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摘 要：拜耳法生产氧化铝过程中将沉降分离送来的粗液通过控制过滤立式叶滤机进行过滤，得到符合要求的铝酸钠溶液俗称精液，并将经过过滤合格的精液送至下一道工序分解与分级，被过滤出的浮游物形成滤渣送回沉降系统分离沉降槽。立式叶滤机在生产运行过程中，受到很多不可预见的因素制约，造成了立式液滤机的非正常停车，不但给企业带来了正常生产上的影响，而且增加备品备件的损耗致使成本的提升，还提高了许多日常的维护工作量。笔者通过多年的实践、与同事针对这些因素的分析并查阅相关资料，并提出了一些经过现场仪表的改造、优化等可行性有效的建议及措施，从而提高了立式叶滤机的工作稳定运行。即减少了因现场仪表的日常维护量和备品备件的损坏，也为企业的降本增效添砖加瓦。
关键词：立式叶滤机；气动蝶阀；压力变送器；故障
中图分类号：TD462.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0201-02
前 言
立式叶滤机是一种常见并广泛应用于各种精液过滤操作、控制的单元设备。由于立式叶滤机的工作效率高，不论是在国外还是在国内主要用于氧化铝、钢渣提钒、制糖业等化工行业，它的优势在于自动化程高、滤布寿命长、滤液指标好、运行成本低，在滤液过滤方面达到先进水平。立式叶滤机一个叶滤周期是由进料、挂泥、作业、卸泥四个过程组成。
1 立式叶滤机叶滤工作过程及原理
我公司控制过滤环节就有8台立式叶滤机，其中立式叶滤机机上附属有5台气动蝶阀和一块智能式压力变送器，立式叶滤机的主要联锁是与5台气动蝶阀的联锁，气动蝶阀的主要作用是进料、循环、液位控制、泄压和排泥。分离沉降槽溢流出的粗液由溢流泵送入粗液槽（在此之前要关闭排泥、泄压、循环气动蝶阀，打开液位控制气动蝶阀），加入助滤剂（石灰乳），充分搅拌混合后，用变频调速粗液泵经进料气动阀蝶阀送至立式叶滤机，达到一定进料时间及压力后经液位控制阀控制机筒液位所产生的压力差作用下滤液穿过滤布，通过集液管汇总后，经循环气动蝶阀到高位槽自流入精液槽，再通过精液泵送至分解板式热交换；被隔离在外的硅渣附在滤布上形成滤饼，在一个周期结束时，通过高位槽内储存的精液反冲进行自动刷车，冲洗下来的滤饼通过打开排泥气动蝶阀进入滤饼槽，经滤饼泵送往沉降系统的分离沉降槽。在设备（叶滤机、粗、精液泵及管道）运行一定周期后，须用强碱进行清洗，以消除结疤和不溶物，疏通管路，保证设备正常运行。
2 常见的故障统计
自投用立式叶滤机以来，立式叶滤机因各种原因，导致非正常停车故障持续增高。调取2015年一整年的故障率记录，经统计分析分类后，得出的数据为因故障导致非正常停车高达66次，仪表故障率高达137次。其中因儀表阀门类故障导致停车的达到57次，占比为86.3%。经分析得出仪表故障率主要为：
（1）立式叶滤机顶部压力变送器测压膜盒安装的不合理是导致仪表故障率的次要因素、故障次数是20次。
（2）气动蝶阀的故障率一直居高不下是仪表故障率的主要因素、故障次数117次，其中阀体卡顿、密封圈损坏等故障原因的故障次数是67。因气动蝶阀气动控制单元，如二位五通阀损坏、接头和气管原因故障次数是30次。剩下部分因为气缸问题导致故障次数为20次。
3 仪表类故障表现
（1）压力变送器故障的原因主要表现为压力变送器在使用一个月左右就会出现压力不稳定、甚至没有压力或者是压力保持在一个数值的情况。经过多次拆卸检查压力变送器的取压膜盒及取压口发现，除了少部分是因为膜盒破损导致测量不准外。其它原因都是因为取压管堵料，导致取压管易堵料是膜盒前面多了一台手动球形截止阀。
（2）气动蝶阀在使用一段时间后出现了一下两个方面的故障：①气动蝶阀的阀体变形、卡顿和密封垫损坏。②气动蝶阀气缸外部漏气、气缸膜片磨穿及二位五通阀漏气和堵塞。故障率高的气动蝶阀主要有进料气动蝶阀、泄压气动蝶阀、液位控制气动蝶阀和排泥气动蝶阀。
4 技术改造依据及方案
（1）当压力变送器不能真实反映压力时，工艺人员不能很好的控制进料量及打开或者关闭液位控制阀，从而使进料量过多或过少、机筒压力上升或不稳定，直接导致滤布的寿命下降。针对这一现象我们查阅了立式叶滤机的工作原理、相关技术参数合压力变送器的相关资料。一致认为就现有工况的需要，压力变送器膜盒前的手动球阀起的作用不大，反而给压力变送器的测量带来影响和增加维护的难度。因此，去掉该手动球阀来增大取压口的口径和因球阀带来的回料阻力，把测压膜盒直接装到叶滤机顶部的测压法兰上是一个很好的处理方法。
（2）由于立式叶滤机是用来分离强碱，造就该工序固有的环境及工况。气动蝶阀阀芯部分长时间与强碱接触，加之气动蝶阀的频繁使用，导致气动蝶阀阀体部分的阀芯易磨损或者变形后。一旦阀体变形或者密封垫损坏就会造成卡顿或开关不正常的现象。液碱经阀芯渗入到气动蝶阀气缸、甚至会经气缸后直通二位五通阀后。会使气缸外部、气缸内的膜片及二位五通阀被强碱腐蚀，造成阀门故障，甚至损坏。经分析、研究讨论及咨询阀门厂家技术人员，得出了两个方案：①从新对气动蝶阀选型，选择一种不宜被腐蚀材质的阀门气缸。②在阀门气缸与阀体连接处增加隔离支架和连接杆。综合分析后，如果选择换型方案，势必会使原用的阀门和备件不能更好的利用、提高了成本，固选择了增加支架和连接杆的方案。
5 改造后的成效及维护要求
5.1 成效主要表现为
（1）通过取消压力变送器膜盒前手动球阀后，运行一个月为一个周期后拆卸压力变送器膜盒检查发现取压管管壁稍有结疤，运行三个月为一个周期后拆卸膜盒检查发现膜盒上稍有软料附在上面、取压管管壁稍有结疤，运行六个月为一个周期后拆卸发现取压管管壁稍有结疤和膜盒上附有一层薄薄的结疤，轻敲后就能脱落。自2016年1月改造至2018年初，压力变送器的故障为零，备品备件消耗为零。 （2）自2016年1月增加气动蝶阀连接支架和连接杆后，有效的减少了料浆直接与气缸的接触。2016年全年，由于气动阀的故障统计次数为78次。其中，气动蝶阀阀体卡原因为56次，气控部分为故障次数为22次，表现为：二位五通阀故障次数为9次，气源管损坏或接头损坏次数为7次，气缸故障次数为6次。备品备件方面损耗为，气缸6台，二位五通9块。
5.2 维护要求
（1）定期检查并校验压力变送器，并在三个月的周期内清理压力变送器取压口及膜盒结疤以保证压力变送器测量的精准。减少因压力测量的不准确度影响立式叶滤机的正常运转和滤布的损坏。
（2）定期检查气动阀门的连接部件、气源管及阀门气缸的使用受损程度，并及时的清理气动蝶阀阀门的碱液和碱结疤。
6 立式液滤机的保养工作
（1）立式叶滤机作业前段前期准备与检查：①要检查流程是否无误；②检查各种设备是否具备开采条件；③检查各相应槽子的液位是否正常、以便液位和液量的平衡控制；④检查各种所需的材料和工器具是否已经准备到位。
（2）启动前的准备：①检查机头伞型架是否有裂痕、松动，机头锁紧装置是否安全可靠；②立式叶滤机上的压力是否显示正常，所有的气动蝶阀是否开关正常计灵敏；③检查机头垫子是否老化和破损，然后检查滤片是否有变形，小嘴是否对正，垫子是否正常；④检查滚轮和液压系统的情况。
（3）定期定时点检，每两小时点检一次，点检是带上点检工具和记录表，并做好记录，发现异常情况，要及時处理。
（4）清洗与清理工作，当立式液滤机达到清洗周期时，要根据滤布结硬程度和叶滤机的产能情况而制定清洗的时间，并在停汽检修时对槽罐内的结疤进行清理。
（5）立式叶滤机在使用过程中，停车放空机筒内料浆后，如果不在相隔的时间内进料运行，要把机筒注满水或用水冲洗，以保证滤布不被料浆结硬和防止管道余料结硬。
7 结束语
经过2016年全年立式叶滤机仪表类的故障原因分析和故障率的统计，较于2015年全年立式叶滤机仪表类的故障原因分析和故障率的统计。本次立式叶滤机现场仪表的改造和优化是成功的，虽然未能有效的减少由于工况工艺条件引起的气动蝶阀阀体的损坏情况，但已经很大程度减少了立式叶滤机因现场仪表引起的故障率，提还高设备运转率，并能很好地解决了因现场仪表给维护人员带来的大量工作量和减少备品备件的损耗的问题，同时也降低了生产成本，为企业高效稳定、稳定生产保驾护航，提高企业经济效益。
参考文献
[1]沈贵新.工业仪表与自动装置.工业仪表与自动化装置，1985（06）.
[2]毕诗文.氧化铝生产工艺[M].北京：化学工业出版社，2006.
[3]韩 宁.立式叶滤机在种分母液浮游物回收的应用[J].中国科技博览，2009（36）.
[4]阎 鸿，李 萍.智能压力变送器及其应用.科技情报开发与经济，2000（3）.
[5]方佩敏.压力传感器、变送器及其应用（下）.电子制作，2003（6）.
收稿日期：2018-4-8
作者简介：宋瑞谨（1984-），男，助理工程师，大专，主要从事生产过程自动化仪器仪表的安装、调试、日常维护及检修方面工作。
关键词：立式叶滤机；气动蝶阀；压力变送器；故障
中图分类号：TD462.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0201-02
前 言
立式叶滤机是一种常见并广泛应用于各种精液过滤操作、控制的单元设备。由于立式叶滤机的工作效率高，不论是在国外还是在国内主要用于氧化铝、钢渣提钒、制糖业等化工行业，它的优势在于自动化程高、滤布寿命长、滤液指标好、运行成本低，在滤液过滤方面达到先进水平。立式叶滤机一个叶滤周期是由进料、挂泥、作业、卸泥四个过程组成。
1 立式叶滤机叶滤工作过程及原理
我公司控制过滤环节就有8台立式叶滤机，其中立式叶滤机机上附属有5台气动蝶阀和一块智能式压力变送器，立式叶滤机的主要联锁是与5台气动蝶阀的联锁，气动蝶阀的主要作用是进料、循环、液位控制、泄压和排泥。分离沉降槽溢流出的粗液由溢流泵送入粗液槽（在此之前要关闭排泥、泄压、循环气动蝶阀，打开液位控制气动蝶阀），加入助滤剂（石灰乳），充分搅拌混合后，用变频调速粗液泵经进料气动阀蝶阀送至立式叶滤机，达到一定进料时间及压力后经液位控制阀控制机筒液位所产生的压力差作用下滤液穿过滤布，通过集液管汇总后，经循环气动蝶阀到高位槽自流入精液槽，再通过精液泵送至分解板式热交换；被隔离在外的硅渣附在滤布上形成滤饼，在一个周期结束时，通过高位槽内储存的精液反冲进行自动刷车，冲洗下来的滤饼通过打开排泥气动蝶阀进入滤饼槽，经滤饼泵送往沉降系统的分离沉降槽。在设备（叶滤机、粗、精液泵及管道）运行一定周期后，须用强碱进行清洗，以消除结疤和不溶物，疏通管路，保证设备正常运行。
2 常见的故障统计
自投用立式叶滤机以来，立式叶滤机因各种原因，导致非正常停车故障持续增高。调取2015年一整年的故障率记录，经统计分析分类后，得出的数据为因故障导致非正常停车高达66次，仪表故障率高达137次。其中因儀表阀门类故障导致停车的达到57次，占比为86.3%。经分析得出仪表故障率主要为：
（1）立式叶滤机顶部压力变送器测压膜盒安装的不合理是导致仪表故障率的次要因素、故障次数是20次。
（2）气动蝶阀的故障率一直居高不下是仪表故障率的主要因素、故障次数117次，其中阀体卡顿、密封圈损坏等故障原因的故障次数是67。因气动蝶阀气动控制单元，如二位五通阀损坏、接头和气管原因故障次数是30次。剩下部分因为气缸问题导致故障次数为20次。
3 仪表类故障表现
（1）压力变送器故障的原因主要表现为压力变送器在使用一个月左右就会出现压力不稳定、甚至没有压力或者是压力保持在一个数值的情况。经过多次拆卸检查压力变送器的取压膜盒及取压口发现，除了少部分是因为膜盒破损导致测量不准外。其它原因都是因为取压管堵料，导致取压管易堵料是膜盒前面多了一台手动球形截止阀。
（2）气动蝶阀在使用一段时间后出现了一下两个方面的故障：①气动蝶阀的阀体变形、卡顿和密封垫损坏。②气动蝶阀气缸外部漏气、气缸膜片磨穿及二位五通阀漏气和堵塞。故障率高的气动蝶阀主要有进料气动蝶阀、泄压气动蝶阀、液位控制气动蝶阀和排泥气动蝶阀。
4 技术改造依据及方案
（1）当压力变送器不能真实反映压力时，工艺人员不能很好的控制进料量及打开或者关闭液位控制阀，从而使进料量过多或过少、机筒压力上升或不稳定，直接导致滤布的寿命下降。针对这一现象我们查阅了立式叶滤机的工作原理、相关技术参数合压力变送器的相关资料。一致认为就现有工况的需要，压力变送器膜盒前的手动球阀起的作用不大，反而给压力变送器的测量带来影响和增加维护的难度。因此，去掉该手动球阀来增大取压口的口径和因球阀带来的回料阻力，把测压膜盒直接装到叶滤机顶部的测压法兰上是一个很好的处理方法。
（2）由于立式叶滤机是用来分离强碱，造就该工序固有的环境及工况。气动蝶阀阀芯部分长时间与强碱接触，加之气动蝶阀的频繁使用，导致气动蝶阀阀体部分的阀芯易磨损或者变形后。一旦阀体变形或者密封垫损坏就会造成卡顿或开关不正常的现象。液碱经阀芯渗入到气动蝶阀气缸、甚至会经气缸后直通二位五通阀后。会使气缸外部、气缸内的膜片及二位五通阀被强碱腐蚀，造成阀门故障，甚至损坏。经分析、研究讨论及咨询阀门厂家技术人员，得出了两个方案：①从新对气动蝶阀选型，选择一种不宜被腐蚀材质的阀门气缸。②在阀门气缸与阀体连接处增加隔离支架和连接杆。综合分析后，如果选择换型方案，势必会使原用的阀门和备件不能更好的利用、提高了成本，固选择了增加支架和连接杆的方案。
5 改造后的成效及维护要求
5.1 成效主要表现为
（1）通过取消压力变送器膜盒前手动球阀后，运行一个月为一个周期后拆卸压力变送器膜盒检查发现取压管管壁稍有结疤，运行三个月为一个周期后拆卸膜盒检查发现膜盒上稍有软料附在上面、取压管管壁稍有结疤，运行六个月为一个周期后拆卸发现取压管管壁稍有结疤和膜盒上附有一层薄薄的结疤，轻敲后就能脱落。自2016年1月改造至2018年初，压力变送器的故障为零，备品备件消耗为零。 （2）自2016年1月增加气动蝶阀连接支架和连接杆后，有效的减少了料浆直接与气缸的接触。2016年全年，由于气动阀的故障统计次数为78次。其中，气动蝶阀阀体卡原因为56次，气控部分为故障次数为22次，表现为：二位五通阀故障次数为9次，气源管损坏或接头损坏次数为7次，气缸故障次数为6次。备品备件方面损耗为，气缸6台，二位五通9块。
5.2 维护要求
（1）定期检查并校验压力变送器，并在三个月的周期内清理压力变送器取压口及膜盒结疤以保证压力变送器测量的精准。减少因压力测量的不准确度影响立式叶滤机的正常运转和滤布的损坏。
（2）定期检查气动阀门的连接部件、气源管及阀门气缸的使用受损程度，并及时的清理气动蝶阀阀门的碱液和碱结疤。
6 立式液滤机的保养工作
（1）立式叶滤机作业前段前期准备与检查：①要检查流程是否无误；②检查各种设备是否具备开采条件；③检查各相应槽子的液位是否正常、以便液位和液量的平衡控制；④检查各种所需的材料和工器具是否已经准备到位。
（2）启动前的准备：①检查机头伞型架是否有裂痕、松动，机头锁紧装置是否安全可靠；②立式叶滤机上的压力是否显示正常，所有的气动蝶阀是否开关正常计灵敏；③检查机头垫子是否老化和破损，然后检查滤片是否有变形，小嘴是否对正，垫子是否正常；④检查滚轮和液压系统的情况。
（3）定期定时点检，每两小时点检一次，点检是带上点检工具和记录表，并做好记录，发现异常情况，要及時处理。
（4）清洗与清理工作，当立式液滤机达到清洗周期时，要根据滤布结硬程度和叶滤机的产能情况而制定清洗的时间，并在停汽检修时对槽罐内的结疤进行清理。
（5）立式叶滤机在使用过程中，停车放空机筒内料浆后，如果不在相隔的时间内进料运行，要把机筒注满水或用水冲洗，以保证滤布不被料浆结硬和防止管道余料结硬。
7 结束语
经过2016年全年立式叶滤机仪表类的故障原因分析和故障率的统计，较于2015年全年立式叶滤机仪表类的故障原因分析和故障率的统计。本次立式叶滤机现场仪表的改造和优化是成功的，虽然未能有效的减少由于工况工艺条件引起的气动蝶阀阀体的损坏情况，但已经很大程度减少了立式叶滤机因现场仪表引起的故障率，提还高设备运转率，并能很好地解决了因现场仪表给维护人员带来的大量工作量和减少备品备件的损耗的问题，同时也降低了生产成本，为企业高效稳定、稳定生产保驾护航，提高企业经济效益。
参考文献
[1]沈贵新.工业仪表与自动装置.工业仪表与自动化装置，1985（06）.
[2]毕诗文.氧化铝生产工艺[M].北京：化学工业出版社，2006.
[3]韩 宁.立式叶滤机在种分母液浮游物回收的应用[J].中国科技博览，2009（36）.
[4]阎 鸿，李 萍.智能压力变送器及其应用.科技情报开发与经济，2000（3）.
[5]方佩敏.压力传感器、变送器及其应用（下）.电子制作，2003（6）.
收稿日期：2018-4-8
作者简介：宋瑞谨（1984-），男，助理工程师，大专，主要从事生产过程自动化仪器仪表的安装、调试、日常维护及检修方面工作。