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    臥螺離心機操作方法及操作調整技術

    2021-05-28 11:22:03


    臥螺離心機操作方法及操作調整技術

    第一節螺旋運行在離心機運行中的關鍵作用

    在臥螺離心機的運行中,尤其是在處理物料分離的運行中,離心機內部螺旋體的運行可以說是臥螺離心機運行的“靈魂”,沒有螺旋體的正確運行,離心機就無法實現其基本的功能。臥螺離心機最基本的功能是要求能夠連續不斷的對輸入機器內的物料進行分離,這就要求機器將已經在其內部完成分離的物料排除出去,以便機器能夠繼續處理進入其內部的新物料,而且工業化生產方式要求這種“分離-排料-繼續分離-繼續排料”的過程是自動化且連續不斷,離心機內部的推料螺旋正是被用來進行連續排料,這種排料的功能是通過螺旋和離心機轉鼓體之間的相對旋轉運動而實現,這種相對旋轉運動我們稱為離心機的“差速”。由于離心機的進料是連續不斷的,離心機要實行連續處理物料的功能,差速也必須是連續的。為了不使離心機內部物料堆積而發生故障,差速必須始終存在,而且差速始終是推料方式。 所謂“推料方式”是指,螺旋和轉鼓體之間產生的“差速”是將分離后的固渣向離心機排渣口方向推進。對同一個螺旋體,根據轉鼓旋轉方向的不同,可以將差速設計成正差速和負差速,但兩者的推料行為是相同的。



    推料螺旋在運行中能夠“感覺”到固渣的干度。這種感覺是通過螺旋運轉的負荷來反映,即所謂螺旋當時的“扭矩”。SIMP齒輪箱差速方式對扭矩的感覺是從其驅動電機負荷上間接反映的,液壓差速驅動方式對扭矩的感覺是從液壓驅動機的油壓上間接反映的。當轉鼓的轉速固定不變時,如果我們降低螺旋的差速,我們能夠得到比較干燥的固渣排放,由于降低了差速,螺旋每旋轉一個差速周期所推出的固渣量相對較多,同時由于低差速時固渣比較干燥,所以螺旋的推料扭矩就會變大。如果我們增加螺旋差速,螺旋推出的固渣就比較潮濕,此時螺旋的推料扭矩會下降。所以當固渣太干或推料扭矩過高時,我們可以采取增加差速的方法加速排渣從而使推料扭矩降低,當固渣太潮濕時,我們可以采取降低差速的方法提高固渣的干度。



    我們在離心機的運行中通過不斷調節運行參數希望得到的固渣干度比較穩定,在具體的操作中我們是觀察差速驅動電機的負荷或扭矩,或者是液壓管路的油壓。如果差速驅動電機的負荷或液壓管路的油壓穩定,我們就可以斷定離心機排出固渣的干度是非常穩定的。所以說離心機的重要運行要求之一是得到一個穩定的推料扭矩或推料液壓。




    第二節離心機運行對物料的依賴

    良好的離心機設計對物料分離的效果有促進作用,但是離心機的運行效果對物料有依賴性。離心機由于其轉鼓系統的高速旋轉,給進入其內部的物料提供了一個離心力場。離心力場加快了具有自然沉降性能的物料的沉降速度。物料自然沉降性能越好,它在這個加速離心力場中的沉降速度就越快,我們所能夠得到的分離效果就“越好和越快”。為了使分離效果達到“越好和越快”,我們經常采用輔助的方法使細小的物料顆粒聚集成較大的顆粒,常用的輔助方法是在物料中添加絮凝劑,正確添加了絮凝劑的物料再經過離心機分離,物料被分離得更徹底,分離后液體中的細小顆粒含量更少。


    物料的粘度是阻礙其中的固體顆粒沉降速度的重要因素之一。過高的粘度將使離心分離變得十分困難或不可能,離心機處理這種物料時可能分離效果極差,因為此時的物料不具備很好的自然沉降性能,它在離心機內部需要非常長的逗留分離時間,應此離心機的處理量(通過量)急劇下降。最有效的方法是直接升高物料的溫度。這在食品行業中比較常見。為了得到更干燥得固渣排放,我們希望被沉降的固渣具有良好的致密性能,而且這種致密的結構不易受到上層液體流動而破壞,如果沉降的固渣很容易被其上部流動的液體帶動而粉碎,那么離心機排出的液體中固體含量就會上升。最后,我們輸入離心機的物料必須具有合適的固體體積濃度。盡管重量比濃度是個非常有用的物料性能之一,但物料在離心機內部的分離是以固體體積占有比例來和液體形成分界面的。所以對分離效果來說,體積濃度比重量濃度更具有現實意義。如果固體體積占用比例太大,澄清液體占有的厚度就越小,有時更本就無法得到澄清的分離液體。




    第三節離心機運行的三大關鍵參數之一,轉鼓轉速

    轉鼓轉速直接決定了物料在離心機內部受到離心力的大小,直接決定了固體的沉降速度和處理量,轉鼓轉速上升能夠增加物料的分離速度,能夠獲得更為清澈的分離后清液,分離沉降后的固渣變得更緊密和牢固,排出離心機的固渣干度更干,同時由于增加了沉降速度,使得離心機在正常分離基礎上物料通過能力加大,處理量就隨之上升。但是過高的轉鼓轉速有時也會帶來一些不利的方面,最直接的不利方面可能是增加了不必要的轉鼓電機功耗,應為不是所有的物料都需要運行在離心機的最高轉速才能被分離。過高的轉鼓轉速產生了過高的離心力,隨之產生了過高的固體沉降緊密度,因此增加了螺旋推料的負荷,所以它的另一個不利方面是增加了螺旋電機功耗。對某些粘滑物料或固體顆粒非常細小的物料,過高的離心力將會導致沉降的固體難以通過離心機的錐體部位到達離心機排渣口,離心機可能發生排渣困難,改進螺旋體的設計結構和轉鼓錐體的設計結構能夠改善離心機在處理這種物料時的排渣能力。




    第四節離心機運行的三大關鍵參數之二,螺旋推料差速

    在特定的離心力作用之下,螺旋的推料差速對離心機分離物料的效果起了關鍵的輔助作用,沒有正確的螺旋推料差速,離心機內部就無法達到物料平衡,就無法實現良好的連續分離作業。螺旋推料的作用,就是將轉鼓分離沉降好的固渣平穩而連續地推向離心機排渣口使之排出機外。但是由于固渣和液體同時存在于離心機內,所以螺旋的推料運動無疑對液體也將具有同方向的“推波助瀾”作用,所以通常情況下螺旋推料的差速是比較小的,較小的差速一方面有效抑止了螺旋對液體的“推波助瀾”作用,一方面又延長了沉降的固渣在離心機內部受壓縮的時間。只有這樣我們才能夠得到較干燥的固渣排放。由于降低了螺旋推料的差速,使得固渣被推出離心機的速度比較慢,同時清液的排放自發形成了一股潮流,這就使固渣向清液方向的滲透傾向加大。所以我們在降低差速,提高排渣干度的同時可能將會得到比較渾濁的分離清液,也就是說,清液中的固體含量上升了。如果增加螺旋推料的差速,我們能夠抑止固渣向清液方向的滲透,我們能夠得到較為清澈的分離清液,但螺旋的“推波助瀾”作用加大,同時固體在離心機內部的壓縮時間縮短,早早被螺旋推出機外,我們就可能得到較為潮濕的固渣排放。


    在推料螺旋差速的作用下,固渣干度和清液清澈度就是如此的一對互相矛盾體,機器調試的目的就是找出兼顧兩者平衡點的差速值。找到了平衡點差速,就是找到了兼顧固渣干度和清液清澈度的最佳差速值,在這個最佳差速推動下,排渣有一個基本固定的干度,這個基本固定的干度又將使得推料螺旋需要一個基本固定的推料負荷(扭矩和液壓),我們把這個推料負荷稱為特征推料負荷。它可以用來以后對差速進行自動控制。不同的工廠,不同的物料,不同的處理量,不同的固渣干度和清液清澈度兼顧方式,這個特征推料扭矩是不同的,但是在普通每個特定工廠的運行方式中,這個特征推料扭矩又是基本不變的。我們要重視它所起的作用。



    第五節離心機運行的三大關鍵參數之三,液池深度

    液池深度就是物料在離心機內部,在離心機力作用之下,在轉鼓體內壁形成的固渣+液體混合圓環的厚度。在這個圓環中,固體由于其比重較液體大而被沉降在圓環的最外圈,越靠圓環的內圈是越清澈的分離液體。液池深度越大,圓環厚度越大,最內圈的液體更為遠離固液分解面,此處的液體更為清澈。所以液池深度也是離心機非常關鍵的輔助參數之一。


    在增加液池深度的同時,我們獲得了更為清澈的分離液體,但由于液體圓環變厚,圓環的內圈將向固渣排渣口逐漸蔓延,排渣口附近的無水區(干燥區)長度會逐漸變短,這將使得排放的固渣逐漸變得潮濕。相反如果我們減少液池深度,離心機內的液體圓環變薄,圓環的內圈將逐漸遠離排渣口,排渣口附近的無水區長度將逐漸變長,這將使得排放的固渣逐漸變得干燥。但由于液體圓環的內圈離固液分解面比較近,得到的分離清液就比較渾濁。液池深度的具體調節是通過離心機的溢流堰板、或可變葉輪來調節的。值得注意的是,由于螺旋推料差速的“推波助瀾”作用,在一個特定的液池深度情況下,過高的差速將容易使排渣口區域受到液體蔓延的影響,這樣我們就必須再次降低液池的深度。如果選擇一個較低的螺旋推料差速,我們就可能增加液池的允許深度。利用福樂偉的公司可變葉輪技術,我們可以在改變差速的同時方便地對液池深度作相應的動態調節。離心機一旦開始排渣,由于螺旋和轉鼓之間的間隙以及排渣口區域附近有分離的固渣充填,使得我們有可能再將液池深度增加1~2mm,這只有再配置了福樂偉公司可變葉輪的機器上才能實現。




    第六節技術調整之一,開機順序

    遵循離心機運行必須始終存在差速這一原則,我們無論在程序控制中,以及在任何環境下都必須首先運行螺旋。


    理由有兩個:

    第一、在普通的設備清洗之后,離心機內部總有少量的物料殘渣留下,如果離心機被較長時間停放未運行,殘留的少量固渣會沉積在底部并且比較堅硬。所以我們利用螺旋先開的原則能夠更大程度的保證以后轉鼓的順利啟動。

    第二、由于離心機運行中螺旋和轉鼓存在相對旋轉運動,且這種相對運動都建立在兩者的高速旋轉之上,利用螺旋先開的方法,我們可以檢查和傾聽螺旋和轉鼓在相對運動時是否存在相碰和摩擦的現象,進一步完善開機前的安全檢查。所以我們一定要遵守螺旋先開原則,以確保離心機運行的安全。我們在啟動每個電機之前,首先要預先設定電機的運行頻率,至今仍有相當多的操作者, 在不管電機轉動頻率設定為多少值的情況下,盲目開啟設備,如果設備啟動后存在很大的振動,等到發現時轉速已經非常高,這時即便緊急停機也不可能立即停止離心機的運轉,對設備的傷害將是非常大的。我們在程序上設定了離心機甚至整個系統自動啟停的功能。但是我們強烈建議操作工必須首先完全掌握手動開機和停機的順序,并完全理解其中邏輯先后順序的理由,否則如果在自動狀態下一旦出現異常,操作工可能不知道設備或系統的運作究竟進行到哪一步,他們將無法采取正確的緊急措施。


    當我們確認螺旋單獨運行完全正常后,我們可以開啟轉鼓驅動電機,我們建議在轉鼓運行至300~500rpm時適量向離心機內部注水。注水的目的是為了進一步確保轉鼓啟動的平穩,消除可能由于少量物料殘留引起的旋轉失平衡。在整個轉鼓的加速過程中,我們必須全程關注和傾聽加速的聲音,要和平時正常情況下的聲音作對比,以便提前發現任何微小的異常。




    第七節技術性調整之二,啟動進料

    在離心機轉速完全達到設定值且運轉完全正常后,我們可以啟動進料系統。


    談到進料系統大家很自然地想到進料泵和加藥泵。但是其中最關鍵的設備是離心機的各個出口必須“打通”。離心機的出口是指固渣排放口下面的出渣系統和分離后清液的出口管路、出口管路上的對應閥門。如果離心機出口受阻,排出的物料將迅速地蔓延或堵塞到離心機的轉鼓系統,它們將和高速運轉的轉鼓產生強烈摩擦,將使離心機發生強烈振動和噪聲直至過載停機,離心機內部可能發生嚴重固渣堵塞。如果離心機的出口發生經常性的堵塞或物料蔓延上升,固渣將會逐漸堆積在離心機罩殼以及罩殼和轉鼓體的縫隙中,最終導致轉鼓體受到嚴重磨損起凹槽,引發不安全因素。所以在啟動進料泵之前,一定要先啟動出渣系統和打通液體出口管路。我們在控制系統中已經采取了邏輯保護,但在個別場合客戶可能有特殊要求而忽略邏輯保護,作為操作工,應該非常清楚這個邏輯順序并嚴格執行。


    離心機的進料需要以小流量開始,在添加絮凝劑的同時,我們必須密切關注排放出的清液和等待固渣在離心機內部堆積直至排放。排放的液體色澤必須清澈,如果極度渾濁則是堵塞的前兆。如果清液的液體從液體口排出,固渣口有固渣排出(可能是非常潮濕的),說明離心機的物料進出通暢,可以進一步作參數調整。



    第八節技術性調整之三,參數調節

    參數調節我們在螺旋推料差速和液池深度的段落中已經講過調節的基本原則,離心機進料后,我們的任務是在基本原則的指導下具體實施調節的過程,這個過程主要是對轉鼓轉速、螺旋差速、溢流堰板位置或可變葉輪位置、配合進料量的上升,配合添加絮凝劑,摸索出一套運行參數,使得我們在固渣干度和清液清澈度之間能夠達到一個適中點。


    運行參數定下以后,我們需要特別關注的參數之一是螺旋差速,我們已經知道螺旋的差速、推料扭矩、固渣干度是緊密聯系在一起的一組參數,其中差速起主導作用。當我們掌握了特征推料扭矩后,就可以用這個扭矩值作為控制點來自動調節差速。當測量到的扭矩值高于控制設定值時,自控系統就會增加差速以降低扭矩;當測量到的扭矩值低于控制設定值時,自控系統就會降低差速以增加扭矩,從而使排渣干度達到較大的穩定程度。



    第九節技術性調整之三,關機順序

    關機前必須先切斷進料,然后主要是設法將離心機內部的殘留固渣排出機外。不管是執行程序自動關系步驟還是執行手動關鍵步驟,原理是一樣的。這里介紹手動關機步驟。如果程序先前使用了差速自動控制功能,請切換回差速手動控制功能,然后大幅度增加差速值,促進離心機排渣,同時大幅度降低轉鼓的轉速,促使沉降在離心機內部的固渣從轉鼓內壁松脫,由螺旋排出。固渣排放完畢后,可以向離心機內部注水沖洗,等待清澈的水從離心機排渣口溢出時,清洗就基本完成了。此時可以關閉轉鼓驅動電機,等待轉鼓轉速完全降為零后,才可以關閉螺旋電機和出渣系統。執行程序自動關機步驟的具體內容是相同的,所不同的是操作工必須清楚地知道程序目前正在執行的步驟位置,在正確的時候插入象注水清洗這樣的步驟。




    第十節技術性調整之五,故障判斷

    ?機器堵塞

    ?離心機堵塞的第一現象是較長時間不排渣。在其它進料條件不變的情況下,排出的清液逐漸渾濁變深色,逐漸接近進料的顏色和狀態,伴隨著轉鼓電流上升和轉鼓轉速較大幅度的下降,排渣扭矩逐漸上升且居高不下。這些都表示離心機存在內部堵塞的可能。

    ?遇到這種情況我們的第一行動不是按動緊急按鈕,離心機在高速運行且沒有剎車裝置,緊急按鈕此時不能提供任何幫助。我們首先必須立即切斷離心機的進料,在大多數情況下,離心機能夠依靠螺旋的推料作用自行排除堵塞,如果無法自行推料排堵,我們應該立即降低轉鼓的轉速或關閉轉鼓驅動電機,但千萬不能關閉螺旋電機,離心機轉鼓降速后,堵塞的固渣可能逐漸松弛,可能會被螺旋排出機外。

    ?對于確實發生堵塞的離心機,在轉鼓完全停止轉動后,我們仍應該向機內注水,同時盡一切可能恢復螺旋的運行。只要螺旋能夠轉動,離心機就沒有被真正堵死,我們仍有可能恢復至正常。

    ?向機內加水和恢復螺旋運行是離心機排除堵塞的首選方法。

    ?機器振動

    ?機器振動分慢性振動和突發性振動兩種。慢性振動大多數表示離心機發生了磨損,外部零部件發生了磨損或脫落,軸承系統逐漸產生了損壞。

    ?突發性振動往往表示離心機內部物料堵塞,內部零部件發生了重大損壞和脫落,大多數情況下我們應該首先檢查出渣系統是否發生故障導致固渣堆積上升,清液管路是否發生堵塞導致液體反向蔓延至離心機轉鼓體等。

    ?軸承溫度高

    ?軸承溫度過高我們首先要檢查軸承的油脂添加量是否過大。離心機是否存在過大的振動,軸承運轉是否發生異常的雜音。同時我們要觀察軸承廢油脂的顏色,正常的廢油脂顏色應該是淺灰色(使用福樂偉標準油脂),如果軸承廢油脂顏色發黑、發鐵銹黃或其它不正常的顏色,表示軸承可能發生了損壞,應該提前更換軸承。

    ?關于軸承區域噪音的問題,我們必須特別注意區分出有一種正常的“檔油層疊環”尖銳噪音。它在軸承座內部是一個油脂潤滑的摩擦部件,離心機正常運行時它會發出特定的尖銳聲,特點是時有時無,執行加油脂動作1~2次后此噪音會暫時消失,稍后又會響起。



    第十一節 技術性調整之六,常用判斷手法

    ?轉鼓手動盤車

    ?轉鼓手動盤車是離心機在靜止狀態下人工判斷是否存在內部物料堆積、以及轉鼓

    ?能否順利啟動的重要手法之一。當我們用手盤動正常的自由轉鼓時,轉鼓的旋轉

    非常輕松,且轉鼓能夠自由減速直到停止,停止的角度位置是隨機的。如果轉鼓的轉動非常沉重,

    ?且用手盤動再松開手后,轉鼓自己又反向倒回來,幾乎停留在轉動前的角度位置,反復盤動后每次轉鼓都停留在一個角度位置,說明轉鼓內部存在固渣堆積,此時如果啟動轉鼓增加轉速,會產生嚴重的失衡振動。

    ?遇到這種情況,請在注水的同時運行螺旋推料,清空離心機內部物料后再啟動。

    ?相鄰部件互換對比法

    ?對一些小的部件特別是控制元件,我們要盡量多使用互換對比法來迅速診斷故障的部位,特別是一些速度探頭、振動探頭、液位探頭,PLC模塊、變頻器以及連接電纜線,更換相同部件的連接電纜線也是一個非常重要的互換手法。我們從更換部件后故障或報警點是否遷移來迅速確定故障的部位。

    ?脈沖數量推算法

    ?這種方法主要用在檢查速度探頭和探測點的安裝間隙是否合適。速度探頭需要一定的響應時間和脈沖峰值,我們在低速的情況下能夠得到速度探測脈沖信號,并不代表離心機在高速運轉時速度探頭也能工作正常。有時在高速運轉時探頭只能夠探測倒四個速度脈沖中間的某兩個或三個,當離心機以全速運轉時,如果我們發現速度表顯示值是額定轉速的1/3或1/2,我們就首先應該懷疑速度探頭和探測點之間的間隙平均太大,導致在離心機在高速運轉時某1個或2個探測點沒有產生脈沖值。

    ?管道逐級拆除法



    第十二節 技術性調整之七,日常維護

    ?正確清洗,浸泡概念

    ?如果機器需要長時間停放,我們需要將內部的殘留固渣清洗干凈,普通的清洗方式往往會有固渣殘留,這時我們需要進行長時間清洗,我們應該采用浸泡的方式加長清洗時間,具體的浸泡手法是采用較低的轉鼓轉速,非常小的螺旋差速,比較小的注水流量,大幅度地延長清洗時間,這樣沉降在轉鼓內壁地固渣就會完全脫落。

    ?傳動皮帶,皮帶輪

    ?傳動皮帶在離心機運行一定時間后會產生磨損和松弛,我們在皮帶正常使用壽命內必須經常調整皮帶張緊度和檢查皮帶的磨損程度,皮帶必須和軸承一樣,在損壞前提前更換,否則會引起電機的抖動和機器的振動,如果運行中發生皮帶斷裂,大多數情況會連帶損壞附件的速度探頭,造成不必要的額外損失。

    ?離心機長時間停機再次啟動前,需要清除皮帶輪上的銹癍,銹癍是加速皮帶磨損的重要原因。

    ?檢查磨損

    ?檢查磨損分三個方面。

    ?一是經常檢查離心機固渣排放口的防磨損襯套。防磨損襯套不能理解成永不磨損襯套,它只是一個方便更換的襯套,使物料無法直接對不銹鋼體產生磨蝕。檢查排渣口防磨襯套的同時我們能夠對物料的磨蝕特性有一個了解,以便預測物料對螺旋葉片的磨損。

    ?二是經常檢查轉鼓錐體及排渣口附件的固渣刮刀塊,如果刮刀塊脫落,固渣也會直接磨蝕轉鼓不銹鋼本體,同時將引起振動值上升。

    ?三是檢查軸承的磨損程度,這主要是通過觀察軸承的廢油脂顏色,軸承溫度和軸承振動來間接判斷。




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