趙雷雷,劉 才

(安徽晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

目前，安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱中能公司)航天爐一、二期裝置配套的真空帶式過(guò)濾機(jī)運(yùn)行效果不理想，過(guò)濾后濾餅的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%左右，在運(yùn)輸過(guò)程中容易造成污染，影響環(huán)境，需要通過(guò)增設(shè)輥式壓濾機(jī)裝置進(jìn)一步脫水后才能勉強(qiáng)運(yùn)輸。將真空過(guò)濾后的濾餅經(jīng)過(guò)輥式壓濾機(jī)重新脫水，雖然可以降低5%左右的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但是卻導(dǎo)致了濾餅處理費(fèi)用的大幅升高。

三期航天爐裝置工藝設(shè)計(jì)在一、二期基礎(chǔ)上做出了部分優(yōu)化，在設(shè)計(jì)中氣化濾餅的處理也采用了相對(duì)先進(jìn)的板框式壓濾機(jī)系統(tǒng)。隨著三期航天爐系統(tǒng)板框式壓濾機(jī)的投運(yùn)，可以考慮將一、二期的淤漿送至三期板框式壓濾機(jī)，停運(yùn)一、二期真空帶式過(guò)濾機(jī)以達(dá)到降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的目的。因此，確保三期板框式壓濾機(jī)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)一、二期淤漿持續(xù)穩(wěn)定輸送至壓濾機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 工藝簡(jiǎn)介

航天爐系統(tǒng)中氣化爐激冷室和合成氣洗滌塔底部排出來(lái)的黑水經(jīng)減壓后送入高壓閃蒸系統(tǒng)，高壓閃蒸后底部的固液混合物進(jìn)入真空閃蒸系統(tǒng)；真空閃蒸后底部進(jìn)一步濃縮的固液混合物自流進(jìn)入沉降槽進(jìn)行沉降并固液分離；沉降下來(lái)的淤漿被耙料機(jī)送到沉降槽底部的出口，通過(guò)沉降槽底流泵送至壓濾機(jī)進(jìn)行處理，處理后的濾餅送出界區(qū)。

板框式壓濾機(jī)由交替排列的濾板和濾框構(gòu)成一組濾室。濾板的表面有溝槽，其凸出部位可以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通淤漿、洗滌水和引出濾液。濾板、濾框兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊濾板、濾框。濾板、濾框之間的濾布起密封墊片的作用。

正常生產(chǎn)時(shí)由淤漿泵將淤漿液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過(guò)濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過(guò)濾完畢后，可通入洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時(shí)還通入壓縮空氣，除去剩余的洗滌液。隨后打開(kāi)壓濾機(jī)卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊濾板、濾框，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。

2 技改措施

一、二期淤漿重新設(shè)計(jì)管線至三期壓濾機(jī)，將淤漿送至壓濾機(jī)進(jìn)行試車、調(diào)試及運(yùn)行；確保利用一、二期的淤漿可以保持壓濾機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，為三期的開(kāi)車運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

由于三期板框式壓濾機(jī)在中能公司的使用沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循，在實(shí)際運(yùn)行中遇到諸多問(wèn)題，導(dǎo)致壓濾機(jī)系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，影響一、二期淤漿的穩(wěn)定、連續(xù)輸送。因此,優(yōu)化技改三期板框式壓濾機(jī)，使其穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行，是亟需解決的問(wèn)題。針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出具體技改方案并實(shí)施。

(1)技改導(dǎo)料斗，穩(wěn)定皮帶機(jī)運(yùn)行。

板框式壓濾機(jī)裝置上部為壓濾系統(tǒng)，下部為導(dǎo)料斗。導(dǎo)料斗設(shè)計(jì)為錐形，出口為長(zhǎng)方形，出口下方設(shè)置1條接收濾餅的卸料皮帶。壓濾成型的塊狀濾餅下落高度距皮帶約3 m，壓濾機(jī)在卸料時(shí)，灰餅直接落在皮帶上對(duì)皮帶沖擊較大，皮帶易變形損壞且導(dǎo)料斗也易受沖擊磨損,導(dǎo)致多次出現(xiàn)皮帶超負(fù)荷跳停和皮帶故障跑偏等問(wèn)題。針對(duì)此情況，對(duì)導(dǎo)料斗進(jìn)行技改來(lái)解決濾餅沖擊問(wèn)題。通過(guò)在導(dǎo)料斗內(nèi)部焊鋼結(jié)構(gòu)支撐，形成網(wǎng)格形狀以破碎塊狀濾餅，從而減小對(duì)皮帶的沖擊，使濾餅均勻分布在輸送皮帶上[1]。技改后確保了皮帶的穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到穩(wěn)定濾餅輸送的目的。

(2)機(jī)泵密封水優(yōu)化，確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

壓濾機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用中水作為各密封點(diǎn)的密封水。由于中水壓力偏低，一般在0.05～0.20 MPa，不能滿足正常生產(chǎn)運(yùn)行期間的密封作用，致使各液位計(jì)、壓濾機(jī)進(jìn)料壓力表、淤漿給料泵、濾液泵等機(jī)封密封沖洗效果差，故障頻繁。淤漿儲(chǔ)罐液位計(jì)、壓濾機(jī)進(jìn)料壓力表參與壓濾機(jī)運(yùn)行聯(lián)鎖，液位計(jì)、壓力顯示出現(xiàn)錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致壓濾機(jī)不能正常運(yùn)行；機(jī)泵機(jī)封得不到有效沖洗導(dǎo)致故障較為頻繁，同樣也影響到壓濾機(jī)的正常運(yùn)行。為提高密封水的壓力，并且穩(wěn)定、持續(xù)地供應(yīng)密封水，可以通過(guò)增加中水管道加壓泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。增加1個(gè)揚(yáng)程為50 m、體積流量為12.5 m3/h的管道泵后，水壓由0.1 MPa左右提高至0.4～0.6 MPa，保障了壓濾機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。管道泵的投運(yùn)使各機(jī)泵的密封水得到持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)；各液位、壓力點(diǎn)顯示正常，各機(jī)泵機(jī)封的穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行得到了保障，為壓濾機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

(3)壓濾機(jī)給料泵進(jìn)口過(guò)濾器改進(jìn)，穩(wěn)定機(jī)泵運(yùn)行。

壓濾機(jī)給料泵進(jìn)口原設(shè)置濾網(wǎng)孔徑為5 mm,該泵在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)濾網(wǎng)堵塞，影響機(jī)泵淤漿流量的情況，造成壓濾機(jī)不能持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。壓濾機(jī)給料泵進(jìn)口濾網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到航天爐裝置淤漿攜帶垢片等異物的實(shí)際特點(diǎn)，孔徑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，需要進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況取消原設(shè)計(jì)的Y形過(guò)濾器，增加自制立式過(guò)濾器，過(guò)濾器內(nèi)部設(shè)置濾網(wǎng)孔徑為10 mm，濾網(wǎng)筒體為圓柱形，過(guò)濾器進(jìn)口側(cè)設(shè)置排污口；在濾網(wǎng)堵塞時(shí)可以通過(guò)排污口排出雜物，從而避免因?yàn)V網(wǎng)堵塞頻繁拆檢濾網(wǎng)的事件發(fā)生，穩(wěn)定了機(jī)泵運(yùn)行。

(4)壓濾機(jī)副進(jìn)料管線反吹管原位置設(shè)置不合理，死區(qū)較長(zhǎng)，易堵塞，技改消除或減少死區(qū)。

由于淤漿較為黏稠，在輸送過(guò)程中沉淀后不能及時(shí)清理，導(dǎo)致壓濾機(jī)副進(jìn)料管線堵塞，堵塞后無(wú)法進(jìn)行反吹，致使壓濾機(jī)裝置不能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。壓濾機(jī)系統(tǒng)在原始配管時(shí)沒(méi)有充分考慮到淤漿的沉淀、結(jié)垢、堵塞管道等特性，反吹管連接點(diǎn)設(shè)置不合理，導(dǎo)致反吹副進(jìn)料管線死區(qū)較長(zhǎng)，處于死區(qū)的淤漿不能被及時(shí)反吹清理，長(zhǎng)時(shí)間沉淀結(jié)垢，堵塞管道。通過(guò)對(duì)副進(jìn)料反吹管線進(jìn)行技改，將反吹點(diǎn)前移，減小了死區(qū)，提高反吹效果，避免或減緩了管線的堵塞、結(jié)垢，穩(wěn)定了壓濾機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。

(5)進(jìn)料口取壓點(diǎn)位置優(yōu)化，降低濾餅含水量。

壓濾機(jī)進(jìn)料口取壓點(diǎn)壓力的顯示是程序中設(shè)定保證進(jìn)料量的重要控制點(diǎn)，其主要作用是判斷壓濾機(jī)投料后，淤漿管線達(dá)到進(jìn)料壓力時(shí)并且延時(shí)120 s進(jìn)料步驟完成的控制依據(jù)。由于該取壓點(diǎn)位置的原設(shè)計(jì)在進(jìn)料口切斷閥之后，壓力點(diǎn)設(shè)置沖洗水持續(xù)沖洗，避免堵塞影響正常顯示；而當(dāng)進(jìn)料結(jié)束，切斷閥關(guān)閉時(shí)，取壓點(diǎn)的密封水仍然能通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入壓濾機(jī)，從而造成濾餅的含水量偏高，影響壓濾效果。鑒于此，將進(jìn)料口的取壓點(diǎn)改到切斷閥之前，只要壓濾機(jī)的進(jìn)料環(huán)節(jié)結(jié)束，切斷閥關(guān)閉，壓濾機(jī)進(jìn)料壓力點(diǎn)的沖洗水就會(huì)順著淤漿管線回流到淤漿罐，避免了沖洗水進(jìn)入壓濾機(jī)內(nèi)造成濾餅含水量高的情況，確保了濾餅含水量合格。

(6)皮帶運(yùn)行聯(lián)鎖優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

板框式壓濾機(jī)導(dǎo)料斗出口對(duì)應(yīng)設(shè)置1個(gè)卸料小皮帶，濾餅通過(guò)卸料小皮帶送至大皮帶機(jī)，再由大皮帶機(jī)送出裝運(yùn)或存儲(chǔ)。該系統(tǒng)小皮帶輸送機(jī)與壓濾機(jī)設(shè)置聯(lián)鎖:當(dāng)壓濾機(jī)卸料時(shí)小皮帶機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)壓濾機(jī)卸完料后小皮帶機(jī)自動(dòng)停運(yùn)，而大皮帶機(jī)只能手動(dòng)操作且一直運(yùn)行。考慮節(jié)約用電、減少設(shè)備磨損及系統(tǒng)安全運(yùn)行，通過(guò)與廠家溝通協(xié)調(diào)將大皮帶機(jī)和小皮帶機(jī)設(shè)置聯(lián)鎖，可實(shí)現(xiàn)大皮帶機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)和停運(yùn),即卸料小皮帶運(yùn)行前1 min啟動(dòng)大皮帶；若大皮帶無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，壓濾機(jī)保持工作狀態(tài)，不進(jìn)行卸料，直至將故障消除；卸料小皮帶停運(yùn)2 min后停運(yùn)大皮帶[3-4]。如此既能實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)的安全運(yùn)行，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

(7)設(shè)置給料罐溢流水封，確保環(huán)保運(yùn)行。

壓濾機(jī)反吹時(shí)將進(jìn)料通道的淤漿用0.40～0.65 MPa工廠空氣反吹到淤漿料罐中，淤漿罐的溫度在80 ℃左右，反吹時(shí)大量的熱氣就會(huì)通過(guò)給料罐的溢流管冒出，不僅污染環(huán)境，而且腐蝕周圍設(shè)備，同時(shí)大量的熱氣冒出影響現(xiàn)場(chǎng)正常的巡檢和操作。為避免或減少反吹時(shí)產(chǎn)生的熱氣影響，同時(shí)確保淤漿罐及時(shí)溢流避免影響安全事件的發(fā)生，為給料罐溢流管增設(shè)了水封裝置。水封設(shè)置為圓柱狀，根據(jù)反吹時(shí)現(xiàn)場(chǎng)壓力表測(cè)得的淤漿給料罐頂部壓力設(shè)定水封高度、水封槽補(bǔ)水溢流出口高度等。水封的設(shè)計(jì)投用不僅改善了現(xiàn)場(chǎng)冒氣現(xiàn)象，而且不影響正常溢流，確保了壓濾機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定環(huán)保運(yùn)行。

(8)優(yōu)選夾布器材質(zhì)，穩(wěn)定壓濾機(jī)運(yùn)行。

通過(guò)不斷地優(yōu)化技改，壓濾機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行周期得到了進(jìn)一步的提升。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)夾布器容易故障損壞，且容易堵塞濾液泵進(jìn)口，造成泵不打量，檢修、拆檢頻繁，因此還需要對(duì)壓濾機(jī)夾布器進(jìn)行優(yōu)化技改。

壓濾機(jī)夾布器原使用的材質(zhì)為塑料聚丙烯。由于淤漿溫度在80 ℃左右，溫度相對(duì)偏高，聚丙烯長(zhǎng)時(shí)間受高溫影響易變形變脆，變脆后會(huì)斷裂破碎，造成壓濾機(jī)濾布無(wú)法正常工作。由此可見(jiàn)，目前使用的材質(zhì)不能滿足壓濾機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行需要。通過(guò)與壓濾機(jī)廠家溝通協(xié)調(diào)，同時(shí)借鑒兄弟廠家壓濾機(jī)的使用情況，決定將夾布器的材質(zhì)由聚丙烯改換成碳鋼。

技改后壓濾機(jī)的夾布器使用壽命由原來(lái)的3個(gè)月提高至12個(gè)月以上，目前運(yùn)行良好。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)板框式壓濾機(jī)的優(yōu)化技改，為航天爐裝置環(huán)保、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。壓濾機(jī)的運(yùn)行周期由原平均10 d左右，提高至360 d以上, 使用壽命大大延長(zhǎng)，一、二期淤漿得到穩(wěn)定的輸送。一、二期濾餅穩(wěn)定送入三期壓濾機(jī)，一、二期真空帶式過(guò)濾機(jī)處于備用狀態(tài)，每年降低電耗和維修維護(hù)費(fèi)用60萬(wàn)元左右。

板框式壓濾機(jī)在中能公司的應(yīng)用初期雖然存在一些問(wèn)題，但通過(guò)不斷地技改、優(yōu)化，逐步消除了制約板框式壓濾機(jī)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的因素，濾餅的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在45%左右，有效解決濾餅運(yùn)輸、存儲(chǔ)困難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。