
卧式螺旋沉降离心机(以下简称为卧螺离心机)被广泛用于化工、药品、食品、环保等领域,尤其随着近几年原料药发酵液、维生素C、医用酒精等生产中醪液分离技术的发展,卧螺离心机已逐渐取代了板框压滤机。下面就其维修保养问题作一简述。
一、卧螺离心机简介
1. 卧螺离心机原理
工作原理:转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续进入分离器中,加速后在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层,输料螺旋将沉积的固相物连续不断推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。
2. 卧螺离心机分类
卧螺离心机是一种高效的离心分离设备,一般分为卧式螺旋过滤离心机和卧式螺旋沉降离心机,是在全速下同时完成进料、分离、排液、排渣的离心机。
3. 卧螺离心机优点
①操作自动连续,分离效果好,能长期运行,维修方便。
②对物料的适应性强,能分离的固相粒度和浓度变化范围大。
③结构紧凑,能密闭操作,可在加压和低温下,分离易燃、易爆、有毒的物料。
④分离因数较高,单机生产能力大。
⑤应用范围广,对物料的固相粒度和浓度范围适应性强,能完成固相、细粒级悬浮液的液相澄清、粒度分级 和液-液-固三相分离等过程。
二、卧螺离心机使用及维修保养
1. 安装要求
每个生产厂家都有较详细的安装说明,但基于离心机的结构和运行特点,卧螺离心机都没有像说明书那样,平稳地安装在标准的有混凝土的地面上,而是安装在较高的钢结构平台上。因为卧螺离心机的出料在设备下端,而且为了防止堵塞,需要垂直下料,且出料量大,所以出料口要有一定长度,同时还要在卧螺离心机下方安装运输固相颗粒的设备,且液相是溢流出来的,溢流口也要高于储液罐。基于这些原因,安装时要认真考虑钢结构平台的稳固性和水平性,这些对设备的使用和安全非常重要。
2. 配电系统
卧螺离心机的配电系统较为先进,控制系统明了,但生产厂家一般不考虑厂家的环境,大多数使用卧螺离心机的厂家基本上是用于发酵液、污水、纸浆、酒精等作业。由于分离后段还配置了湿料堆放、物料蒸干或水池等设施,故空气中有大量的蒸汽、水汽,湿度较大,但配电系统安装时,又不能远离卧螺离心机,因此应在工作现场设置一个独立封闭的配电室,与外界潮湿环境相隔离并设有通风设施,以保证控制系统的干燥、洁净及使用安全和用电安全。
3. 配套保护——除砂器
关于卧螺离心机螺旋输送器上镶嵌的合金刀片的磨损和脱落问题,生产厂家也没有更好的解决办法。螺旋输送器旋叶上的合金刀片磨损是处理含砂量较高的物料(如污泥、纸浆、玉米发酵液和其他醪液中的残留的砂石)造成的,因此物料除砂是很重要的环节。除砂另一个好处还在于分离出的固相物料在有些生产中是可以回收且有价值的。(如酒精生产中的固相物料就是很好的饲料DDGS,且附加值很高,而且在前期除砂效果好的情况下,分离后的产品质量也会大幅度提高)
除砂器的选型和安装比较容易,首先根据卧螺离心机处理能力与除砂器处理水量加以对照,选择除砂处理能力略大于卧螺离心机的能力的机型,以保证卧螺离心机的使用效果,其中调节流量完全可以用进料口阀门控制,进料动力是原卧螺离心机加料泵供给。简单说,在进料泵与卧螺离心机间安装一台或多台除砂器。选型,比如卧螺离心机相对黏度和浓度的料液的处理量为100m³/h,那么选择除砂器的型号就可以用用力水量150m³/h,泵的压力>0.3MPa,这时的除砂效率>90%,为了达到更好的除砂效果,可以两台或多台除砂器串联或并联使用,虽然除砂器使进料压力降低了一些,但卧螺离心机的进料口是敞开式的,无阻力进料,所以不会影响卧螺离心机的生产效率。如果是原料药发酵液、酒精醪液、古龙酸醪液生产,除砂器和管线选材一定要用不锈钢材质的。
4. 备件及检修工具
维修保养中,维修质量和配件质量是设备使用寿命的关键因素,卧螺离心机的维修率是比较高的,维修难度也较大,这是由卧螺离心机设备特性和处理物料特性造成的。
卧螺离心机的转速一般在3000r/min以上(转速越高,离心机分离因数越高,分离效果越好),负载及自重相对较高,再加上卧螺离心机连续进料的不稳定性、分离物料液相中的浓度、黏度的不稳定性及固相中的颗粒大小不一等原因,离心机在高速旋转中,很难保证动平衡的稳定,有时震动较大,这些对支撑轴承的冲击和磨损大大增加,所以对支撑中的主要部件的轴承的选型、选材要严格控制。经验告诉我们,轴承的精度及材质决定了维修率,所以在选择轴承时,要选用高等级、高精度、耐高温的轴承。卧螺离心机在整体检修或更换螺旋输送器叶片上的合金刀片,以及突然停车造成物料堵塞转鼓的圆锥形沉降槽时,都要对设备进行整体拆卸,拆除螺旋输送器,对回装质量有着严格的要求,如接触面和直口连接等部位的大量的紧固螺栓,其紧固的严密和紧固力都要均匀一致。
5. 耐磨、耐腐材料的应用
卧螺离心机的转鼓沉降槽和螺旋输送器均为不锈钢材质,但不锈钢的耐磨、耐腐有其局限性,大多数卧螺离心机的使用环境都有砂石,所处理物料都有酸碱性,长期使用对转鼓的内壁会有明显磨损和腐蚀,从而使设备失去动平衡,在高速旋转中震动加剧,损坏频率增加。基于这些情况,建议在使用卧螺离心机之前,对卧螺离心机的内壁和螺旋输送器进行防磨、防腐的技术处理。比如,将设备内壁和螺旋器进行电镀或刷镀耐磨、耐腐材料。而在制药食品行业做防磨防腐处理,能更好地保证产出物料的质量。防磨防腐的技术处理周期视磨损程度而定,一般情况下,在每年大修期处理较为适合。另外,在处理污水和酸碱不平衡的物料时,尽量在物料进卧螺离心机之前处理好物料的酸碱中和,使之成为符合环保要求的中性排放物,以保证设备的使用寿命。
6. 絮凝剂的使用分析
卧螺离心机的工作效率主要取决于液体黏度。而液体黏度的大小,决定沉降速度的大小。液体黏度是物料的特性之一,降低液体黏度主要方式之一是絮凝剂的使用。絮凝剂在不同物料中的使用数量及选型是一项集经验和检测为一体的工作。在实验中,各种不同性质的物料和絮凝剂需做大量的细致实验进行对比,效果较佳的用于实际生产中。絮凝后物料颗粒体积增大,液体浓度和黏度降低,可以大大加快沉降速度,更便于固相物料和液相物料在分离机中分离和输出。
7. 差速器保养及循环润滑油的油温控制
①差速器的温度控制
卧螺离心机关键的转动连接设备是差速器。差速器的保养主要是润滑油的选择和油温的控制,润滑油的使用应严格按照使用说明书的牌号和数量添加,检修差速器后要用洁净的清洗剂,洗净差速器内部所有角落并完全晾干后,回装机体并添加新油。每次生产间歇和设备维护阶段,都要认真检查差速器的油质和数量,保证其在要求的环境中运行,差速器润滑油温度≤70℃,温升≤40℃。
②润滑油的温度控制
卧螺离心机其他转动部位(如主轴轴承等)的润滑是由一个完全密闭的循环润滑系统组成,其结构是油箱—油泵—润滑点—油箱,其油压控制系统和循环系统与主控制系统联锁,因而可在主控制显示中发现一些问题。但有些生产环境中物料是高温的,再加上离心机负载高速运转,循环润滑系统的油温经常会超过设备规定油温(75℃),会使设备的主轴承及油质损坏和变质,缩短润滑油的使用寿命。如果对大量的高温物料作降温处理又会产生很大的能源费用并增加换热设备的动力费用,因此建议只对润滑油进行降温处理,方法简单有效。在循环油系统的油泵出口管线中加一台小型油冷却器,出口连接到设备润滑系统中,另外连接到一台小管径的自来水管线,自来水出口又回到工业用水当中去,节约冷却水,这样既降低了油温,又不产生动力损耗,同时还能节约用水。
三、结语
企业产能的大小,很大程度取决于设备效率发挥得如何,只有掌握了设备的原理、结构及重要部位零件的维修保养,才能更好地发挥设备效率,生产出更多的产品。