洗煤廠離心機(jī)的故障分析與排除

溫 暖，劉混舉

(1.太原理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.神東煤炭集團(tuán)公司， 陜西 神木 719300)

0 引言

在洗選煤行業(yè)中，作為一種固液分離的設(shè)備，離心機(jī)發(fā)揮著重要的作用。離心機(jī)可浮選精煤中的水分，且具有單位時(shí)間內(nèi)處理的煤炭量大、脫水效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)場(chǎng)地的要求較小等優(yōu)點(diǎn)。因此研究離心機(jī)的工況，并對(duì)其進(jìn)行故障分析和故障排除，可以減小故障率，提高運(yùn)行的可靠性，從整體上提高運(yùn)行效率。本文以神東洗選公司在用的幾種典型脫水離心機(jī)為例，結(jié)合離心機(jī)的工況進(jìn)行分析，提出了離心機(jī)常見(jiàn)故障和排除方法，以降低離心機(jī)發(fā)生故障的可能性，進(jìn)而提高離心機(jī)的煤炭脫水效率和運(yùn)行的可靠性。

1 洗煤廠離心機(jī)的類型

根據(jù)不同的分類原則，離心機(jī)可以分為不同的類型。本文中按照脫水后固體的卸載方式將離心機(jī)分為三種類型，即慣性卸料、振動(dòng)卸料和刮刀卸料。再根據(jù)設(shè)備整體的結(jié)構(gòu)形式，將振動(dòng)卸料離心機(jī)分為立式和臥式兩種。

2 洗煤廠離心機(jī)工作原理

2.1 臥式振動(dòng)卸料離心機(jī)工作原理

物料在臥式振動(dòng)離心機(jī)中主要受到兩個(gè)力，一個(gè)是直徑方向高速旋轉(zhuǎn)離心力，另一個(gè)是來(lái)自于軸向振動(dòng)的慣性力。因?yàn)榕c離心力相比，物料的重力要小很多，因此可忽略不計(jì)。目前使用的振動(dòng)卸料離心機(jī)的分離因數(shù)一般在60～140之間，適用于直徑為0 mm～13 mm物料的脫水。

待處理的物料在離心機(jī)的內(nèi)部受到的振動(dòng)慣性力的方向和大小都是一直變化的。當(dāng)慣性力方向向右且數(shù)值達(dá)到最大時(shí)，可將離心力C正交分解為對(duì)篩表面的兩個(gè)正交作用力，即CP和Ct；同樣振動(dòng)慣性力J也可分解為兩個(gè)力，即JP和Jt。將振動(dòng)慣性力的切向分力和離心力的切向分力相加，當(dāng)二者之和大于物料與篩面的摩擦力時(shí)，物料就會(huì)在切向分力之和的作用下克服摩擦力的作用沿著篩籃表面向外端移動(dòng)，即卸料過(guò)程。

當(dāng)物料為原煤時(shí)，摩擦因數(shù)f一般在0.3～0.5之間。考慮篩網(wǎng)較光滑，物料在振動(dòng)作用下一般是分散狀態(tài)，所以f取小值，相當(dāng)于摩擦角選取17°，而一般情況下篩籃的半錐角處于10°～15°之間，因此物料只在離心力切向分力Ct的作用下不會(huì)向篩面外側(cè)滑動(dòng)。因?yàn)閬?lái)自于振動(dòng)慣性力的那一部分切向分力Jt一直在發(fā)生變化，因此兩個(gè)切向分力的和也是一直在變化。當(dāng)摩擦力小于二者之和時(shí)，物料在合力的作用下沿著篩籃表面外側(cè)移動(dòng)；當(dāng)摩擦大于二者之和時(shí)，物料處于靜止?fàn)顟B(tài)。因此說(shuō)，在篩籃中的物料發(fā)生著間斷性運(yùn)動(dòng)，物料向篩籃外側(cè)移動(dòng)的速度大小取決于篩籃的錐角。在運(yùn)動(dòng)和停止這兩種狀態(tài)的交替作用中，物料處于分散狀態(tài)，這樣有利于增大物料之間的空隙，便于水分排出，從而提高細(xì)粒物料的脫水效果。

2.2 立式振動(dòng)卸料離心機(jī)工作原理

在結(jié)構(gòu)上，立式振動(dòng)離心機(jī)和臥式振動(dòng)離心機(jī)基本相同，區(qū)別就在于篩籃的排列分布形式上，篩籃在立式離心機(jī)中的放置形式是垂直的。立式振動(dòng)卸料離心機(jī)的工作原理是：物料經(jīng)入料漏斗進(jìn)入離心機(jī)，并均勻地分配到篩籃底部，在離心力的作用下物料逐漸加速并被甩向篩籃小端錐面；由于軸向振動(dòng)，物料沿篩面由下向上運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)固液分離；離心液通過(guò)集水槽排出，脫水后的物料由篩籃的上端排出，受到機(jī)殼阻擋后，再折返落入底部排出。振動(dòng)的作用還促進(jìn)物料處于松散狀態(tài)，從而改善了離心脫水機(jī)的脫水效果。

2.3 刮刀卸料離心機(jī)的工作原理

根據(jù)篩籃排布形式，刮刀卸料離心機(jī)同樣可以分為臥式和立式兩種。刮刀卸料離心脫水機(jī)采用離心過(guò)濾的原理，濕煤通過(guò)入料口進(jìn)入篩籃與螺旋刮刀之間的空間。在離心機(jī)的作用下，水和小的顆粒(離心液)透過(guò)物料層，穿過(guò)篩網(wǎng)，沿上蓋流入上部外殼的集水槽，然后通過(guò)設(shè)計(jì)在機(jī)器兩側(cè)的排液管排出機(jī)外,煤粒則保持在篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，因螺旋刮刀與篩籃之間有一轉(zhuǎn)速差，螺旋刮刀可將煤粒從篩網(wǎng)上刮下，并將其排送至篩網(wǎng)底部，從而把脫水后的煤卸到機(jī)器下邊的收料漏斗里。

刮刀螺旋角β是指煤流運(yùn)動(dòng)軌跡與篩條之間的夾角，目前設(shè)計(jì)值β=45°～60°，則篩縫的有效寬度B=b/sinβ(其中，b為刮刀螺距)。由此可見(jiàn)，正確選擇刮刀螺距對(duì)離心機(jī)脫水很有意義。刮刀和篩籃之間的間隙要求為(2±1)mm，可以通過(guò)增減軸凸緣上的墊子，使刮刀升高或降低來(lái)調(diào)節(jié)此間隙。

3 離心機(jī)的故障分析與排除

所謂離心機(jī)的故障分析與排除，就是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠準(zhǔn)確識(shí)別出故障原因并采取對(duì)應(yīng)的措施將故障排除，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)故障分析和故障診斷的問(wèn)題。

3.1 過(guò)濾式刮刀卸料離心機(jī)常見(jiàn)故障分析與處理

過(guò)濾式刮刀卸料離心機(jī)的常見(jiàn)故障、故障原因和排除措施如表1所示。

表1 過(guò)濾式刮刀卸料離心機(jī)故障分析與排除

3.2 臥式振動(dòng)卸料離心機(jī)常見(jiàn)故障及處理

臥式振動(dòng)卸料離心機(jī)的常見(jiàn)故障、故障原因和排除措施如表2所示。

3.3 立式振動(dòng)卸料離心機(jī)常見(jiàn)故障及處理

立式振動(dòng)卸料離心機(jī)的常見(jiàn)故障、故障原因和排除措施如表3所示。

3.4 操作人員應(yīng)注意的事項(xiàng)

(1) 操作人員在工作前應(yīng)閱讀值班記錄，并進(jìn)行設(shè)備的總檢查。檢查內(nèi)容包括三角帶的張緊程度、振動(dòng)器中的油位情況、篩面張緊情況、各部螺栓緊固情況和篩面破損情況。

(2) 篩子啟動(dòng)應(yīng)遵循工藝系統(tǒng)順序。

(3) 在篩子工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)用視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)檢查激振器和篩箱工作情況。停車后應(yīng)用手觸摸軸承蓋附近，檢查軸承溫升。

(4) 篩子停車應(yīng)符合工藝系統(tǒng)順序。除特殊要求外，嚴(yán)禁帶料停車后繼續(xù)向篩子給料。

(5) 篩子是高速運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，篩子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作巡視人員應(yīng)與之保持一定的安全距離，以防發(fā)生人身事故。

3.5 定期檢查

(1) 周檢：檢查激振器、篩面、支撐裝置等各部螺栓緊固情況，當(dāng)有松動(dòng)時(shí)應(yīng)加以緊固；檢查傳動(dòng)裝置的使用狀況和連接螺栓的鎖緊情況；檢查三角帶張緊程度，必要時(shí)適當(dāng)張緊。 檢查篩子時(shí)，需特別注意查看在飛輪上的不平衡重塊固定的是否可靠，若固定不牢，篩子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡重塊就可能脫離飛輪，導(dǎo)致安全事故。

表2 臥式振動(dòng)卸料離心機(jī)故障分析與排除

表3 立式振動(dòng)卸料離心脫水機(jī)故障排除一覽表

(2) 月檢：檢查篩面磨損情況，如發(fā)現(xiàn)明顯的局部磨損應(yīng)采取必要的措施，并重新緊固篩面；檢查整個(gè)篩框，主要檢查主梁和全部橫梁焊縫情況，并仔細(xì)檢查是否有局部裂紋；檢查篩箱側(cè)板全部螺栓情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)螺栓與側(cè)板有間隙或松動(dòng)時(shí)，應(yīng)更換新的螺栓。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)選煤廠離心機(jī)的故障分析，可知離心機(jī)的故障表現(xiàn)形式多樣。本文通過(guò)對(duì)三種類型離心機(jī)異常故障的分析，確定了常見(jiàn)的故障，并給出了具體的解決方法。離心機(jī)是一種高效脫水設(shè)備，為確保設(shè)備高效、穩(wěn)定、正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)、使用和管理，對(duì)出現(xiàn)的事故及時(shí)進(jìn)行分析和采取有效措施，才可以有效提高離心機(jī)的使用效率。

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