臥螺式離心機(jī)振動大原因分析及處理措施

阿力木·買買提 文全國 丁德江 肖光宇 郝以彬

中國石油獨(dú)山子石化公司設(shè)備檢修公司乙烯鉗工車間 新疆獨(dú)山子 833699

某公司的環(huán)保項(xiàng)目，主要對生產(chǎn)操作過程中產(chǎn)生的無法回收利用的廢渣液，以及污水處理場脫水后的“三泥”進(jìn)行收集、輸送、生物氧化處理，最后達(dá)到無害化排放。臥螺式離心機(jī)作為固廢裝置核心設(shè)備，一旦故障停機(jī)將使工藝流程中斷，廢氣無法及時無害化排放，對環(huán)境造成不良影響。因此，對臥螺式離心機(jī)振動大的原因進(jìn)行分析并采取對應(yīng)的處理措施，切實(shí)保證工藝正常流轉(zhuǎn)，成為一段時期以來設(shè)備管理的難點(diǎn)。

某廠固廢裝置臥螺式離心機(jī)為德國韋斯伐里亞公司設(shè)計(jì)制造，機(jī)組主要包括傳動機(jī)構(gòu)、差速器、軸承座、液位調(diào)節(jié)片、螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓、分離裝置和液力耦合器等部件。具有對物料適應(yīng)性好、應(yīng)用范圍廣和分離效率較高的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示。

臥螺式離心機(jī)工作原理：當(dāng)要分離的懸浮液由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后,在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，

1 臥螺式離心機(jī)概況

圖1 臥螺式離心機(jī)基本結(jié)構(gòu)

立即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)；高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，把比液相密度大的固相顆粒甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層(因?yàn)榄h(huán)狀，又稱為固環(huán)層)；水分由于密度較小，離心力小，因此只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液體層，稱為液環(huán)層；由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速不同，二者存在有相對運(yùn)動（即轉(zhuǎn)速差），利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對運(yùn)動把固環(huán)層的污泥緩慢地推動到轉(zhuǎn)鼓的錐端，并經(jīng)過干燥區(qū)后，由轉(zhuǎn)鼓圓周分布的出口連續(xù)排出；液環(huán)層的液體則靠重力由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外，形成分離液。臥螺式離心機(jī)工作原理如圖2所示。

某廠固廢裝置臥螺式離心機(jī)基本參數(shù)如表1所示。

圖2 臥螺式離心機(jī)工作原理示意圖

表1 臥螺式離心機(jī)基本參數(shù)

2 臥螺式離心機(jī)振動大原因分析

臥螺式離心機(jī)振動大的原因有很多，結(jié)合現(xiàn)場臥螺式離心機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)得出主要有以下幾方面：

2.1 轉(zhuǎn)子動平衡不良

引起臥螺式離心機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡不良的根本原因在于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的偏差，廠商機(jī)組資料要求轉(zhuǎn)子動平衡偏差<3g，實(shí)際校驗(yàn)在2g甚至mg以內(nèi)。如果轉(zhuǎn)鼓上某點(diǎn)的質(zhì)量偏差為4g，額定轉(zhuǎn)速為4500r/min，轉(zhuǎn)鼓直徑600mm，則偏心力（F）為266.21kg ，計(jì)算公式見式（1）。

由此可見，轉(zhuǎn)子上某點(diǎn)很小的質(zhì)量偏差，就會產(chǎn)生很大的偏心力。這個偏心力正是臥螺離心機(jī)振動大的根本原因。

2.2 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堵塞

離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁如果未清洗干凈，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的集料會在停機(jī)時慢慢沉積在轉(zhuǎn)鼓一側(cè)，再次開機(jī)時就會產(chǎn)生很大的振動，甚至發(fā)生報(bào)警停機(jī)。如果停機(jī)時間過長，物料已經(jīng)變性粘接，則只有拆開進(jìn)行清洗處理。在拆開轉(zhuǎn)鼓時發(fā)現(xiàn)螺旋推料器的進(jìn)料室也堆積較多物料時，還應(yīng)該對進(jìn)料室進(jìn)行清理。

如果物料黏度過大，流動性差，或者進(jìn)料量過大，物料不能及時排出，這時物料會沿著螺旋道堆積，也會造成一定的偏心力?，F(xiàn)場拆卸發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓堵塞，如圖3所示。

2.3 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損變形

圖3 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堵塞

圖4 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不均勻磨損

因轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損，造成轉(zhuǎn)子不均勻的質(zhì)量偏差也是造成離心機(jī)振動較大的原因。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不均勻磨損情況如圖4所示。

2.4 各部位軸彎曲變形

軸彎曲變形后，會造成轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的偏心力，這也是造成離心機(jī)振動較大的原因。軸彎曲變形情況如圖5、圖6和圖7所示。

圖5 轉(zhuǎn)鼓液相端短軸彎曲（徑向圓跳動達(dá)0.16～0.17mm，標(biāo)準(zhǔn)不超過0.02mm）

圖 6差速器花鍵軸彎曲（最大彎曲度超過1mm，標(biāo)準(zhǔn)不超過0.04mm）

2.5 軸承磨損

圖7 轉(zhuǎn)鼓固相端短軸彎曲（徑向圓跳動達(dá)0.06～0.08mm，標(biāo)準(zhǔn)不超過0.02mm）

若軸承磨損，軸承間隙過大，造成徑向自由度加大，此時即使是一種很小的激振力也會引起明顯的整機(jī)振動加大現(xiàn)象。軸承磨損如圖8所示。

圖8 軸承座及軸承外表面磨損嚴(yán)重（間隙0.50mm，標(biāo)準(zhǔn)0.08～0.10mm）

3 處理措施

分析出引起離心機(jī)振動大的原因后，須采取相應(yīng)的措施消除振動故障，保證離心機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.1 動平衡校驗(yàn)

轉(zhuǎn)鼓和螺旋組裝后進(jìn)行動平衡校驗(yàn)，嚴(yán)格控制動平衡<3g。動平衡校驗(yàn)如圖9所示。

圖9 動平衡校驗(yàn)

3.2 調(diào)整工藝，及時清洗

根據(jù)工藝需求進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格按照離心機(jī)工藝要求投、停料，擇機(jī)對離心機(jī)進(jìn)行清洗。

圖10 轉(zhuǎn)鼓磨損部位修復(fù)

3.3 修復(fù)磨損部位

對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損部位進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)情況如圖10所示。

3.4 更換彎曲部件

采購原廠轉(zhuǎn)鼓液相端短軸和差速器花鍵軸進(jìn)行更換，檢修過程嚴(yán)格按照檢修規(guī)程，保證各裝配數(shù)據(jù)符合要求。

3.5 更換新軸承，定期更換潤滑脂

針對軸承磨損故障，更換新的軸承，并定期更換潤滑脂，確保軸承處于良好運(yùn)行工況。還要制定加脂計(jì)劃：每隔200個工作小時加一次油脂，每次加30g。

4 結(jié)束語

總結(jié)臥螺式離心機(jī)日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，分析引起機(jī)組振動大的原因并制定相應(yīng)的處理措施，使離心機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全可靠，并制定提前加脂、定期盤車等維護(hù)計(jì)劃，使機(jī)組處于最佳工作狀態(tài)，延長離心機(jī)的使用壽命。