泵變頻與入料壓力以及流量進行聯鎖來控制入料、升壓、保壓三個階段的進料流量、壓力、時間，實現壓濾機入料、升壓、保壓、卸料各階段的全自動調節。

運行后的效果

7# 壓濾機運行效果評價良好，試運行期間積極摸索系統操作參數，逐步優化、改進了工藝流程及設備，后續完成了其他壓濾機工藝、設備的優化改造，并增加自動控制程序。聯鎖投用，以時間（可設定）為基準將進料分為三個階段，即入料、升壓、保壓，第一階段（入料），入料泵以給定變頻值啟動，按照第一階段的流量基準值與修正值之和作為頻率調節給定值進行自動調節，當漿料基本充滿濾腔進入第二階段；第二階段（升壓）按照第二階段的基準值與修正值之和作為頻率調節給定值進行自動調節，設定升壓時間，在此階段運行中當入料壓力大于 0.15MPa 時，按照一次觸發流量設定基準值作為頻率調節給定值進行自動調節，同時在第二階段，出現一次頻率大于 28Hz 或出現一次入料壓力大于 0.62MPa 時，提前進入第三階段（保壓），當到達設定保壓時間觸發進入保壓階段條件時，以給定頻率恒定輸出入料，當入料流量小于設定值時觸發準備卸料報警，保壓 10min，泄壓后，進行自動卸料。通過不斷嘗試對壓濾機入料流量以及時間的設定進行調整，目前單機單泵壓濾機最快可達 105min 一車，較未改造之前且縮短了 20min。查定結果顯示每臺壓濾機每班增加卸料近 1 車，壓濾機效率提高 16%。