煤用臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)發(fā)展概況
行業(yè)動(dòng)態(tài)
一、前言
臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)在選煤廠內(nèi)用于煤泥和浮選精煤的脫水，也被廣泛應(yīng)用于化工、石油煉制、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金等行業(yè)。臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)在選煤廠應(yīng)用于煤泥和浮選精煤的脫水已多年，該機(jī)型具有產(chǎn)品水分低、占地面積小、沒(méi)有輔助設(shè)備、系統(tǒng)較簡(jiǎn)單和適于物料濃度變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)仍存在一定的問(wèn)題，如設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，檢修維護(hù)成本高，功率消耗大，造價(jià)高。因此還未在我國(guó)選煤市場(chǎng)廣泛使用。
二、離心機(jī)的發(fā)展過(guò)程
離心機(jī)是利用離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)固-液、液-液、以及液-液-固分離的機(jī)械。具有節(jié)省勞力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)控制、操作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。自1836年第一臺(tái)工業(yè)用三足離心機(jī)在德國(guó)問(wèn)世，至今一百多年來(lái)已獲得很大的發(fā)展。1836年出現(xiàn)了棉布脫水機(jī)，1877年為適應(yīng)乳酪加工工業(yè)的需要，發(fā)明了用于分離牛奶的分離機(jī)。進(jìn)入20世紀(jì)50年代研制成功了自動(dòng)排渣的碟式活塞排渣分離機(jī)，到20世紀(jì)60年代發(fā)展成完善的系列產(chǎn)品。隨著近代環(huán)境保護(hù)、三廢治理發(fā)展的需要，對(duì)于工業(yè)廢水、污泥脫水處理的要求都很高，因此促使臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)進(jìn)一步發(fā)展，起初的臥式螺旋卸料離心機(jī)是由兩對(duì)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)獲得轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的差轉(zhuǎn)速，第一臺(tái)螺旋離心機(jī)首次使用了二級(jí)行星齒輪差速器。并且使臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)應(yīng)用于煤炭行業(yè)中的選煤廠浮選精煤脫水。
三、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
我國(guó)20世紀(jì)80年代選煤廠開(kāi)始使用臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)，當(dāng)時(shí)的機(jī)型用于浮選尾煤的脫水，但由于零部件使用壽命短，檢修和維護(hù)工作量大等問(wèn)題未能廣泛的應(yīng)用。為此，煤科總院唐山分院開(kāi)始研究臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)，1983年研制出了WLG系列臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)，螺旋葉片邊緣采用了燒結(jié)耐磨合金片或陶瓷片鑲嵌工藝，篩網(wǎng)使用碳化鎢材料，解決了螺旋和篩網(wǎng)使用壽命問(wèn)題，同時(shí)在機(jī)械加工精度和裝配精度上有了很大的提高，但由于種種原因未能得到廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)末唐山生產(chǎn)的LWZ型系列開(kāi)始在選煤廠投入使用，效果良好，其結(jié)構(gòu)與WLG系列基本相同。20世紀(jì)80年代初，為提高我國(guó)選煤機(jī)械的技術(shù)水平，引進(jìn)了美國(guó)BIRD公司的圖紙和技術(shù)，形成了TCL系列臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)，開(kāi)始在一些選煤廠使用，但使用數(shù)量很小。
離心機(jī)的高效脫水性能必須通過(guò)完善的自控系統(tǒng)才能得以實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)的主流控制方式是PLC（可編程邏輯控制器）控制，控制功能較為單一，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)基本的控制要求，但與國(guó)外離心機(jī)控制系統(tǒng)存在著差距。
四、國(guó)外現(xiàn)狀
在國(guó)外離心機(jī)的生產(chǎn)制造有近百年的歷史，廣泛的應(yīng)用于固液分離作業(yè)中，主要的生產(chǎn)制造廠有法國(guó)的ALFALAVAL公司，德國(guó)的KHD公司、WESTFALIA公司，美國(guó)的SHARPLES公司、DMI公司、BIRD公司及日本的石川島播磨株式會(huì)社、巴工業(yè)株式會(huì)社、三菱重工株式會(huì)社等十幾家大公司。其中應(yīng)用于煤炭行業(yè)的主要是美國(guó)DMI公司、BIRD公司，德國(guó)的KHD公司，荷蘭的TEMA公司，這些公司都有完整的系列產(chǎn)品，同時(shí)又著力發(fā)展專用機(jī)型，產(chǎn)品規(guī)格系列化使得這些大公司的產(chǎn)品在市場(chǎng)上有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
DMI公司的臥式沉降過(guò)濾離心機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：具有較大的離心強(qiáng)度和長(zhǎng)徑比，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)確保了離心機(jī)的處理能力，制造精度高，使用壽命長(zhǎng)，轉(zhuǎn)鼓和篩籃的更換周期已達(dá)1000h。BIRD公司生產(chǎn)并在我國(guó)選煤廠使用的臥式沉降過(guò)濾離心機(jī)采用耐磨陶瓷篩網(wǎng)和螺旋，其壽命可達(dá)15000h。德國(guó)KHD公司生產(chǎn)SVS型中的800×1300型處理能力為10t/h。荷蘭的TEMA公司生產(chǎn)的臥式沉降過(guò)濾離心機(jī)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，沉降的圓錐段與過(guò)濾的圓柱段階梯式連接，增大錐段螺旋設(shè)計(jì)（內(nèi)椎體），可使離心機(jī)處于超深液池狀態(tài)，使池中液面高于固體排放面，同時(shí)又增大了過(guò)濾篩籃的直徑，可以獲得較大的離心力和直接的脫水效果。
國(guó)外部分廠家離心機(jī)的控制技術(shù)有很快的發(fā)展，部分已經(jīng)開(kāi)始使用工業(yè)計(jì)算機(jī)或DCS控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)比PLC系統(tǒng)更多、更強(qiáng)大的控制功能。采用大屏幕顯示，可對(duì)所有控制參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)一次性顯示，采用菜單操作，人機(jī)界面友好，操作更為人性化。近期推出的技術(shù)可通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)鏈接，與生產(chǎn)廠家進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，便于生產(chǎn)商對(duì)現(xiàn)場(chǎng)離心機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程故障分析及處理，甚至可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組態(tài)和更新運(yùn)行軟件。
五、傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方式種類
1. 雙重電機(jī)驅(qū)動(dòng)：即一臺(tái)電機(jī)通過(guò)皮帶直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺(tái)電機(jī)通過(guò)減速器（差速器）驅(qū)動(dòng)螺旋，雙重電機(jī)驅(qū)動(dòng)是由兩個(gè)電機(jī)協(xié)同工作，并啟動(dòng)時(shí)兩電機(jī)配合，提供啟動(dòng)所需的能量，并相應(yīng)的減少每個(gè)電機(jī)上的電壓和電流，也就是減少了電機(jī)上的熱載荷，節(jié)省耗電量。
2. 單電機(jī)驅(qū)動(dòng)：即一臺(tái)電機(jī)通過(guò)主皮帶輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)行星齒輪差速器輸入軸，已產(chǎn)生差轉(zhuǎn)速的輸出軸驅(qū)動(dòng)螺旋，這也是臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)現(xiàn)在普遍采用的形式，對(duì)行星齒輪差速器機(jī)械加工和裝配精度要求高，且要求傳遞扭矩大；另一種單電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式即一臺(tái)電機(jī)通過(guò)主皮帶輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，次級(jí)皮帶驅(qū)動(dòng)差速器的軸，從而產(chǎn)生差轉(zhuǎn)速，調(diào)整速差時(shí)需要停機(jī)運(yùn)行，屬于簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)方式；另外還有一種單電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，即采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)主轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電磁渦流差速器產(chǎn)生速差，這是一種制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，類似于剎車裝置，產(chǎn)生負(fù)速差，優(yōu)點(diǎn)是控制方便、節(jié)約能源，缺點(diǎn)是推料扭矩小。
3. 液壓驅(qū)動(dòng)：即轉(zhuǎn)鼓與螺旋分別由獨(dú)立的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，它具有其他驅(qū)動(dòng)方式所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：更大的驅(qū)動(dòng)扭矩（是普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)的2-4倍），更為簡(jiǎn)便的速差控制方式以及更低的速差。這種驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高，對(duì)液壓系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)要求極高，由于液壓聯(lián)接點(diǎn)較多，存在泄漏的機(jī)會(huì)也較多。因此這種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)液壓元件的質(zhì)量和可靠性均有嚴(yán)格的要求。
六、結(jié)束語(yǔ)
臥式沉降過(guò)濾式離心機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了中國(guó)化工、選煤、環(huán)保等行業(yè)的進(jìn)步，對(duì)選煤工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)并正在發(fā)揮著重要的作用，也為未來(lái)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。我國(guó)臥式螺旋離心機(jī)工業(yè)起步較晚，但有部分廠家在某些技術(shù)、性能方面，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，在某些專項(xiàng)技術(shù)上甚至超過(guò)了部分國(guó)外品牌的離心機(jī)。但從我國(guó)離心機(jī)制造業(yè)整體來(lái)看，不可否認(rèn)的是，與國(guó)外的離心機(jī)制造、新技術(shù)研發(fā)、尤其在整機(jī)可靠性、使用壽命、裝配精度、操作的靈活性、人性化等方面還存在一定的差距。建議我國(guó)離心機(jī)生產(chǎn)設(shè)計(jì)單位能從多方面考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)，使我國(guó)臥式沉降離心機(jī)的新技術(shù)在應(yīng)用、生產(chǎn)制造等方面得到進(jìn)一步提高，早日趕上和超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平。
