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1 工程背景

1.1 污泥處理工藝

紹興污水處理廠的物化污泥和生化污泥集中送至污泥均質(zhì)池混合后分配到污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后污泥含水率降到96%左右。濃縮后污泥通過潛污泵輸送到儲(chǔ)泥池，由螺桿泵將污泥與藥劑輸送到帶式壓濾機(jī)或離心機(jī)脫水，脫水后污泥含水率下降到80%左右，再通過G型螺桿泵、柱塞泵送到料倉(cāng)，通過車輛運(yùn)輸?shù)轿勰喟l(fā)電廠進(jìn)行無害化處置。

1.2 污泥處理設(shè)備

污泥處理的主要設(shè)備為帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)，其中帶式壓濾機(jī)27臺(tái)、離心機(jī)22臺(tái)。單臺(tái)帶式壓濾機(jī)的處理量為14m3/h，按22開5備計(jì)，總處理量約為7400m3/d，產(chǎn)生泥餅約1500m3/d。二期污泥處理2臺(tái)760系列的離心機(jī)，單臺(tái)處理量為45m3/h，按1開1備計(jì)，處理量約為1080m3/d，產(chǎn)生泥餅約200m3/d。三期污泥處理20臺(tái)530系列離心機(jī)，單臺(tái)處理量為30m3/h，按14開6備計(jì)，處理量約為10080m3/d，產(chǎn)生泥餅約2000m3/d。

1.3 實(shí)際運(yùn)行情況

污泥處理設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了一些問題，其中二期2臺(tái)進(jìn)口離心機(jī)問題較為突出。該離心機(jī)于2003年安裝運(yùn)行，隨著時(shí)間的推移，機(jī)器部件磨損加劇、控制系統(tǒng)元器件老化嚴(yán)重，離心機(jī)工藝指標(biāo)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2 進(jìn)口離心機(jī)主要問題及優(yōu)化改造

2.1 存在的主要問題

二期離心機(jī)運(yùn)行中存在的主要問題見下表：

2.2 解決辦法

2.2.1 上清液出水不暢問題的解決

污泥處理二期離心機(jī)因受房屋高度限制，安裝位置相對(duì)低下，下水管的落差不到2m，而且下水需經(jīng)過200m的DN300出水管輸送到提升泵房，造成離心機(jī)上清液出水不暢，管內(nèi)污泥堵塞使污泥處理量下降，嚴(yán)重影響了離心機(jī)的正常運(yùn)行。為保證離心機(jī)的正常處理效率，增強(qiáng)離心機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，特提出污泥處理二期離心機(jī)出水改造方案，共進(jìn)行了兩次改造。

次改造是在離心機(jī)房外側(cè)設(shè)置中轉(zhuǎn)池，將2臺(tái)離心機(jī)出水總管引入中轉(zhuǎn)池，池內(nèi)安裝2臺(tái)潛污泵，正常時(shí)1用1備。改造完成后離心機(jī)投入運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)仍存在兩個(gè)問題：一是由于中轉(zhuǎn)池較淺，泵機(jī)的自動(dòng)控制液位上下幅度小，泵機(jī)啟停頻繁；二是泵房液位淺造成氣泡封堵在管道內(nèi)，使離心機(jī)出水管運(yùn)行一段時(shí)間后仍然堵塞，同時(shí)兩臺(tái)離心機(jī)的出水管相互干擾，影響正常運(yùn)行。

第二次改造是在現(xiàn)泵房側(cè)再增設(shè)一座比原泵池深1.5m的泵池，將2臺(tái)潛污泵移裝到深的泵池中，使運(yùn)行液位通過潛污泵浮球自動(dòng)控制在離心機(jī)出水管口之下，管道內(nèi)的氣泡全部流入泵池，同時(shí)將兩臺(tái)離心機(jī)的出水管分開，分別接入泵房中。

通過二次改造，徹底解決了離心機(jī)上清液出水不暢的問題，使離心機(jī)能同時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行。

2.2.2 離心機(jī)電氣跳閘問題的解決

因離心機(jī)使用時(shí)間已達(dá)到16年，電氣元器件老化嚴(yán)重，同時(shí)出現(xiàn)故障后，部分備件已停止生產(chǎn)，維修無法達(dá)到正常運(yùn)行要求，造成離心機(jī)電氣跳閘多。

為徹底解決此問題，通過與設(shè)備廠家合作，采用全新的控制系統(tǒng)進(jìn)行替換。具體方案如下：

（1）電氣部分。重新制作2臺(tái)2TOUCH電控柜、1臺(tái)公用電控柜等。其中2臺(tái)2TOUCH電控柜替換現(xiàn)場(chǎng)的DSC電控柜。2TOUCH電控柜通過網(wǎng)線與主背驅(qū)電機(jī)變頻器的通信模塊相連，以監(jiān)控主電機(jī)變頻器。同時(shí)，背驅(qū)變頻器通過直流母線與主電機(jī)變頻器相連，可以將背驅(qū)變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電能回饋給主驅(qū)變頻器，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。公用柜接入兩臺(tái)離心機(jī)的狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)用戶需求控制外圍的公共設(shè)備。

（2）機(jī)械部分。在離心機(jī)上安裝兩套新的振動(dòng)傳感器及速度傳感器。與原設(shè)備相比，需要在離心機(jī)上增加一套振動(dòng)傳感器并更換振動(dòng)、速度傳感器的類型。兩套振動(dòng)傳感器分別監(jiān)測(cè)離心機(jī)兩端軸承的振動(dòng)值，以 保護(hù)離心機(jī)。

通過USB接口完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入或?qū)С觯ǜ录皞浞荩?，參?shù)可存檔和移植。主要改造分為原電控柜的拆除，在原電控柜拆除前對(duì)電纜線芯進(jìn)行標(biāo)記、新電控柜的安裝、更換新的振動(dòng)及速度傳感器。

2.2.3 離心機(jī)振動(dòng)、扭矩問題的解決

在離心機(jī)運(yùn)行過程中存在頻繁跳閘的問題，一年內(nèi)2臺(tái)離心機(jī)運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)見下表：

（1）振動(dòng)故障

離心機(jī)振動(dòng)過大引起的報(bào)警停機(jī)的原因及措施如下：

一是離心機(jī)進(jìn)料口存在問題。二期泥處理車間由2臺(tái)離心機(jī)和10臺(tái)帶式壓濾機(jī)組成，貯泥池分為2格，中間不連通，離心機(jī)由于處理量大，運(yùn)行時(shí)貯泥池內(nèi)污泥含水率及液位波動(dòng)大，進(jìn)泥量與加藥量調(diào)整困難，使離心機(jī)的負(fù)荷波動(dòng)大。采取將兩座貯泥池連通的方式，使貯泥池內(nèi)污泥的含水率及液位保持基本恒定。

二是離心機(jī)由于長(zhǎng)期運(yùn)行，污泥中含有沙粒等雜物，運(yùn)行中使螺旋葉片磨損，離心機(jī)的動(dòng)平衡被破壞，造成振動(dòng)故障。采用定期對(duì)螺旋瓦片進(jìn)行檢查維修更換，并進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試后恢復(fù)運(yùn)行。

（2）扭矩故障

一是根據(jù)離心機(jī)本身特性及污泥特性，經(jīng)過摸索，轉(zhuǎn)速在1800r/min左右、扭矩設(shè)定在8kN/m、差速運(yùn)行在5～7r/min時(shí)，分離效果比較好。按照離心機(jī)的差速控制器模型計(jì)算，差速為6.7r/min時(shí)剛好處在死區(qū)。如果保持在此區(qū)間內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間，背驅(qū)電機(jī)正反轉(zhuǎn)頻繁切換，使運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，且各個(gè)數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)大的跳動(dòng)。根據(jù)差速控制器模型調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使離心機(jī)可以快速地跳過死區(qū)，以達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定的目的。

二是離心機(jī)在自動(dòng)控制模式下，差速隨著扭矩調(diào)節(jié)的曲線跳動(dòng)范圍比較大，說明污泥含固率一直在變化，當(dāng)含固率變化太快時(shí)，離心機(jī)本身提高差速已經(jīng)來不及將扭矩降到安全值范圍以內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)扭矩停機(jī)。解決辦法：采用認(rèn)為干預(yù)，適當(dāng)減少進(jìn)泥量。

三是污泥含固率變化頻繁，將離心機(jī)運(yùn)行模式開啟到差速控制模式時(shí)，由于差速固定，當(dāng)污泥含固率提高時(shí)，扭矩就會(huì)上升，當(dāng)污泥含固率變化過大時(shí)，就會(huì)超過扭矩報(bào)警值。通過將差速隨著扭矩變化而變化的反應(yīng)時(shí)間降低，使其能盡快降低扭矩，保證離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）處理量較小

在改造前進(jìn)泥處理量＜45m3/h，只達(dá)到了額定負(fù)荷的60%左右，需進(jìn)一步提量，在解決上述問題后，開展了離心機(jī)提量運(yùn)行試驗(yàn)，流量達(dá)到額定值，實(shí)現(xiàn)離心機(jī)的正常運(yùn)行。

2.2.4 離心機(jī)本體磨損問題及解決

離心機(jī)在一定時(shí)間運(yùn)行，相應(yīng)的螺旋、軸承等容易磨損，特別是760系統(tǒng)離心機(jī)，其動(dòng)平衡要求非常高，需對(duì)機(jī)器本體開展維修與保養(yǎng)工作。拆下離心機(jī)主機(jī)到維修工廠進(jìn)行保養(yǎng)，對(duì)軸承座、轉(zhuǎn)鼓、螺旋、主軸承和螺旋軸承及密封件進(jìn)行拆解、清洗；對(duì)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑、螺旋外徑、軸承座的軸承檔、大端端蓋和小端端蓋的軸承檔尺寸進(jìn)行檢測(cè)，在加工機(jī)床上對(duì)螺旋推料葉片外徑尺寸進(jìn)行測(cè)量，檢查螺旋葉片的磨損情況，將局部磨損部位修復(fù)到出廠要求，對(duì)螺旋外徑進(jìn)行加工，調(diào)整整體尺寸，鑲嵌可更換的耐磨硬質(zhì)合金，包括不銹鋼基體和硬質(zhì)合金塊，對(duì)大端蓋板和小端蓋板缺陷采用高科技冷焊補(bǔ)焊機(jī)進(jìn)行補(bǔ)焊或鑲套，完成了更換前后主軸承及螺旋軸承、所有密封件、傳動(dòng)皮帶等大修保養(yǎng)工作。

3 結(jié)論

通過對(duì)二期離心機(jī)上清液管堵塞、離心機(jī)控制系統(tǒng)老化、離心機(jī)運(yùn)行中存在的主要問題進(jìn)行分析，提出增設(shè)上清液中轉(zhuǎn)池、更新改造控制系統(tǒng)、開展離心機(jī)配套外圍系統(tǒng)及本體維修保養(yǎng)等解決措施，使離心機(jī)實(shí)現(xiàn)了正常連續(xù)運(yùn)行，在此過程中設(shè)備管理與維修人員積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也為其他離心機(jī)運(yùn)行單位在處理此類問題上提供了借鑒。