污泥脫水機房離心機振動技術分析

楊思大

（北京市自來水有限責任公司第九水廠，北京　100192）

污泥脫水機房離心機振動技術分析

楊思大

（北京市自來水有限責任公司第九水廠，北京100192）

某水廠污泥脫水機房是把污水分離成污塊和水的過程，在三臺離心機運行過程中，都發生過斷軸的故障，經過多次的拆裝、檢查、分析與試車，運用調節設備、檢查皮帶、調整同軸度等操作方法，進行脫水機房離心機的故障排除，可以快速安裝而達到預期效果，且出泥量、藥量、電流符合標準要求。

離心機振動指標振動容量基本設計

1　水廠污泥脫水機房工藝概況及存在問題

1.1污泥脫水機房工藝概況

污泥脫水機房設有三臺ANDRITZ臥式離心機，投產于2011年，處于2臺運行，1臺備用的狀態。根據濃縮池中污泥的濃度來決定制泥量的多少，目前產泥量為8米3/小時，每天2臺離心機24小時運行，日產泥量為384m3。

1.2污泥脫水機房在運行中存在的主要問題

某水廠其工藝流程設計污泥脫水機房負責排除工藝處理后的污泥，脫水機房有三臺離心脫水機，兩用一備。離心機的工作原理是通過回轉體——轉鼓和螺旋的高速旋轉使其內的固液混合物隨之高速旋轉形成液環并產生較高的離心力，通過較高的離心力作用加速固液的沉降分離，其中比重較重的固體顆粒沉降在液環的外圈，即沿轉鼓的內壁形成泥環，通過螺旋與轉鼓的差速由刮泥螺旋將泥推出回轉體液體環通過堰池口溢流出回轉體之外。

使用不久污泥脫水機房值班人員巡察發現，1#離心脫水機聲音響、振動大。迅速通知檢修人員到達現場，1#離心脫水機振動聲音很大，用手觸摸機座感覺明顯振動，呯還有的響聲，立刻停機，此時值班人員告知振動時轉矩實際值為零。操作人員與廠家一起分析1#離心機的故障原因，經過現場分析和判斷認為是軸斷了，打開上蓋，拆下彈性連軸器、差數器后，確實發生斷軸事故。決定與廠家一起大修，對設備解體分析原因、排檢事故，并制定應急預案防止斷軸事故再次發生。

圖2-1　皮帶張緊受力示意圖

ANDRITZ臥式離心機有50多年的開發生產歷史，其設備在此領域處于世界領先水平，迄今為止已有超過一萬臺的離心機在全球使用，但均沒有發生過斷軸事故，只在某水廠發生過三次斷軸事故，不僅廠家非常重視，水廠人員也積極出謀劃策想找出事故的原因。

2　脫水機房離心機故障排除實施方案

根據現場情況制定故障排除實施方案：

第一步：切斷電源，打開安裝保護罩。

第二步：檢查皮帶并拆卸。檢查皮帶時，發現皮帶有兩條裂口，判斷皮帶有損傷。需要做更換皮帶的處理，傳統的做法是先拆掉彈性聯軸器、扭矩限制器、電機的四個地腳螺栓和兩個開口定位銷，然后移出電機，最后拆下舊皮帶。目前采用新的安裝方法，把連軸器后端皮帶讓車工師傅車下5mm，在更換新皮帶時，直接松扭矩限制的螺絲讓皮帶直接穿過，避免換皮帶時拆電機的過程，使操作過程更加簡化。

第三步：（1）安裝新皮帶，在輕度張緊的皮帶上距離L的2個調節點打上記號A和B。（見圖2-1）（2）在靜張力為F張緊之后，計算距離L1（A'至B），例如：L1=L+（0.6/100×L）；（3）張緊皮帶直到兩個記號之間的距離等于L1，例如：L=500mm，L1=500+（0.6×500/100）=503mm，（皮帶型號spb1900lw偏差口5.3大輪直徑365mm小輪直徑155mm）。

第四步：檢查皮帶輪。

（1）由于皮帶的運行偏差會使皮帶槽極為鋒利或皮帶槽生銹等都會損壞皮帶，為了皮帶能有更長的壽命，螺旋離心脫水機上的皮帶輪與電機上的皮帶輪的標準是很有必要的；

圖2-2　滑動溢流擋板上液池高度調節板

表1

圖2-3　相對趨勢圖

圖2-4　差轉速計算示意圖

（2）用線對齊電機皮帶輪和螺旋離心脫水機皮帶輪邊緣，如果皮帶輪正確的對齊，直的邊緣將不會碰到皮帶輪的表面。

（3）旋轉每根皮帶輪，檢查皮帶輪或是傳動軸是否有變形。

第五步：調節液面高度。

（1）轉鼓內液池高度的調節很重要。低液面：排出沉渣的含濕量減小，但輸送扭矩增大；高液面：排出的液相含固量小，澄清度高，檢查滑動溢流擋板上的液池高度調節；例如：見圖2-2，根據經驗液面高度調節至302mm。

（2）四塊板都調整在302mm的水平線的位置。

（3）拆下出液座上的擋板，松開螺釘（V）滑動溢流擋板到刻度線（R）相對應的內徑，旋緊螺釘（V）為保持較好的動平衡，需將四塊液池高度調到相同的高度上。（左邊是v，右邊是R.）

第六步：螺旋轉鼓的差轉速影響及螺旋輸送器的清洗與安裝。

（1）螺旋轉鼓的差轉速對泥形成的干濕度很重要，含泥量低的物料差轉速低，含泥量高的物料差轉速高，低差轉速降低沉渣度，但增大扭矩，高差轉速增大沉渣的含濕度，減小扭矩。因此，選擇合適的差轉速是非常重要的，詳見圖2-3表明相對轉速與扭矩、干度和澄清度的相對關系，若差轉速太高，會引成渦流從而影響澄清度。

（2）差轉速的計算和調節。

AS：轉鼓轉速或絕對轉速

RS：螺旋輸送器和轉鼓之間的差轉速或相對轉速

SS：差速器輸入軸轉速或第二轉速，是基本值。

RS=AS-SS

K

AS=300tr/mm

SS=2450tr/mm

圖2-5　螺旋輸送機裝配圖

K=55

RS=（3000-2450）/55

RS=10tr/mm

差轉速選擇10tr/mm，可防止螺旋輸送器的過度磨損，扭矩過大，振動過大，大噪音等事故發生。

（3）螺旋輸送器的清洗與安裝：螺旋葉片間的間隙被分離出來的干泥部分或全部填滿，從而引起機器運行受阻，泥水、藥、高壓力都加不進去時，必須拆下螺旋輸送器進行檢查（如圖2-5所示）。稍微提起螺旋輸送器，使其位于轉鼓中心，沿軸向小心地取出螺旋輸送器，用一張擦機布保護螺旋輸送器的花鍵軸。

螺旋輸送器沿軸方向移出一點，上面都鑲滿了硬干泥，用小鏟子鏟下一部分泥，再往外移出一點，再用鏟子把露在外邊和周圍的泥清理干凈，這樣一步一步地把螺旋輸送器移出。檢查螺旋輸送器磨損狀況，螺旋輸送器的耐磨塊磨損約3mm，在正常范圍內（廠家標準是當耐磨塊磨損約7mm，就要對螺旋進行維修），用清水沖洗螺旋輸送機和轉鼓。

重新安裝螺旋輸送器，花鍵轂已清潔潤滑，更換螺旋輸送器的O形密封，清洗花鍵軸，如有必要，清除鐵銹，檢查定心裝置和接合面、轉鼓/轉鼓盤。完成這些操作后，小心地插入螺旋送器到轉鼓內，安裝完成。

第七步：調整電機的同軸度。

（1）拆掉無限制器、過渡聯軸器和開槽聯軸器，露出電機軸頭，把百分表吸在機座上，指針頂住軸頭端面，把電機后罩打開，可轉動葉片和葉片轉動軸，檢測電機軸的同軸度，標準值應該5道以里，它超出范圍，擰開四條地腳螺栓，打出開口膨脹銷，用橡皮錘輕輕敲擊進行調整，如果指針對在零的位置上，轉動軸數值在（-2，2）之間正常，超出時用橡皮錘輕敲電機的中部，多次調整后使其在正常范圍值之內。擰緊地腳螺栓的四條螺絲，如開口膨脹銷放不進去，需對電機底座位置進行調整，原來膨脹銷的直徑為6mm，用電鉆擴孔為8mm，改安裝8mm膨脹銷定位，這樣的調整使電機與螺旋輸送器保持平衡，運行時減少振動，使設備達到最佳工況點。

（2）新軸的安裝：CYCLO減速器和軸是一體的，具體操作方法如下：1）拆下所有防護罩和上出泥箱。2）拆去皮帶。3）拆去后軸承座的銷釘及緊固螺絲，抬起轉子約0.1mm到0.3mm。本楔塊放在機托架上，撐住轉子，拆去把輪轂和錐部轉鼓堅固在一起的螺絲，從錐部轉鼓上分離出減速器。用旋在輪轂法蘭上的頂出螺絲沿軸線方向取出減速器。4）更換新的減速器，軸和減速器是一體的，換軸也就是軸和減速器一起更換，重新安裝。以相反順序進行，清潔接合面，確保其沒有受損外，更換CYCLO減速器花冠形密封，轉動偏心軸使圓盤上的孔面向銷釘，便于安裝完成。

············

3　斷軸的原因

嚴格按照上述方案實施后，發現由于水廠工藝特點，在回流的污水中，含砂量較大，水廠砂子細小而且均勻，像面粉一樣，這樣進入離心機對螺旋輸送器、陶瓷噴嘴、螺旋碳化物噴嘴、脹圈等都有磨損，而且磨損很嚴重，正常這些易損件使用期在二年以上。水廠一年更換一次，每年一次大修以廠家為主，水廠為輔。由于大修保修期一年，所有更換的零件都在保修費用里，一臺設備大修一次約9萬元。原計劃兩年更換一次，由于設備磨損嚴重，一年更換一次，甚至半年就更換一次，如果三臺設備就需要約27萬元，按此情況水廠的運營成本就會增加。

如何減少粉細砂對設備磨損，大家想了很多方法，如往污泥里加化學藥品讓粉細砂沉降以降低進入設備的含砂量等方案，最終通過多方案比選，找出最適合水廠工況的方案，首先調大螺旋推進器和滾筒之間的間隙，其次調小進泥量，減少含砂量，通過多次調試，找出最優工況，目前在此工況下已經運行了3年沒有出現斷軸現象，為廠里節省了投資。

隨著對設備的了解和出現問題的分析，找出的問題和解決的方案，并梳理如表1所示。

根據幾年的使用情況以后在運行過程中值班人員多觀察或建議廠家設自動報警器裝置更及時的發現問題。

4　結語

設備需要根據污泥的特點，選擇更適合有效的工況并定期的維護與維修，以定時加油、檢查油管等過程管理，達到使油路暢通，皮帶松緊合適，設備靈活性高的特點，以期獲得最佳的AS/SS組合來進行脫水污泥的處理，使過程更加標準化，操作性更強，有效提高工作效率，節省時間，延長設備的使用壽命，起到可借鑒、可推廣的作用。

楊思大（1968—），男，北京人，二級技師，大專學歷，從事第九水廠設備維修工作。