煤礦壓濾機故障分析及控制系統技術

2022/04/28 Category.Maintenance 947

introductory

近年來，隨著國外filter press技術的引進和國內壓濾技術的發展，高效快開式壓濾機具有設備集中、自動化程度高、產品水分低等特點。壓濾機是選煤廠回收煤泥和清潔煤的重要設備，是煤礦選煤場中機電一體化系統設計的重要組成部分，機械化程度高，減少了人力的投入，結合 PLC 等控制系統能夠實現比較高的自動化水平。同時壓濾機在循環中根據控制系統的反饋能夠實現自主壓力控制的過濾工作，根據系統的工作狀態進行適時的壓力填充與壓力保持。基于上述功能其在回收煤礦潔凈煤時，能夠通過降低濾餅的含水量提升濾餅質量。在選煤廠的整個控制系統中，很多因素影響著壓濾機的工作效率，例如進料特性和壓濾機的結構。在具體的工作過程中，機械系統、液壓系統與電氣系統的故障會直接降低其工作效率，所以保持其工作性能峰值與穩定性尤為重要。所以，本文將就提高煤礦中快開式壓濾機的工作效率進行分析，結合多年的工程經驗指出了系統中常見故障可能的原因與具體工作中影響壓濾機工作效率的關鍵因素，并就實際的礦用設備，給出了具有針對性的改進措施與預防措施。

Working Principle

快開式壓濾機的濾板由隔膜板和廂式板組成。在操作過程中，缸體上的活塞桿推動壓板，壓緊板和止推板之間的隔膜板和廂式板及濾布被緊緊壓緊，以確保加壓過濾器在壓力過濾器中受壓。由于隔膜板，壓縮空氣可以壓入隔膜入口處的濾餅中，以進一步降低濾餅的水分含量。還可以使高壓空氣從推力板端部的進料口通過用于中間空氣流動的濾布層，并吹回中間泥漿。還有一些動力單元被主發動機壓實和松動。在電控柜系統的作用下，系統的一部分由油缸，油泵和液壓元件完成，并且當系統被按壓時各個過濾室被密封。用于過濾，反之亦然用于卸載。卸載部分主要由兩個齒輪電動機和一個主要部分組成，如傳動軸、鏈輪、鏈條等，并在電氣系統的作用下工作。

故障分析與應對措施

機械部分

故障在實際的工作中，壓濾機的濾板損壞是機械破壞的主要故障形式，其主要破壞位置發生在用于固定濾板的把手螺栓脫落、繃斷，濾板失去固定將會變形直至斷裂。更深層次的原因主要是長期的卸料循環過程中螺栓出線松動，造成原本與作用力垂直的螺栓出線一定的夾角，則力矩將會產生，彎曲剪切力將會作用在濾板的緊固螺栓上，假以時日螺栓斷裂脫落則是必然，同時濾板將會隨之破壞。現行具體的改進措施有及時進行系統中各個設備的保養與維護，總結前人經驗對可能對系統中可能出現問題的位置進行周期巡查，周期更換相關機械設備防患于未然。

電氣故障

壓濾機的電氣部件的故障主要包括泵站的電磁閥故障，電接觸壓力表的故障和其他電磁閥故障。泵站電磁閥故障將導致壓力松動或松動。現有的處理措施是人工處理與檢查系統中的電磁閥設置，檢驗其是否出現故障，周期更換電磁閥減少其故障發生概率; 通過電接點壓力表的數值判斷其性能是否處在峰值，可能的原因是壓縮超時或排氣超時。系統中不止泵站有電磁閥，快開式壓濾機中還有別的型號的電磁閥，通過檢查電磁閥的通電情況與其中是否有線圈的損壞來減少電磁閥工作性能差或不工作的概率。

液壓系統故障液壓系統故障

油壓不足、壓力難以保持、整個系統工作噪聲大。系統中油壓不足可能系統中的溢流閥出現故障，導致設備出現漏油，而且油泵周圍的密封圈出現破壞也是油壓不足可能的原因。控制措施是經常檢查周期更換，降低其破壞概率。系統中壓力難以保持的可能原因是液壓控制閥不工作，現行經驗當其不工作是用清洗液控制閥代替。整個系統中工作是噪聲大可能的原因是氣缸密閉螺絲松動導致其內部進入空氣，為避免上述情形的產生，要保證其具有良好的密封性，同時出現故障后要及時進行處理。

控制系統中硬件設計與網絡構建

選煤廠中控制系統安全高效運行的基石是硬件性能的高效穩定。現階段系統漸漸從傳統的集中自動控制演變成為多樣分散控制，同時其對以太網的整合融入能力也越來越高。因此，為了實現系統的可靠和穩定的操作，有必要考慮各種硬件組件的配置和系統的通信結構。該系統的硬件設計和通信網絡結構均基于 PLC。在整個控制系統的硬件選擇方面：選擇壓力風機和壓濾機等具有信號傳輸的設備收集整個運行系統的運行信號反饋給更高一級控制系統；選擇更高效的 PLC 控制系統，根據需要對整個控制系統進行重設，PLC 系統中硬件的選擇，選擇觸摸屏，降低操作的學習成本，同時加強人機交互。實現可視操作與結果可視化、逆變器的選擇，維護整個系統的安全，降低事故發生的可能性與概率，各個設備加設電氣控制等。在整個系統的網絡建設，對相關設備的網絡接口進行網絡配置，同時構建 PLC 與觸摸屏之間網絡通訊實現信息的云傳輸。以煤礦壓濾機為核心的自動控制系統，如壓力表等為后面的 PLC 控制分析整個系統提供必要的參數輸入，基于上部過程的運算結果，PLC 通過控制電磁控制閥，然后將其作用結果通過壓風機和液壓泵站輸出作用結果，實現對壓濾工藝的控制，完成整個系統循環。

控制系統的改進

盡量選擇可以通過網絡集成伺服控制，實現真正意義上的中小型控制系統。主要優點：通訊方式多樣化、通訊速率快、程序存儲容量大、I/O 能力達到128 000 點布爾量或 4000 點模擬量、無機架設計、模塊體積小、性價比高的軟件。基于實際工程經驗具體的控制方式有以下方面：現場操作部分用程序代替了硬線連接，大大簡化了控制線路，能把故障率降到最低，便于維護和維修。將系統控制柜和就地操作箱的連接是通過放電纜接線集成在一根通訊電纜。這樣就把放電纜和接線這個很長的工期給省掉了，而且還解決了容易接錯線拖延調試時間的麻煩。將系統傳感器儀表信號和控制輸出信號的電纜全部進入就近的現場操作箱，這樣可以大大縮短放電纜的距離，節省了安裝時間。

原系統現場操作沒有通過 PLC 程序控制，如果要求改變一臺電機或一個閥門的控制要求，往往需要更改硬連接線，非常麻煩。而改進后的系統則簡單的多了，只需要改一下程序即可，硬線連接基本上不用動。將報警系統、實時數據和歷史數據的查詢方面做到操作畫面上，無需進入配電室，就可以進行操作，大大方便了操作者的使用。當出現系統報警時，幫助對話窗口在桌面彈出，系統內進行分析故障最可能的原因與位置，大大減少操作者尋找故故障原因與位置的時間，盡早消除故障。同時改進后的系統增加了歷史數據的儲存與查找功能，保留系統數據的同時，讓下一個操作人員很直觀的了解系統的運行情況，指導操作生產，同時還可以進行輔助季度、年終總結。

在 PID 調節方面和排料上做一些改進，保證改進后加壓倉和反吹風包的壓差保持穩定，儲漿槽的液位能保持穩定，因為這三個 PID 調節的穩定和精確直接影響到產量和水分；排料時自動出現故障能隨意切換到手動排料，故障解除轉回自動不影響繼續開車。另外在程序簡化和控制改進方面還要作較多的改進。將系統的通訊方式改為以太網的無線連接方式，作為開放式的公共信息網可以云儲存信息，同時提供了較為通用和標準的網絡接口為 DOS 控制系統與 Windows 等控制系統，加強了設備之間的聯系，同時他的云儲存功能也是構建未來工廠設備信息網絡的重要基石。此種通訊方式數據傳輸率高，既支持實時 I/O 消息傳遞，也支持消息交換，應用非常廣泛，不管集控系統采用那種型號的 PLC，都能完成聯網通訊的要求。