臥式螺旋沉降離心機故障分析及對策

李霞

（大慶石化公司腈綸廠回收車間，黑龍江 大慶 163714）

臥式螺旋沉降離心機使用原理基本如下，通過其精料管、螺旋出料口，泥水混合物則可進入轉鼓，主機高速旋轉下會產生較大離心力，將體積比重較大固相顆粒沉積下來，并被螺旋葉片刮下、排出，經分離后清液流出堰板開口。技術發展下，臥式螺旋沉降離心機的適應性好，具備較強的生產能力，人工成本低，且其自動化程度不斷提升，可以實現節能、平穩運行。但也需注意操作不當等問題引發的故障，并采取合理措施進行預防控制。

1 臥式螺旋沉降離心機常見故障分析及對策

1.1 主軸承溫度過高

在臥式螺旋沉降離心機運行中，其固液兩端軸承溫度快速升高甚至達到85℃左右，將軸承的潤滑油流量加大后，其溫度未有效降低并持續上升。此情況下，需統計進行全面檢查。引發軸承溫度過高的原因，主要就是設備設計中，對潤滑油流量設計較小，無法滿足離心機高速重載運行下潤滑要求。此情況下需要對噴油孔適當擴孔處理，合理加大軸承噴油孔的直徑，并更換流量較大的油泵加大打油量和流量表量程。經過改造后，可以提升軸承潤滑油流量，將離心機啟動，其軸承溫度提高速度變緩，并最終穩定在合適溫度范圍。滿負荷情況下，離心機軸承溫度通常在65 ～70℃范圍內，此情況下離心機運行正常。

1.2 離心機堵料

離心機出現堵料問題，在其分離料漿后分離不徹底。在離心機和干燥機之間連接的輔機為下料斗和喂料器，分離漿料經過離心機下料斗進入螺旋喂料器，并需在干燥機中經過干燥處理，如果使用中下料斗頻繁出現堵塞，達到一定程度，就可能將液力耦合器熔化，以及出現皮帶斷裂、過載跳車等情況。此問題產生原因主要就是螺旋喂料器葉片尺寸不合理，導致其實際送料能力較差，在滿負荷狀態下無法及時推走物料，下料斗不斷積料，累積到轉鼓附近時就會導致其塞料，進而引發事故。對此需根據實際要求，適當加大喂料器螺旋葉片尺寸、下料斗寬度，以滿足120%負荷要求。喂料器末端還可增設一定長度的反向螺旋葉片，在改造后解決生產中的堵料問題，保證生產效率。

1.3 液力耦合器問題

在臥式螺旋沉降離心機中，液力耦合器的作用主要體現在兩個方面：（1）發揮電機輕載啟動作用，以改進電機啟動能力，確保在沉重負載下電機可以輕快啟動，降低啟動電流，同時軟加速下減少對電網造成的沖擊。（2）發揮過載保護功能，避免啟動和超載狀態下，電機和離心機出現損壞，有效減少機械故障，保證離心機整體和相關零部件的使用壽命。對此，一方面，可以根據實際生產條件和生產需求選擇合適的耦合器，比如，一些液力耦合器有延充油腔，即在靜止時充滿工作液的輔助室腔。啟動過程中，液流回路中工作液較少，啟動電機后延充油腔中的工作液被排送到液流回路中，使得啟動更加平緩，也有助于日常工作效率的提高。另一方面，要注意添加的工作液量大小。一般情況下，充油度92% 左右離心機的啟動狀態較好，可以快速、平穩啟動，工作效率高。液力耦合器在缺乏足夠的工作液情況下，液力耦合器滑差會變大，減少傳遞的功率或扭矩，此時輸入轉速在輸出轉速時，會提高耦合器溫度上升。因此，需在實踐中注意總結和研究分析，以掌握所使用液力耦合器最佳充油量。此外，要注意選擇合適的工藝，使用的工作液密度越高的情況下，其傳遞能力越強。而其黏度越高，則不利于傳遞特性。

液力耦合器中會安裝易熔塞，其中心有軟焊，一定溫度下會將其熔化。離心機過載狀態下，液力耦合器中工作液溫度提高，會熔化易熔塞而噴出工作液，中斷功率的傳遞。一些工作液在噴出后會造成污染、引發火災，對此可設置電子式溫度監測系統，一旦耦合器溫度超過限定值，離心機即連鎖跳車，避免出現安全事故。

1.4 內螺旋軸承問題

轉鼓與內螺旋實際運行中會產生轉速差，需要定期更換內螺旋軸承潤滑。出現一側加入潤滑脂，另一側無法置換出新脂的情況下，需解體檢查離心機。常見問題就是內螺旋軸承進水、機封被損壞，導致潤滑脂從機封泄漏，需及時檢修，防止燒壞軸承。

1.5 離心機異常振動

離心機出現異常振動現象：（1）運行中轉動部件附著質量不均塑化物，平衡狀態轉動件上存在參與不平衡質量，導致離心力始終在轉動部件作用，主軸旋轉中軸承某點上會產生振動響應。（2）離心機運行中，螺旋輸送器葉片刮下轉鼓內部沉積的固體物料。此過程中，螺旋輸送器會受到固體物料推力作用，主要是通過推力軸承平衡此軸力。長期運行中，尤其是變負荷公開后，會加劇軸承磨損，達到一定程度則會引發軸向串動，進而引發異常振動。（3）支撐剛度不足、主軸承裝配不良引發異常振動。轉軸在軸承上旋轉，如果軸承結構不良、剛度不足，則會引發轉軸不平衡、產生振動。其支撐剛度不足的原因，主要就是軸承座結構單薄、主軸承安裝位置偏差等。

需嚴格按照制造商提供維護手冊進行操作和維護，做好開停車過程中的清洗工作，避免內部轉動部件塑化，同時要注意避免頻繁的負荷波動，定期做好潤滑工作，及時更換潤滑油等。

2 優化離心機分離效果的操作要點和工藝措施

以大慶石化分公司腈綸廠回收車間配備離心機為例，該離心機為臥式螺旋卸料沉降離心機，主要在硫氰酸鈉回收裝置的物料循環中應用，以在結晶過程中分離出硫酸鈉與硫氰酸鈉，硫酸鈉即可達到平衡狀態，在其腈綸裝置整體生產過程中，離心機發揮著相當重要的作用。具體生產中，可以采取以下工藝措施來保證實際分離效果。

2.1 轉速控制

通常情況下，分離機轉鼓轉速高則其實際脫水效果也越好，在轉鼓與螺旋高速下旋轉，可以將懸浮液中的液體完全分離出來。在離心場所中，被分離后會受到一定離心慣性力，該慣性力其重力之比值被稱為分離因數，是用以判斷、表示離心機分離能力的主要指標，因此物料在受到較大沉降力情況下會取得更好的分離效果。可選擇分離因數比較大的離心機用于分離固體顆粒小、液體黏度大的分離難度大的懸浮液或乳濁液，以實現有效分離。要保證分離效果，提高轉速是比較有效的方法，由于實際分離因數的提高有限，實際分離操作中提高轉速的措施操作起來更加簡單。但是，提高轉速的方式也存在不合理之處，即過高轉速下會使得導致固相出料過于堅硬，而此時螺旋易被堵塞，離心機運轉也會受到影響。需要調整轉速的情況下，需要通過調節皮帶輪的大小對離心機轉鼓的速度進行調節，具體要根據生產料液的特性、轉鼓直徑和材質等參數，對轉鼓的轉速及皮帶輪尺寸進行精確計算，從而對轉速做出合理調整。

2.2 轉速差控制

離心機運行中，螺旋與轉鼓是同心同向旋轉的，但兩者轉速存在一定偏差。回收裝置結晶分離過程中，固相的干燥度是重要生產指標，需要控制好負轉差率，以確保沉渣得以順利輸送，同時減速器傳送的功率也得以降低。具體對負轉差率的控制室通過改變轉鼓與螺旋的轉速差實現的，也就是調節轉子上皮帶輪的尺寸。同時，調節過程中還需注意皮帶是否存在老化、松緊不均的問題，這些線下也會對固相出料產生不利影響。

2.3 工藝條件控制

離心機的分離能力除了與上述因素相關外，還會受到固相與液相之間密度差、沉降區長度的影響。固相與液相兩相之間的密度差越小，進料的漿液黏度就越大，越不利于將其沉降分離。在實際生產中，進料溫度、進料影速率和一些異常工藝條件也關系著離心機的分離效果。其具體影響表現在，首先，是進料溫度會對母液的黏度產生影響，溫度高的情況下其黏度越低，固相上的液膜此時比較簿，容易沉降細小粒子，減少毛細孔中所含液體，如果是對固相干燥度要求較高的離心機，則此情況下其離效果也比較好。其次，是進料速率，待分離漿液進入轉鼓后需要有足夠的停留時間，時間充足才能保證固相離子沉降效果。對于同樣的物料，把控好進料量才能保證實際分離效果。最后，是異常工藝條件，此類型問題主要是料漿液中晶體含量不足、晶體不結晶呈現絮狀等，如果物料分離難度較大，在日常生產中需重視離心機清洗工作，粘稠母液則需替換。

3 結語

對于臥式螺旋沉降離心機運行中的常見故障，需掌握其故障類型和原因，日常做好維護工作，總結經驗，優化工藝操作各項細節，比如，進料量、轉速差控制等，以保證離心機具備良好分離效果。