臥螺式離心機在五環爐黑水處理系統中的運行研究

宋 強

（河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600）

河南龍宇煤化工有限公司二期項目為400kt/a 醋酸裝置，采用新型WHG 干煤粉加壓氣化爐提供原料氣。五環爐采用干煤粉氣化技術，氣化爐飛灰量大，灰分顆粒直徑小。濕法除灰形成的灰水中灰分含量是其他種類氣化裝置的數倍甚至數十倍。由于灰漿中灰分粒度較細，為了取得較好的絮凝效果，加入絮凝劑的量要求合適。隨著絮凝劑的加入會造成灰漿的黏性增大，為了更好地分離灰漿，選用合適分離設備十分重要。我公司經過分離設備的試驗對比后，最終黑水處理系統的分離設備使用臥螺式離心機。

1 臥螺式離心機的工作原理

臥螺式離心機是一種臥式螺旋卸料、連續操作的沉降設備，如圖1。工作原理為：轉鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉，物料由進料管連續引入輸料螺旋內筒，加速后進入轉鼓，在離心力場作用下，較重的固相物沉積在轉鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續不斷地推至轉鼓錐端，經排渣口排出機外。較輕的液相物則形成內層液環，由轉鼓大端溢流口連續溢出轉鼓，經排液口排出機外。本機能在全速運轉下，連續進料、分離、洗滌和卸料。具有結構緊湊、連續操作、運轉平穩、適應性強、生產能力大的特點。

圖1 臥螺式離心機的工藝流程圖

2 臥螺式離心機在黑水處理系統的運行問題

臥螺式離心機雖然具有結構緊湊、連續操作、運轉平穩、適應性強、生產能力大的優點，但在五環爐黑水處理的使用過程中也出現一系列問題，造成了臥螺式離心機無法長周期運行。

2.1 臥螺機離心機磨損問題

在運行中，臥螺式離心機的磨損問題比較嚴重，影響了離心機的正常運行。對臥螺式離心機的拆檢發現經常出現的磨損的位置有螺旋耐磨條、螺旋出漿口、螺旋耐磨葉片等，磨損情況見圖2與圖3。為解決上述的磨損問題，對易磨損的部位進行了改造。

圖2 螺旋葉片根部磨損情況

圖3 螺旋出漿口磨損情況

2.1.1 臥螺式離心機螺旋耐磨葉片改進

改進前：所有耐磨塊和螺旋葉片不在同一個面，出現葉片掛泥，造成轉股內部堵塞。改進方法：所有耐磨塊推泥側和螺旋葉片在同一個面，不能有臺階，以減少葉片出現掛泥堵塞情況。改造后基本解決了螺旋耐磨葉片易出現磨損的情況。

2.1.2 臥螺式離心機螺旋耐磨葉片改進

改進前：臥螺式離心機出泥口為普通材質。改進方法：將臥螺式離心機出泥口增加陶瓷耐磨材質，解決了出泥口磨損的問題。

2.2 氣化爐使用煤種對臥螺式離心機的影響問題

五環爐可適用于褐煤、煙煤、無煙煤等多種煤種，我公司一直采用本地煤與彬縣煤混合配煤的方式，黑水處理時臥螺式離心機運行狀況良好。為進一步探索五環爐的適用煤種，嘗試本地煤與郭家河精煤混合配煤，五環爐運行情況良好，但黑水處理系統的所有臥螺式離心機都因無法分離導致轉鼓內嚴重積泥造成無法運行，因轉鼓內部積泥嚴重臥螺式離心機的自清洗模式也無法運行，需要拆開大蓋進行人工清理。每次清理過后只能運行1～2h 就會再次積泥導致無法運行，影響黑水處理系統的正常運轉甚至造成整個裝置停車。將五環爐用煤重新改回本地煤與彬縣煤混合配煤后臥螺式離心機運行狀況逐漸好轉，運行一段時間后臥螺式離心機恢復正常運行。通過本次嘗試發現五環爐使用的煤種對臥螺式離心機的運行影響很大，具體是煤種的那種成分造成的影響還需進一步探索。

2.3 黑水系統藥劑添加量問題

黑水處理系統中需要添加絮凝劑（聚丙烯酰胺）將黑水中的灰進行聚合沉淀，然后將聚合后的灰水沉淀經泵送至臥螺式離心機進行分離。在裝置運行初期由于運行經驗不足，將黑水處理后的上清液的清澈程度作為添加絮凝劑的標準，要求上清液越清澈越好導致絮凝劑的添加過量造成沉淀的泥比較黏，臥螺式離心機無法正常分離。經過對絮凝劑添加量的調整后發現，絮凝劑在黑水中的加入量控制在2g/t 左右時，既能夠保證五環爐裝置的長周期穩定運行也可以保證臥螺式離心機的正常運行。

2.4 臥螺式離心機備機管理問題

化工企業做好備機管理是保證裝置能夠長周期穩定運行的重要環節。單套黑水處理系統共4臺臥螺式離心機，每臺累計運行周期大概8個月左右就需返廠進行維修，維修時間大概1個月。裝置運行初期臥螺式離心機采用兩開兩備用，每一周進行一次倒機，臥螺式離心機運行也比較穩定，但存在所有臥螺式離心機運行周期幾乎同時到期需要返廠維修，導致無法保證黑水處理系統正常運行的情況。采用的解決辦法，臥螺式離心機采用兩開兩備，運行的臥螺式離心機只要不出現問題就保持一直運行，當出現問題無法運行時再進行倒機處理，需要返廠維修的及時返廠維修，這樣可以保證臥螺式離心機最少有三臺可用，不會出現無機可用的情況，保證黑水處理系統的穩定。

2.5 臥螺式離心機日常維護管理問題

保證臥螺式離心機的正常運行需要做好日常維護工作。因日常潤滑工作班組人員做的不到位經常造成臥螺式離心機的前后軸溫度高，嚴重的造成軸承損壞。為避免類似的情況發生，設備管理人員對臥螺式離心機的日常管理進行了一系列的規定，包括每8h 對前后軸的加油點進行一次加油；連續運行5d，停機拆開進行內部檢查、加油和清理內部積泥。通過細致化的日常維護管理，解決了離心機經常因潤滑不到位或者內部積泥嚴重導致軸承損壞的情況。

3 小結

①解決了離心機磨損的問題，延長了臥螺機的使用周期，為系統的長周期運行提供保障。②研究了煤種和藥劑方面對臥螺式離心機的影響，為同類裝置中臥螺式離心機的問題提供了解決的思路。③在臥螺式離心機的備機管理和日常維護方面的研究，提升了管理人員的設備管理水平。

4 結論

通過對臥螺式離心機在磨損，煤種適用性，藥劑添加，備機管理以及日常維護方面出現的問題進行分析研究，針對每個問題采取了可行的措施，解決了影響臥螺式離心機在五環爐黑水處理系統中運行的問題，保證了臥螺式離心機在五環爐黑水處理系統中的長周期穩定運行。