試論臥式螺旋離心機運行調(diào)整
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臥螺離心機是一種利用離心沉降原理進行不同比重間物料分離的設(shè)備，其基本結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、動力系統(tǒng)和變速系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)鼓與螺旋同向高速旋轉(zhuǎn)但存在可以調(diào)整的速差，物料連續(xù)進入螺旋內(nèi)筒時，由于螺旋的高速旋轉(zhuǎn)，物料被加速后進入轉(zhuǎn)鼓，在轉(zhuǎn)鼓中進一步加速旋轉(zhuǎn)，在離心力場作用下，物料因比重不同將進行分離，其中比重較大的固相物在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成沉積層，比重較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)。在螺旋和轉(zhuǎn)鼓差速的作用下，螺旋將沉積的固相物推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機外，而內(nèi)層液環(huán)也就是澄清液由轉(zhuǎn)鼓溢流堰板處溢出轉(zhuǎn)鼓，完成分離過程。離心機適合分離含固相物粒度大于0.01mm，濃度2-45%的懸浮液。近年來由于離心機處理量大、運行平穩(wěn)，在化學(xué)、礦山、環(huán)保、食品和其它許多工業(yè)部門得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文就離心機的幾個重要參數(shù)對其運行的影響進行了分析，并提供了離心機在煉油廠的實際應(yīng)用中，在固定物料的情況下，進行的運行試驗數(shù)據(jù)，以期提供較科學(xué)的調(diào)整依據(jù)。
1 離心機速差的基礎(chǔ)作用
臥螺離心機要實現(xiàn)連續(xù)的對輸入機器內(nèi)的物料進行分離，就要求將已經(jīng)在其內(nèi)部完成分離的物料排除出去，以便能夠繼續(xù)處理新物料。這種連續(xù)排料就是通過螺旋和離心機轉(zhuǎn)鼓之間的相對旋轉(zhuǎn)運動，也就是離心機的“差速”來實現(xiàn)的。
在固定的離心力作用之下，合理的差速對離心機分離效果起到非常關(guān)鍵的輔助作業(yè)，也是實際生產(chǎn)中，為適應(yīng)物料的變化，常用的調(diào)整手段。沒有合理的差速，離心機就無法達到物料平衡，就無法實現(xiàn)良好的連續(xù)分離功能。因為差速度直接決定著離心機的處理能力和處理效果，所以作為實際運行中常用的調(diào)節(jié)參數(shù)之一來進行分析。
提高差速度，有利于盡快的將沉積物推出機外，進而減少固體沉積層厚度，提高處理能力，而且因為減少了沉積物向澄清液的滲透，澄清液的固含量得到很好的降低；不利的方面是因為沉積物在離心機內(nèi)停留時間短，脫水效果降低，脫水后干泥含水率將增大。相反降低差速度時，有利于增大沉積層厚度，進而增加沉渣的脫水時間，干泥含水率降低；不利的方面是固渣向清液方向的滲透加大，所以降低差速，提高排渣干度的同時會得到相對渾濁的澄清液。
在離心機運行時，固渣干度和澄清液清潔就是這樣的一對矛盾體，研究差速的目的就是找出兼顧兩者的差速值。在這個差速推動下，干泥有一個基本穩(wěn)定的含水率，又將使得推料螺旋有一個基本穩(wěn)定的推料負荷。利用推料負荷可以實現(xiàn)對差速的自動控制。
在煉油廠實際應(yīng)用中處理的主要是低濃度生化污泥，固體含量較少。在固定物料的情況下，將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速設(shè)置為2600r/min進行實測，測試結(jié)果顯示，當(dāng)速差設(shè)置為10～15r/min時，干泥含水率在85%左右，清液含固率0.3%左右，離心機處理效果比較理想。
2 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對離心機的影響
臥螺離心機是利用離心沉降原理來進行不同比重物料間的分離。離心力場的大小非常重要。物料在離心機內(nèi)旋轉(zhuǎn)的速度取決于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，也就是說提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，可以增大離心機內(nèi)的離心力場。固相物在較大的離心力場作用下，不但分離的更加徹底，而且在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁附著的也更加致密。也就是說，適當(dāng)?shù)奶岣咿D(zhuǎn)速可以使干泥更干，清液更清。而且轉(zhuǎn)速的提高增加了沉降速度，離心機處理量也隨之上升。
但是過高的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速也會帶來不利的影響，首先轉(zhuǎn)鼓電機功耗隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。其次由于附著在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固渣更加致密，要維持轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的速差，也必將增大螺旋電機的功耗。甚至在一些物料中，由于轉(zhuǎn)鼓排渣口錐度的存在，過高的離心力會使分離出來的固體難以到達排渣口，發(fā)生排渣困難。
此外，為了改善物料的沉降性能，實際生產(chǎn)中常常在物料中加入絮凝劑等藥劑，使細小的顆粒聚集成較大的絮體，如果離心作用力太大，可能導(dǎo)致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果。從設(shè)備本身來說，隨著轉(zhuǎn)速的增加，設(shè)備的機械磨損也大大增加。因此，設(shè)置經(jīng)濟合理的轉(zhuǎn)速非常重要。
在固定物料的情況下，當(dāng)速差為15r/min時，綜合考慮能耗和設(shè)備的磨損，在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速建議設(shè)定在2500rpm～2800rpm之間。
3 溢流堰板的調(diào)整
由于離心力的作用，分離出來的固渣和澄清液體在離心機內(nèi)部形成圍繞轉(zhuǎn)鼓中心線轉(zhuǎn)動的圓環(huán)。固體由于比重較大沉降在圓環(huán)的外圈，越靠近圓環(huán)的內(nèi)圈是越清澈的液體。液池從離心機的溢流堰板排出。
圓環(huán)厚度越大，內(nèi)圈的液體越遠離固液分解面，而且液體在離心機內(nèi)的停留時間增加，此時的液體更為清澈。但是，圓環(huán)厚度過大時，雖然能夠得到更為清澈的分離液體，但由于轉(zhuǎn)鼓排渣口錐度的存在，固液分離線將向排渣口逐漸延伸，排渣口無水區(qū)的長度會逐漸變短，這將使得排放的固渣含水率升高。
相反圓環(huán)厚度過小時，離心機內(nèi)的液體圓環(huán)變薄，固液分離線將向排液口延伸，排渣口無水區(qū)的長度會逐漸變長，干泥的含水率下降。但由于液體停留時間短，雖然能降低固渣的含水率，卻造成物料分離不夠徹底，澄清液含固量相應(yīng)升高。
因此，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的需要合理的調(diào)節(jié)液位擋板的位置。要特別提醒的是調(diào)整時一定要確保液位擋板的高度一致，否則會引起離心機的振動增加。
4 結(jié)語
離心機的影響因素很多，本文只是在固定物料情況下對離心機做了調(diào)整試驗，對物料性質(zhì)、藥劑的選擇和添加量等對離心機的運行同樣非常重要的因素沒有分析。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)綜合考慮各種因素，通過細致深入的試驗，確定適合實際的各種參數(shù)。
