污泥脫水機(jī)房離心機(jī)振動(dòng)技術(shù)分析
技術(shù)支持
某水廠污泥脫水機(jī)房是把污水分離成污塊和水的過程，在三臺(tái)離心機(jī)運(yùn)行過程中，都發(fā)生過斷軸的故障，經(jīng)過多次的拆裝、檢查、分析與試車，運(yùn)用調(diào)節(jié)設(shè)備、檢查皮帶、調(diào)整同軸度等操作方法，進(jìn)行脫水機(jī)房離心機(jī)的故障排除，可以快速安裝而達(dá)到預(yù)期效果，且出泥量、藥量、電流符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
1 水廠污泥脫水機(jī)房工藝概況及存在問題
1.1 污泥脫水機(jī)房工藝概況
污泥脫水機(jī)房設(shè)有三臺(tái)ANDRITZ臥式離心機(jī)，投產(chǎn)于2011年，處于2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用的狀態(tài)。根據(jù)濃縮池中污泥的濃度來決定制泥量的多少，目前產(chǎn)泥量為8m3/h，每天2臺(tái)離心機(jī)24小時(shí)運(yùn)行，日產(chǎn)泥量為384m3。
1.2 污泥脫水機(jī)房在運(yùn)行中存在的主要問題
某水廠其工藝流程設(shè)計(jì)污泥脫水機(jī)房負(fù)責(zé)排除工藝處理后的污泥，脫水機(jī)房有三臺(tái)離心脫水機(jī)，兩用一備。離心機(jī)的工作原理是通過回轉(zhuǎn)體——轉(zhuǎn)鼓和螺旋的高速旋轉(zhuǎn)使其內(nèi)的固液混合物隨之高速旋轉(zhuǎn)形成液環(huán)并產(chǎn)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(huán)的外圈，即沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁形成泥環(huán)，通過螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差速由刮泥螺旋將泥推出回轉(zhuǎn)體液環(huán)，通過堰池口溢流出回轉(zhuǎn)體之外。
使用不久，污泥脫水機(jī)房值班人員巡察發(fā)現(xiàn)，1#離心脫水機(jī)聲音響、振動(dòng)大。迅速通知檢修人員到達(dá)現(xiàn)場，1#離心脫水機(jī)振動(dòng)聲音很大，用手觸摸機(jī)座感覺明顯振動(dòng)，立刻停機(jī)，此時(shí)值班人員告知振動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩實(shí)際值為零。操作人員與廠家一起分析1#離心機(jī)的故障原因，經(jīng)過現(xiàn)場分析和判斷認(rèn)為是軸斷了，打開上蓋，拆下彈性聯(lián)軸器、差速器后，確實(shí)發(fā)生斷軸事故。決定與廠家一起大修，對設(shè)備解體分析原因、排檢事故，并制定應(yīng)急預(yù)案防止斷軸事故再次發(fā)生。
ANDRITZ臥式離心機(jī)有幾十年的開發(fā)生產(chǎn)歷史，其設(shè)備在此領(lǐng)域處于 水平，迄今為止已有超過一萬臺(tái)的離心機(jī)在全球使用，但均沒有發(fā)生過斷軸事故，只有在某水廠發(fā)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(jī)房離心機(jī)故障排除實(shí)施方案
根據(jù)現(xiàn)場情況制定故障排除實(shí)施方案：
步：切斷電源，打開安裝保護(hù)罩。
第二步：檢查皮帶并拆卸。檢查皮帶時(shí)，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)的做法是先拆掉彈性聯(lián)軸器、扭矩限制器、電機(jī)的四個(gè)地腳螺栓和兩個(gè)開口定位銷，然后移出電機(jī)，拆下舊皮帶。目前采用新的安裝方法，把聯(lián)軸器后端皮帶讓車工師傅車下5mm，在更換新皮帶時(shí)，直接松扭矩限制的螺絲讓皮帶直接穿過，避免換皮帶時(shí)拆電機(jī)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(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)打上記號(hào)A和B。
（2）在靜張力為F張緊之后，計(jì)算距離L1（A至B），例如：L1=L+（0.6/100×L）。
（3）張緊皮帶直到兩個(gè)記號(hào)之間的距離等于L1，例如：L=500mm。
L1=500+（0.6×500/100）=503mm，（皮帶型號(hào)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(yùn)行偏差會(huì)使皮帶槽極為鋒利或皮帶槽生銹等都會(huì)損壞皮帶，為了皮帶能有更長的壽命，螺旋離心脫水機(jī)上的皮帶輪與電機(jī)上的皮帶輪的標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。
（2）用線對齊電機(jī)皮帶輪和螺旋離心脫水機(jī)皮帶輪邊緣，如果皮帶輪正確的對齊，直的邊緣將不會(huì)碰到皮帶輪的表面。
（3）旋轉(zhuǎn)每根皮帶輪，檢查皮帶輪或是傳動(dòng)軸是否有變形。
第五步：調(diào)節(jié)液面高度。
（1）轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液池高度的調(diào)節(jié)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(dòng)溢流擋板上的液池高度調(diào)節(jié)；例如：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)液面高度調(diào)節(jié)至302mm。
（2）四塊板都調(diào)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(dòng)溢流擋板到刻度線（R）相對應(yīng)的內(nèi)徑，旋緊螺釘（V），為保持較好的動(dòng)平衡，需將四塊液池高度調(diào)到相同的高度上。
第六步：螺旋轉(zhuǎn)鼓的差轉(zhuǎn)速影響及螺旋輸送器的清洗及安裝。
（1）螺旋轉(zhuǎn)鼓的差轉(zhuǎn)速對泥形成的干濕度很重要，含泥量低的物料差轉(zhuǎn)速低，含泥量高的物料差轉(zhuǎn)速高，低差轉(zhuǎn)速降低沉渣度，但增大扭矩，高差轉(zhuǎn)速增大沉渣的含濕度，減小扭矩。因此，選擇合適的差轉(zhuǎn)速是非常重要的，若差轉(zhuǎn)速太高，會(huì)引起渦流從而影響澄清度。
（2）差轉(zhuǎn)速的計(jì)算和調(diào)節(jié)。
差轉(zhuǎn)速選擇10tr/mm，可防止螺旋輸送器的過度磨損，扭矩過大，振動(dòng)過大，大噪音等事故發(fā)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(jī)器運(yùn)行受阻，泥水、藥、高壓力都加不進(jìn)去時(shí)，必須拆下螺旋輸送器進(jìn)行檢查。稍微提起螺旋輸送器，使其位于轉(zhuǎn)鼓中心，沿軸向小心地取出螺旋輸送器，用一張擦機(jī)布保護(hù)螺旋輸送器的花鍵軸。
螺旋輸送器沿軸方向移出一點(diǎn)，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(diǎn)，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(nèi)（廠家標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)耐磨塊磨損約7mm，就要對螺旋進(jìn)行維修），用清水沖洗螺旋輸送機(jī)和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓/轉(zhuǎn)鼓盤。完成這些操作后，小心地插入螺旋輸送器到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，安裝完成。
第七步：調(diào)整電機(jī)的同軸度。
（1）拆掉無限制器、過渡聯(lián)軸器和開槽聯(lián)軸器，露出電機(jī)軸頭，把百分表吸在機(jī)座上，指針頂住軸頭端面，把電機(jī)后罩打開，可轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軸，檢測電機(jī)軸的同軸度，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)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(jìn)行調(diào)整，如果指針對在零的位置上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)值在（-2,2）之間正常，超出時(shí)用橡皮錘輕敲電機(jī)的中部，多次調(diào)整后使其在正常范圍值之內(nèi)。擰緊地腳螺栓的四條螺絲，如開口膨脹銷放不進(jìn)去，需對電機(jī)底座位置進(jìn)行調(diào)整，原來膨脹銷的直徑為6mm，用電鉆擴(kuò)孔為8mm，改安裝8mm膨脹銷定位，這樣的調(diào)整使電機(jī)與螺旋輸送器保持平衡，運(yùn)行時(shí)減少振動(dòng)，使設(shè)備達(dá)到較佳工況點(diǎn)。
（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(hù)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(zhuǎn)子約0.1mm到0.3mm。本楔塊放在機(jī)托架上，撐住轉(zhuǎn)子，拆去把輪轂和錐部轉(zhuǎn)鼓緊固在一起的螺絲，從錐部轉(zhuǎn)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(jìn)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(zhuǎn)動(dòng)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(yán)格按照上述方案實(shí)施后，發(fā)現(xiàn)由于水廠工藝特點(diǎn)，在回流的污水中，含砂量較大，水廠砂子細(xì)小而且均勻，像面粉一樣，這樣進(jìn)入離心機(jī)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(yán)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(fèi)用里，一臺(tái)設(shè)備大修一次約9萬元。原計(jì)劃兩年更換一次，由于設(shè)備磨損嚴(yán)重，一年更換一次，甚至半年就更換一次，如果三臺(tái)設(shè)備就需要約27萬元，按此情況水廠的運(yùn)營成本就會(huì)增加。
如何減少粉細(xì)砂對設(shè)備磨損，大家想了很多方法，如往污泥里加化學(xué)藥品讓粉細(xì)砂沉降以降低進(jìn)入設(shè)備的含砂量等方案，通過多方案比選，找出適合水廠工況的方案，首先調(diào)大螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓之間的間隙，其次調(diào)小進(jìn)泥量，減少含砂量，通過多次調(diào)試，找出較優(yōu)工況，目前在此工況下已經(jīng)運(yùn)行了3年沒有出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象，為廠里節(jié)省了投資。
根據(jù)幾年的使用情況，在運(yùn)行過程，值班人員多觀察或建議廠家設(shè)自動(dòng)報(bào)警器中裝置以便更及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題。
4 結(jié)語
設(shè)備需要根據(jù)污泥的特點(diǎn)，選擇更適合有效的工況并定期的維護(hù)與維修，以定時(shí)加油、檢查油管等過程管理，達(dá)到使油路暢通，皮帶松緊合適，設(shè)備靈活性高的特點(diǎn)，以期獲得較佳的AS/SS組合來進(jìn)行脫水污泥的處理，使過程更加標(biāo)準(zhǔn)化，操作性更強(qiáng)，有效提高工作效率，節(jié)省時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命，起到可借鑒、可推廣的作用。
