卧式螺旋沉降离心机故障分析及对策

李霞

（大庆石化公司腈纶厂回收车间，黑龙江 大庆 163714）

卧式螺旋沉降离心机使用原理基本如下，通过其精料管、螺旋出料口，泥水混合物则可进入转鼓，主机高速旋转下会产生较大离心力，将体积比重较大固相颗粒沉积下来，并被螺旋叶片刮下、排出，经分离后清液流出堰板开口。技术发展下，卧式螺旋沉降离心机的适应性好，具备较强的生产能力，人工成本低，且其自动化程度不断提升，可以实现节能、平稳运行。但也需注意操作不当等问题引发的故障，并采取合理措施进行预防控制。

1 卧式螺旋沉降离心机常见故障分析及对策

1.1 主轴承温度过高

在卧式螺旋沉降离心机运行中，其固液两端轴承温度快速升高甚至达到85℃左右，将轴承的润滑油流量加大后，其温度未有效降低并持续上升。此情况下，需统计进行全面检查。引发轴承温度过高的原因，主要就是设备设计中，对润滑油流量设计较小，无法满足离心机高速重载运行下润滑要求。此情况下需要对喷油孔适当扩孔处理，合理加大轴承喷油孔的直径，并更换流量较大的油泵加大打油量和流量表量程。经过改造后，可以提升轴承润滑油流量，将离心机启动，其轴承温度提高速度变缓，并最终稳定在合适温度范围。满负荷情况下，离心机轴承温度通常在65 ～70℃范围内，此情况下离心机运行正常。

1.2 离心机堵料

离心机出现堵料问题，在其分离料浆后分离不彻底。在离心机和干燥机之间连接的辅机为下料斗和喂料器，分离浆料经过离心机下料斗进入螺旋喂料器，并需在干燥机中经过干燥处理，如果使用中下料斗频繁出现堵塞，达到一定程度，就可能将液力耦合器熔化，以及出现皮带断裂、过载跳车等情况。此问题产生原因主要就是螺旋喂料器叶片尺寸不合理，导致其实际送料能力较差，在满负荷状态下无法及时推走物料，下料斗不断积料，累积到转鼓附近时就会导致其塞料，进而引发事故。对此需根据实际要求，适当加大喂料器螺旋叶片尺寸、下料斗宽度，以满足120%负荷要求。喂料器末端还可增设一定长度的反向螺旋叶片，在改造后解决生产中的堵料问题，保证生产效率。

1.3 液力耦合器问题

在卧式螺旋沉降离心机中，液力耦合器的作用主要体现在两个方面：（1）发挥电机轻载启动作用，以改进电机启动能力，确保在沉重负载下电机可以轻快启动，降低启动电流，同时软加速下减少对电网造成的冲击。（2）发挥过载保护功能，避免启动和超载状态下，电机和离心机出现损坏，有效减少机械故障，保证离心机整体和相关零部件的使用寿命。对此，一方面，可以根据实际生产条件和生产需求选择合适的耦合器，比如，一些液力耦合器有延充油腔，即在静止时充满工作液的辅助室腔。启动过程中，液流回路中工作液较少，启动电机后延充油腔中的工作液被排送到液流回路中，使得启动更加平缓，也有助于日常工作效率的提高。另一方面，要注意添加的工作液量大小。一般情况下，充油度92% 左右离心机的启动状态较好，可以快速、平稳启动，工作效率高。液力耦合器在缺乏足够的工作液情况下，液力耦合器滑差会变大，减少传递的功率或扭矩，此时输入转速在输出转速时，会提高耦合器温度上升。因此，需在实践中注意总结和研究分析，以掌握所使用液力耦合器最佳充油量。此外，要注意选择合适的工艺，使用的工作液密度越高的情况下，其传递能力越强。而其黏度越高，则不利于传递特性。

液力耦合器中会安装易熔塞，其中心有软焊，一定温度下会将其熔化。离心机过载状态下，液力耦合器中工作液温度提高，会熔化易熔塞而喷出工作液，中断功率的传递。一些工作液在喷出后会造成污染、引发火灾，对此可设置电子式温度监测系统，一旦耦合器温度超过限定值，离心机即连锁跳车，避免出现安全事故。

1.4 内螺旋轴承问题

转鼓与内螺旋实际运行中会产生转速差，需要定期更换内螺旋轴承润滑。出现一侧加入润滑脂，另一侧无法置换出新脂的情况下，需解体检查离心机。常见问题就是内螺旋轴承进水、机封被损坏，导致润滑脂从机封泄漏，需及时检修，防止烧坏轴承。

1.5 离心机异常振动

离心机出现异常振动现象：（1）运行中转动部件附着质量不均塑化物，平衡状态转动件上存在参与不平衡质量，导致离心力始终在转动部件作用，主轴旋转中轴承某点上会产生振动响应。（2）离心机运行中，螺旋输送器叶片刮下转鼓内部沉积的固体物料。此过程中，螺旋输送器会受到固体物料推力作用，主要是通过推力轴承平衡此轴力。长期运行中，尤其是变负荷公开后，会加剧轴承磨损，达到一定程度则会引发轴向串动，进而引发异常振动。（3）支撑刚度不足、主轴承装配不良引发异常振动。转轴在轴承上旋转，如果轴承结构不良、刚度不足，则会引发转轴不平衡、产生振动。其支撑刚度不足的原因，主要就是轴承座结构单薄、主轴承安装位置偏差等。

需严格按照制造商提供维护手册进行操作和维护，做好开停车过程中的清洗工作，避免内部转动部件塑化，同时要注意避免频繁的负荷波动，定期做好润滑工作，及时更换润滑油等。

2 优化离心机分离效果的操作要点和工艺措施

以大庆石化分公司腈纶厂回收车间配备离心机为例，该离心机为卧式螺旋卸料沉降离心机，主要在硫氰酸钠回收装置的物料循环中应用，以在结晶过程中分离出硫酸钠与硫氰酸钠，硫酸钠即可达到平衡状态，在其腈纶装置整体生产过程中，离心机发挥着相当重要的作用。具体生产中，可以采取以下工艺措施来保证实际分离效果。

2.1 转速控制

通常情况下，分离机转鼓转速高则其实际脱水效果也越好，在转鼓与螺旋高速下旋转，可以将悬浮液中的液体完全分离出来。在离心场所中，被分离后会受到一定离心惯性力，该惯性力其重力之比值被称为分离因数，是用以判断、表示离心机分离能力的主要指标，因此物料在受到较大沉降力情况下会取得更好的分离效果。可选择分离因数比较大的离心机用于分离固体颗粒小、液体黏度大的分离难度大的悬浮液或乳浊液，以实现有效分离。要保证分离效果，提高转速是比较有效的方法，由于实际分离因数的提高有限，实际分离操作中提高转速的措施操作起来更加简单。但是，提高转速的方式也存在不合理之处，即过高转速下会使得导致固相出料过于坚硬，而此时螺旋易被堵塞，离心机运转也会受到影响。需要调整转速的情况下，需要通过调节皮带轮的大小对离心机转鼓的速度进行调节，具体要根据生产料液的特性、转鼓直径和材质等参数，对转鼓的转速及皮带轮尺寸进行精确计算，从而对转速做出合理调整。

2.2 转速差控制

离心机运行中，螺旋与转鼓是同心同向旋转的，但两者转速存在一定偏差。回收装置结晶分离过程中，固相的干燥度是重要生产指标，需要控制好负转差率，以确保沉渣得以顺利输送，同时减速器传送的功率也得以降低。具体对负转差率的控制室通过改变转鼓与螺旋的转速差实现的，也就是调节转子上皮带轮的尺寸。同时，调节过程中还需注意皮带是否存在老化、松紧不均的问题，这些线下也会对固相出料产生不利影响。

2.3 工艺条件控制

离心机的分离能力除了与上述因素相关外，还会受到固相与液相之间密度差、沉降区长度的影响。固相与液相两相之间的密度差越小，进料的浆液黏度就越大，越不利于将其沉降分离。在实际生产中，进料温度、进料影速率和一些异常工艺条件也关系着离心机的分离效果。其具体影响表现在，首先，是进料温度会对母液的黏度产生影响，温度高的情况下其黏度越低，固相上的液膜此时比较簿，容易沉降细小粒子，减少毛细孔中所含液体，如果是对固相干燥度要求较高的离心机，则此情况下其离效果也比较好。其次，是进料速率，待分离浆液进入转鼓后需要有足够的停留时间，时间充足才能保证固相离子沉降效果。对于同样的物料，把控好进料量才能保证实际分离效果。最后，是异常工艺条件，此类型问题主要是料浆液中晶体含量不足、晶体不结晶呈现絮状等，如果物料分离难度较大，在日常生产中需重视离心机清洗工作，粘稠母液则需替换。

3 结语

对于卧式螺旋沉降离心机运行中的常见故障，需掌握其故障类型和原因，日常做好维护工作，总结经验，优化工艺操作各项细节，比如，进料量、转速差控制等，以保证离心机具备良好分离效果。