臥螺式離心機振動大原因分析及處理措施

阿力木·買買提 文全國 丁德江 肖光宇 郝以彬

中國石油獨山子石化公司設備檢修公司乙烯鉗工車間 新疆獨山子 833699

某公司的環保項目，主要對生產操作過程中產生的無法回收利用的廢渣液，以及污水處理場脫水后的“三泥”進行收集、輸送、生物氧化處理，最后達到無害化排放。臥螺式離心機作為固廢裝置核心設備，一旦故障停機將使工藝流程中斷，廢氣無法及時無害化排放，對環境造成不良影響。因此，對臥螺式離心機振動大的原因進行分析并采取對應的處理措施，切實保證工藝正常流轉，成為一段時期以來設備管理的難點。

某廠固廢裝置臥螺式離心機為德國韋斯伐里亞公司設計制造，機組主要包括傳動機構、差速器、軸承座、液位調節片、螺旋推料器、轉鼓、分離裝置和液力耦合器等部件。具有對物料適應性好、應用范圍廣和分離效率較高的優點。機組結構如圖1所示。

臥螺式離心機工作原理：當要分離的懸浮液由空心轉軸送入轉筒后,在高速旋轉產生的離心力作用下，

1 臥螺式離心機概況

圖1 臥螺式離心機基本結構

立即被甩入轉鼓腔內；高速旋轉的轉鼓產生強大的離心力，把比液相密度大的固相顆粒甩貼在轉鼓內壁上，形成固體層(因為環狀，又稱為固環層)；水分由于密度較小，離心力小，因此只能在固環層內側形成液體層，稱為液環層；由于螺旋和轉鼓的轉速不同，二者存在有相對運動（即轉速差），利用螺旋和轉鼓的相對運動把固環層的污泥緩慢地推動到轉鼓的錐端，并經過干燥區后，由轉鼓圓周分布的出口連續排出；液環層的液體則靠重力由堰口連續“溢流”排至轉鼓外，形成分離液。臥螺式離心機工作原理如圖2所示。

某廠固廢裝置臥螺式離心機基本參數如表1所示。

圖2 臥螺式離心機工作原理示意圖

表1 臥螺式離心機基本參數

2 臥螺式離心機振動大原因分析

臥螺式離心機振動大的原因有很多，結合現場臥螺式離心機維修經驗，總結得出主要有以下幾方面：

2.1 轉子動平衡不良

引起臥螺式離心機轉子動平衡不良的根本原因在于轉子質量的偏差，廠商機組資料要求轉子動平衡偏差<3g，實際校驗在2g甚至mg以內。如果轉鼓上某點的質量偏差為4g，額定轉速為4500r/min，轉鼓直徑600mm，則偏心力（F）為266.21kg ，計算公式見式（1）。

由此可見，轉子上某點很小的質量偏差，就會產生很大的偏心力。這個偏心力正是臥螺離心機振動大的根本原因。

2.2 轉鼓內部堵塞

離心機轉鼓內壁如果未清洗干凈，轉鼓內的集料會在停機時慢慢沉積在轉鼓一側，再次開機時就會產生很大的振動，甚至發生報警停機。如果停機時間過長，物料已經變性粘接，則只有拆開進行清洗處理。在拆開轉鼓時發現螺旋推料器的進料室也堆積較多物料時，還應該對進料室進行清理。

如果物料黏度過大，流動性差，或者進料量過大，物料不能及時排出，這時物料會沿著螺旋道堆積，也會造成一定的偏心力。現場拆卸發現轉鼓堵塞，如圖3所示。

2.3 轉鼓內部磨損變形

圖3 轉鼓內部堵塞

圖4 轉鼓內部不均勻磨損

因轉鼓內部磨損，造成轉子不均勻的質量偏差也是造成離心機振動較大的原因。轉鼓內部不均勻磨損情況如圖4所示。

2.4 各部位軸彎曲變形

軸彎曲變形后，會造成轉子在運轉過程中產生較大的偏心力，這也是造成離心機振動較大的原因。軸彎曲變形情況如圖5、圖6和圖7所示。

圖5 轉鼓液相端短軸彎曲（徑向圓跳動達0.16～0.17mm，標準不超過0.02mm）

圖 6差速器花鍵軸彎曲（最大彎曲度超過1mm，標準不超過0.04mm）

2.5 軸承磨損

圖7 轉鼓固相端短軸彎曲（徑向圓跳動達0.06～0.08mm，標準不超過0.02mm）

若軸承磨損，軸承間隙過大，造成徑向自由度加大，此時即使是一種很小的激振力也會引起明顯的整機振動加大現象。軸承磨損如圖8所示。

圖8 軸承座及軸承外表面磨損嚴重（間隙0.50mm，標準0.08～0.10mm）

3 處理措施

分析出引起離心機振動大的原因后，須采取相應的措施消除振動故障，保證離心機的平穩運行。

3.1 動平衡校驗

轉鼓和螺旋組裝后進行動平衡校驗，嚴格控制動平衡<3g。動平衡校驗如圖9所示。

圖9 動平衡校驗

3.2 調整工藝，及時清洗

根據工藝需求進行調整，嚴格按照離心機工藝要求投、停料，擇機對離心機進行清洗。

圖10 轉鼓磨損部位修復

3.3 修復磨損部位

對轉鼓內部磨損部位進行修復，修復情況如圖10所示。

3.4 更換彎曲部件

采購原廠轉鼓液相端短軸和差速器花鍵軸進行更換，檢修過程嚴格按照檢修規程，保證各裝配數據符合要求。

3.5 更換新軸承，定期更換潤滑脂

針對軸承磨損故障，更換新的軸承，并定期更換潤滑脂，確保軸承處于良好運行工況。還要制定加脂計劃：每隔200個工作小時加一次油脂，每次加30g。

4 結束語

總結臥螺式離心機日常維護經驗，分析引起機組振動大的原因并制定相應的處理措施，使離心機系統運行更加穩定和安全可靠，并制定提前加脂、定期盤車等維護計劃，使機組處于最佳工作狀態，延長離心機的使用壽命。