離心式脫水機進料端軸承故障分析及預防措施
技術(shù)支持
在污水處理廠的運行過程中，污泥經(jīng)濃縮及消化處理后，尚有95%左右的含水率，體積仍然很大，污泥濃縮脫水系統(tǒng)尤為重要。污泥濃縮脫水系統(tǒng)在實際運行過程中經(jīng)常遇到一些故障問題，嚴重影響了污水處理廠的政策運行。針對污泥濃縮脫水系統(tǒng)的故障形式進行詳細分析，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
1 離心脫水機工況
1.1 污泥濃縮脫水系統(tǒng)
污泥濃縮脫水系統(tǒng)主要由濃縮池、破碎機、污泥泵、溶藥系統(tǒng)、加藥泵、沖洗水箱、沖洗水泵、離心脫水機、螺旋輸送器等裝置構(gòu)成。污泥泵將污泥打至污泥濃縮池，污泥濃縮池上清液通過廠區(qū)污水管回到格柵間，污泥通過管道進入泥泵間破碎機，經(jīng)泥泵間破碎機處理后，由泥泵將污泥送至離心式脫水機的進料端，同時通過溶藥系統(tǒng)處理的藥液經(jīng)加藥泵輸送至離心式脫水機進藥端，經(jīng)水稀釋后進入離心式脫水機，在離心式脫水機的作用下，泥餅從出料口排出，經(jīng)過無軸螺旋輸送機，進行外運處理。
1.2 離心式脫水機
離心式脫水機為安德里茨ANDRITZ離心機，型號D5LX，由進料管、帶空腔的轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速器、電機、螺旋噴嘴、導流板等組成，其工作原理為：通過回轉(zhuǎn)體——轉(zhuǎn)鼓和卸料螺旋的高速旋轉(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，通過離心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)層的外圈，即沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁形成泥環(huán)層，通過卸料螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差速由卸料螺旋將泥推出回轉(zhuǎn)體。液體環(huán)通過堰池口溢流出回轉(zhuǎn)體之外。
2 進料端軸承故障分析
2.1 進料端軸承故障經(jīng)過
（1）第1次進料端軸承高溫報警。第1次故障發(fā)生在2月10日下午17：00，班組人員啟動離心機后，運行2min，自動停機，上位機顯示“軸承溫度過高”報警信息。處理措施：
①檢查離心機進料端，發(fā)現(xiàn)軸承位置發(fā)燙，溫度控制器顯示86℃。
②檢查油路狀態(tài)，油路正常。
③待軸承溫度降低后，手動沖洗離心機，開機后，仍然顯示“軸承溫度過高”報警信息，并且自動停機。
④更改電機參數(shù)，降低電機轉(zhuǎn)速，能夠啟動，溫度維持42℃，有緩慢上升趨勢，直至自動停機。
⑤緊急拆解搶修，進料端解體后，發(fā)現(xiàn)潤滑油過熱變質(zhì)，軸承過熱變色，滾珠磨損，軸承位正常。
⑥更換軸承備件，于2月11日恢復離心機狀態(tài)，在檢查各裝備精度及要求后，開啟運行離心機，運行正常。
（2）第2次進料端軸承高溫報警。7月15日上午8：30，班組人員維保完離心機后啟動離心機，再次出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)場與上次相同。處理措施：
①檢查油路狀態(tài)，油路正常。
②解除皮帶后，對離心機進行手動盤車，轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)正常。
③對離心機進料端進行拆解，軸承過熱變色，滾珠磨損。
④更換軸承備件，于7月16日恢復離心機狀態(tài)，在檢查各裝備精度及要求后，開啟運行離心機。
2.2 對離心機進行振動狀態(tài)監(jiān)測
利用觀為監(jiān)測公司的VB5振動監(jiān)測儀器對離心機進行振動監(jiān)測，針對離心機振動的特點，日常監(jiān)測診斷的重點是滾動軸承和動平衡問題。
（1）在低速運轉(zhuǎn)時，進料端垂直方向振動速度有效值為5.23mm/s，水平方向振動速度有效值為2.053mm/s，進料端測點垂直方向振動預警，離心機未見任何松動跡象。
（2）在高速運轉(zhuǎn)時，進料端垂直方向振動速度有效值為9.94mm/s，水平方向振動速度有效值為12.488mm/s，進料端測點垂直方向與水平方向振動報警。且主要頻率成分為1倍工頻，隨著速度的升高，振動明顯增大，水平方向振幅高于垂直方向振幅。
初步考慮螺旋與轉(zhuǎn)鼓動平衡失穩(wěn)。經(jīng)過技術(shù)分析討論后，更換備用離心機轉(zhuǎn)鼓與螺旋，組裝后試運行正常，運行至今無故障。
2.3 故障分析
此次離心機從2月10日第1次故障到7月15日第2次故障，故障間隔時間5個月。兩次均出現(xiàn)了軸承磨損、進料端軸承高溫報警、故障前扭矩波動大等現(xiàn)象，進料端軸承故障不外乎以下因素所致。
（1）動平衡問題。離心機是通過介質(zhì)密度不同產(chǎn)生不同的離心力實現(xiàn)泥水分離，所以對轉(zhuǎn)子的動平衡是有要求的，離心機在出廠前對螺旋、轉(zhuǎn)鼓分別進行動平衡測試，并且組裝完畢后還需要對整體進行動平衡測試。根據(jù)振動監(jiān)測分析，有理由懷疑為螺旋和轉(zhuǎn)鼓動平衡失穩(wěn)導致。
（2）油路問題。對離心機油路進行檢查，加油泵1min出油約1g，加油泵運行時間20min，出油量20g，符合離心機進料端維保要求，且對進料端進行解體，兩次均未發(fā)現(xiàn)潤滑不良現(xiàn)象，所以離心機進料端因潤滑不暢導致軸承故障的可能性可以排除。
（3）備件軸承問題。備件軸承全部為正規(guī)渠道提供，且在其他離心機上已經(jīng)正常使用，不存在質(zhì)量問題和軸承缺陷問題。
（4）安裝問題。軸承均為熱加工處理后直接安裝，且安裝到位，待軸承自然冷卻后，再對進料端進行重組。離心機在開車過程中，對進料端進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異響與溫度過高異常，所以排除安裝問題。
2.4 進料端軸承故障原因
經(jīng)廠家反饋，螺旋耐磨片和轉(zhuǎn)鼓噴嘴磨損，螺旋動平衡不良，需重新做動平衡。離心式脫水機與污泥接觸部分出現(xiàn)磨損屬正常現(xiàn)象，但應是緩慢進行的。因未及時大修，螺旋部件長期在磨損狀態(tài)下使用，加劇損壞導致高速旋轉(zhuǎn)的螺旋轉(zhuǎn)動不平衡，形成振動或共振，振動會致使磨損量加劇，導致螺旋動平衡失穩(wěn)，進料端軸承長期處于振動下運行，導致軸承滾珠磨損。
2.5 預防性措施
（1）完善離心機維護手冊。由于離心機的技術(shù)集成度高，對運行和維護有嚴格要求，對材料加工和安裝有嚴格限度，所以在日常操作中，應嚴格按照操作手冊進行，特別是設備開停車過程中，做好設備和管道的清潔工作。在日常維護中，應按照廠家的維護手冊做好設備的潤滑保養(yǎng)及清理盤車等工作，定期對油路進行清理和校準，保證設備潤滑正常。
（2）引入振動監(jiān)測技術(shù)在離心式脫水機上的應用。通過振動監(jiān)測手段，幫助點檢維護人員確定傳動系統(tǒng)中零部件確切的失效位置及其故障發(fā)展趨勢，預計被監(jiān)測部件的預期壽命，點檢維護人員針對具體情況做出決策，安排巡回監(jiān)測、監(jiān)護運行或立即停機檢修，在確保安全的前提下，避免不必要的停機，延長設備的運行周期。
這種防患于未然的處理方法使設備故障在未發(fā)生前得到恰當處理，變事后維修為預防維修，大大節(jié)省了維修時間和維修成本，為生產(chǎn)作業(yè)的順利進行夯實了基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
離心式脫水機的平穩(wěn)運行至關(guān)重要，在運行、維護及故障處理過程中，只有嚴格按照操作及維護手冊，做好日常維護保養(yǎng)及運行，在故障處理中做好故障綜合研判和技術(shù)分析，才能確保故障的有效解決，從而保障離心機的長滿優(yōu)運行。
