德國克勞斯—馬菲離心機的維護與實踐

陳士杰

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

德國克勞斯—馬菲離心機的維護與實踐

陳士杰

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

介紹了貴溪冶煉廠硫酸車間，（KMPT）VZU160/5G石膏離心機的結構、特點和使用情況。總結了運行中出現的一般故障，提出解決辦法和改進措施。通過對離心機給液閥和刮刀驅動的改進，不僅有效地減少了故障的發生，設備臺效也得到了一定程度的提升。

離心機；結構特點；工作原理；故障；改進

1 引言

貴冶硫酸車間既是生產車間，又是全廠的環保車間。負責冶煉煙氣制酸、白砷制取、尾氣脫硫及全廠廢酸、廢水的處理和排放。其中，石膏反應工序是廢酸處理的關鍵步驟，其產物石膏是通過離心機分離出來的。新三十萬噸銅冶煉工程的投入，產能的不斷擴大，廢酸處理量也相應增加，原有的4臺離心機（日本）處理能力難以滿足生產需求，所以，引進2臺德國克勞斯-馬菲離心機，投入使用后，小故障頻發，設備運行效率沒有達到預期要求，嚴重影響生產。因此，唯一的方法就是控制故障的發生率，充分挖掘設備的潛能，提高它們的效率。

2 離心機結構特點及工作原理

2.1 結構特點

見圖1，離心機由機械系統和電控系統組成。機械系統包括內外筒體、轉鼓、濾網、給液控制器、刮刀及管線閥門等。電控系統包括變頻電機、變頻器、制動單元、PLC、人機界面（觸摸屏）及其它電氣元件。離心機采用側邊給液，有上、下給液口，相比老式離心機單管頂部給液，效率更高。為確保給液量，配置了給液控制器，當給液控制器檢測到石膏，厚度達到設定值時，立即停止給液，以避免給料過多，損壞其他零部件。出料方式為氣缸推動刮刀，直接刮料，相比傳統離心機的旋轉刮料模式，耗時更短。

圖1 離心機結構示意圖

2.2 工作原理

離心分離機類似于我們生活中的洗衣機甩干桶，它由一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒，稱為轉鼓，表面裝有濾網或濾布，當混合液加入轉鼓后，被迅速帶動與轉鼓同速旋轉，在離心力作用下，液體透過濾網被甩出，形成濾液，固體顆粒則被截留在濾網上，形成濾渣，再由刮刀將其刮落，從而實現液-固分離。通常情況下，轉鼓轉速越高，分離效果越好。

2.3 新老離心機容積對比

圖2為新老離心機容積對照圖。

圖2 新老離心機容積對照圖

3 常見故障分析與處理

離心機的故障形式大致可分為三種［1］，機械故障、電氣故障和工藝故障。而機械故障和電氣故障發生率較高，如震動，加料閥動作異常，刮刀的工作位置不正確，引起報警等。

3.1 異常震動

異常震動的主要原因及處理方法：

（1）給液扁口堵塞，造成加料不均勻。

處理方法：清理給液扁口，同時檢查給液扁口出口是否磨損，如發現磨損應及時更換或焊補。扁口出口間隙一般在8～10mm。

（2）筒體內零部件脫落或損壞，如給料控制器松動、軸承損壞，濾網破損或濾網壓條松動脫落等。

處理方法：緊固給料控制器，改善控制器材質，將原有不銹鋼改用為錳鋼。更換濾網，緊固濾網壓條。

（3） 筒體內部殘渣未清洗干凈。

處理方法：清理洗滌水管噴頭，增加水泵壓力，延長清洗時間。

3.2 刮刀“出位”和“入位”報警

刮刀由氣缸推動，由初始端（出位）向末端（入位）行進，在這兩端均設有限位傳感器，用來控制刮刀的位置，以避免刮刀接觸到轉鼓或濾網。在設定時間內未能檢測到刮刀時，PLC就默認刮刀未到入位報警，進入待機狀態。

出位和入位報警的主要原因及處理措施：

（1）電氣原因：傳感器松動，檢測距離過長［2］；傳感器損壞；數據線損壞。

處理辦法：緊固傳感器，調整傳感器處于正常位置；更換傳感器或數據線。

（2）機械原因：刮刀刀刃磨損嚴重，刀架變形，刮刀固定螺桿松動，氣壓低，刮刀氣缸內漏等。

處理辦法：更換刮刀，校正刀架，緊固螺栓，調節壓力更換氣缸密封。

（3）工藝原因：石膏漿液中含雜質（如底泥、黃泥巴、沙子等），導致石膏變硬。

處理辦法：查照原因，及時調整工況。

3.3 給液閥打開或關閉報警

主要原因［3］：由于給液閥為氣動蝶閥，中間是一個圓形的閥板，石膏溶液中帶有雜物或溶液顆粒大時，石膏便會沉淀在閥板周圍，當閥門動作時就會產生阻礙，導致報警。

處理辦法：在給液閥上方管線上加一個旁路，通入壓縮空氣，阻止管道內的石膏溶液發生沉淀，堵塞閥門。

4 改進

4.1 給液閥改進

原有的給液閥容易磨損，使用壽命短，采購費用高。

改進措施：將氣動蝶閥改為氣動夾緊閥，其優點是維修方便，不易堵塞，使用周期長。

4.2 刮刀氣缸改進［4］

對于新式離心機，目前刮渣時間為600s，濾網清洗時間為300s（單循環時間約1750s）殘留石膏厚度為70mm，通過計算，可得出離心機實際能力：

V單循環1=Sh=∏（R2-r2）h=3.14×（0.732-0.552）×1=0.72m3

V日均1=24×3600/1750×V單=49.37×0.72=35.54m3

假設能將刮渣時間下降至400s，將殘留石膏厚度下降至45mm，則濾網清洗時間可相應降低至200s，則單循環時間可下降至1450s，通過計算，可得出離心機假設能力［5］：

V單循環2=Sh=∏（R2-r2）h=3.14×（0.7552-0.552）×1=0.84m3

V日均2=24×3600/1450×V單=59.58×0.84=50.04m3

則日均能力增加：

V增=V日均2-V日均1=50.04-35.54=14.5m3

效率增加：

η增=（14.5÷50.04）×100%=28.9%

改進前，新離心機刮刀由氣缸推動。由于氣壓不穩定，刮刀過程經常出現往復運動，造成傳感器損壞。刮渣時間長，刮刀磨損嚴重，設備無法長周期運行等弊端。通過對比，老式離心機刮刀由液壓驅動，運行平穩，耗時短，未出現過往復運動。

改進措施［6］：將新離心機刮刀氣缸拆除，改用液壓油缸驅動。因為液壓壓力大且穩定，減少刮渣程序的消耗時間，刮刀移動速度可調可控，有效提高設備運行效率25% 以上。表1為改進前后參數對比。

表1 改進前和改進后參數對比表

5 結論

綜上所述，要提高離心機工作效率，保證設備正常運行，延長其使用壽命，正確地使用和操作是至關重要的。對于液壓氣動元器件要重點維護，做好運行參數、檢修前后的相關信息記錄，為以后的故障判斷和改造，提供參考。

［1］費國輝. 固液分離工藝改進研究［J］. 工藝與裝備， 2016（2）：1-3.

［2］趙偉. 離心機的安全使用［J］. 科學管理， 2016（1）：1-2.

［3］黃立飛. 立式與臥式刮刀離心機比較及故障與分析［J］. 企業導報，2013（1）：4-6.

［4］都振峰. 離心機故障分析及管理重點［J］. 施工應用，2016（5）：3-4.

［5］蔡毅卿. 軸流式止回閥動態特性的數值模擬［D］. 蘭州理工大學， 2013.

［6］李運華. 機電控制［M］. 北京：北京航空航天大學出版社， 2013， 18-22.

Maintenance and Practice of German Claus Maffei Centrifuge

CHEN Shi-jie
（Guixi Smelter， Jiangxi Copper Corporation， Guixi 335424， Jiangxi， China）

In this article， the sulphuric acid plant of Guixi Smelter， the structureand its characteristics and usage of KMPT VZU160/5 g gypsum centrifuge are introduced. The common faults occurred in running period are summarized， and the solutions and improving measures are putforward. Throughimproving the hydraulic valve and scraper drive of centrifuge， not only the rate of faults occurred is reduced effectively， but also the equipment efficiency is promoted.

centrifuge；structure characteristics；working principle；fault；improvement

TQ111.1

B

1009-3842（2016）05-0074-03

2016-07-03

陳士杰（1982-），男，吉林遼源人，機械工程師，主要從事銅冶煉企業機械設備技術改造及管理。E-mail：jlhcfy@163.com