離心脫水機原理

1、離心脫水機原理第1頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六PIERALISI第2頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六貝亞雷斯臥螺機用戶培訓(xùn)講義Ver 1.0第3頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六培訓(xùn)內(nèi)容第一章：臥螺機的初步認(rèn)識第二章：臥螺機的工作原理第三章：臥螺機工藝參數(shù)的調(diào)整日常運行時 注意事項第四章：臥螺機安全保護第五章：臥螺機日常維護和常見故障處理第4頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六 第一章：臥螺機的初步認(rèn)識第5頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六拆掉螺旋的臥螺機第6頁，共56頁，202

2、2年，5月20日，1點50分，星期六轉(zhuǎn)鼓第7頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六螺旋第8頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六進料管第9頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六差速器第10頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六污泥掛板裝置第11頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六轉(zhuǎn)鼓液相端蓋及堰板第12頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機液相端蓋第13頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機進料端（固相側(cè)）第14頁，共56頁，2022年，5月20日，1點5

3、0分，星期六貝亞雷斯臥螺機的結(jié)構(gòu)主電機液力耦合器沉積物排出口進料管沉積物刮板間刮板電機螺旋葉片螺旋液相堰板差速器傳動機構(gòu)減震墊液相排出口支架轉(zhuǎn)鼓沖洗水排出口第15頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六小結(jié)本章通過圖片我們認(rèn)識了臥螺機的物理結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵部件。轉(zhuǎn)鼓是一個圓柱和一個圓錐的組合體，其中圓柱部分是沉淀區(qū)，圓錐部分是干燥區(qū)，也稱岸區(qū)、沙灘。中空螺旋沿軸向有四條開放槽，相臨兩條開放槽互相之間成90度角，四條開放槽貫穿大半個螺旋長度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點一方面是螺旋的自重比較輕有很好的機械性能；另一方面開放槽提供了相當(dāng)大的過流面積和舒緩的過流通道，很好的保護了絮凝體在從離心機外進

4、入離心機內(nèi)時不受破壞，降低了出泥的含水率，大大的降低了絮凝劑的用量。離心機出泥口刮泥裝置：通過離心機分離出來的污泥，在極高的離心力的作用下會緊貼在集泥室的內(nèi)壁上，很容易將離心機的排泥口堵塞，尤其當(dāng)離心機停止工作一段時間后，離心機排泥口端的污泥非常容易干結(jié)附著在機體內(nèi)，堵塞脫水機的污泥出口，使處理后的污泥排不出，導(dǎo)致離心機無法正常工作。這個刮泥裝置，可以緩慢連續(xù)地將貼在離心機出泥端內(nèi)壁上的污泥刮下來，從而保證整個離心機排泥順暢 。第16頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六第二章：臥螺機的工作原理第17頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六離心力作用于顆粒1的

5、離心力：質(zhì)量與離心力的關(guān)系 F = 離心力R = 半徑N = 線速度m = 質(zhì)量1F1F22溶液中的固相顆粒做圓周運動時產(chǎn)生一個向外離心力，由于不同介質(zhì)的質(zhì)量、密度、大小及形狀等彼此各不相同，在同一固定大小的離心場中沉降速度也就不相同，由此便可以得到相互間的分離。其定義為：作用于顆粒2的離心力：第18頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六離心力的基本特性分離因數(shù)Fr離心機在運動過程中產(chǎn)生的離心加速度和重力加速度的比值，稱為該離心機的分離因數(shù)。分離因數(shù)是離心機分離能力的主要指標(biāo)，分離因數(shù)越大，物料所受的離心力越大，分離效果越好。分離因數(shù)與離心機的轉(zhuǎn)鼓半徑成正比，與轉(zhuǎn)鼓速度的平方

6、也成正比，因此提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速比增大半徑對分離因數(shù)的影響要大得多。分離因數(shù)的極限值取決于轉(zhuǎn)鼓材料的機械強度。Fr=r2g=2n60r離心機轉(zhuǎn)鼓半徑，cm;轉(zhuǎn)鼓的角速度,1/S;n轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，r/min;第19頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六離心力的基本特性沉降速度斯托克斯定律：V=D2 (P1-P2)G/18U從公式中可以看出來，顆粒的沉降速度與顆粒的直徑成平方關(guān)系，與顆粒和液體的密度差成正比，與液體粘度成反比。如果在離心力場中，則顆粒的沉降速度為：V =D2 (P1-P2)r2 /18U 在分離過程中，顆粒的沉降速度越快，分離效果就越顯著，斯托克斯定律表明了分離效果與物性

7、參數(shù)的基本關(guān)系。V：顆粒在液相中的沉降速度，m/s；D：顆粒直徑，m；P1：顆粒密度，kg/m3 ；P2：液體密度，kg/m3 ；U：液體粘度，Pa.S；G:重力加速度，m/s2；第20頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機工作原理臥螺離心機是一種螺旋卸料沉降離心機。主要由高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)鼓、與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向相同且轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)鼓略低的帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器和差速器等部件組成。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，立即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強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(因為環(huán)狀，稱為固環(huán)層)；水分由于密度較小，

8、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，二者存在有相對運動（即轉(zhuǎn)速差），利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對運動把固環(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。第21頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓的直徑越大，離心機處理能力也越大。長度越長，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留的時間也越長，分離效果越好。 但離心機太大時，制造費用和處理成本也會隨之增高。轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速是一個重要的工藝控制參數(shù)。由前面講到的分離因數(shù)公式可以看出，在保證一定的離心分離

9、效果下，轉(zhuǎn)速的高低取決于轉(zhuǎn)鼓的直徑，直徑越小，要求的轉(zhuǎn)速越高；反之，直徑越大，要求的轉(zhuǎn)速也越低。通常處理量小的臥螺機半徑小，但轉(zhuǎn)速相對于處理量大的臥螺機的轉(zhuǎn)速要高。第22頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的關(guān)鍵部件螺旋空心轉(zhuǎn)軸螺旋輸送器，既投配污泥，又起使污泥產(chǎn)生離心力的作用，同時還負(fù)責(zé)將固環(huán)層的污泥輸離液環(huán)層，實現(xiàn)泥水分離。螺旋在轉(zhuǎn)鼓的錐角處，直徑開始變小，將污泥“撈出”液環(huán)層。錐角一般在812之間。螺旋的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)鼓的速度之差，即為污泥被輸出的速度，決定著污泥在機內(nèi)停留時間的長短，因而是一個重要的工藝控制參數(shù)。 另外，可用溢流調(diào)節(jié)堰調(diào)整液環(huán)層的厚度，這也是一個

10、重要的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)。通過液環(huán)層厚度的調(diào)整，可以改變在干燥區(qū)的停留時間。第23頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六離心機的關(guān)鍵部件差速器差速器（齒輪箱）的作用是使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間形成一定的轉(zhuǎn)速差。為防止螺旋過力矩，在差速器上安裝了機械過力矩保護裝置。轉(zhuǎn)速差計算公式：n=(n1-n2)/rn1：轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n2：螺旋轉(zhuǎn)速r: 差速器齒輪比第24頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六小結(jié)本章講述了離心力的基本特性及臥螺機及關(guān)鍵部件（轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速器）的工作原理。通過分離因數(shù)公式了解到其與離心機的轉(zhuǎn)鼓半徑成正比，與轉(zhuǎn)鼓速度的平方也成正比，因此提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速比增大半徑對分

11、離因數(shù)的影響要大得多。通過斯托克斯定律了解到顆粒的沉降速度與顆粒的直徑成平方關(guān)系，與顆粒和液體的密度差成正比，與液體粘度成反比。臥螺機是通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生很大的離心力，將流入轉(zhuǎn)鼓的懸浮液分離成固相環(huán)和液相環(huán)，然后利用轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的差速并通過螺旋將固相推出，液相則靠重力“溢流”出。第25頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六 第三章：臥螺機工藝參數(shù)的調(diào)整第26頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機PI&D圖懸浮液入口沖洗水入口絮凝劑入口液相出口固相出口注意事項：1、在進料管路、沖洗水管路上應(yīng)增加手動調(diào)節(jié)閥，方便調(diào)節(jié)流量。2、如果需要添加絮凝劑，則在

12、臥螺機的入口處，應(yīng)增加一個取樣口，來觀測絮凝劑的效果。3、臥螺機的液相出口和固相出口均應(yīng)采用柔性連接。第27頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的關(guān)鍵參數(shù)進料泵的流量；液相出口堰板的高度；液相在離心機內(nèi)部的滯留時間；絮凝劑（如果需要）；第28頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六工藝控制 在實際運行中，污泥的泥質(zhì)和泥量會發(fā)生變化，為保證脫水效果不變，用戶可根據(jù)懸浮液的物料性能，分離后液相與固相的要求，以及處理能力等因素，合理地選擇離心機有關(guān)參數(shù)，如：處理量Q， 溢流板直徑D等， 以獲得較滿意的分離效果。第29頁，共56頁，2022年，5月20日，1點

13、50分，星期六分離因數(shù)的控制一般來說，分離液中固相顆粒越大，密度越大，需要較低的分離因數(shù)，反之則需要較高的分離因數(shù)。隨著轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的上升，分離因數(shù)上升，分離效果提高( 在差速帶輪確定后)，螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的差轉(zhuǎn)速隨之增大，處理能力加大， 但離心機的振動、噪聲也隨之增加，使用壽命會有所下降，因此一般在能滿足分離要求的前提下，選用合適的轉(zhuǎn)速是十分重要的。第30頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六液環(huán)層厚度的控制當(dāng)進泥量一定時，液環(huán)層越厚，污泥在液環(huán)層內(nèi)進行分離的時間越長，會有更多的污泥被分離出來；另一方面，液環(huán)層變厚，會降低某些受擾動的小顆粒隨分離液流失的可能性。綜合以上兩方面的作

14、用，液環(huán)層增厚一般會提高脫水的固體回收率。但液環(huán)層增厚，相應(yīng)會使干燥區(qū)縮短，使脫離液環(huán)層的污泥沒有充足的時間被“摔干”，因此泥餅含固量將下降。在控制液環(huán)層厚度時應(yīng)在高固體回收率與泥餅含固率之間權(quán)衡。除非脫水后的污泥需進行焚燒處置，一般情況下無需追求過高的泥餅含固量，而固體回收率則越高越好，因此液環(huán)層厚度應(yīng)盡可能調(diào)大一些。第31頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六調(diào)質(zhì)效果的控制 物料中固相粒子越大；液固兩相的重度差愈大，懸浮液的粘度越小，則越易分離，反之則難分離。為此在懸浮液進入臥螺機之前可采用適當(dāng)提高物料進料溫度以降低粘度或通過添加絮凝劑使固相凝聚等預(yù)處理手段來改善分離條件

15、。離心脫水一般采用高效的人工合成高分子絮凝劑，而不采用無機鹽類混凝劑。其原因是添加無機類混凝劑會使得污泥體積膨脹，而離心機為封閉式強制脫水，對進泥量有較嚴(yán)格的要求，因此如果采用無機鹽類混凝劑會使離心機的脫水能力大大降低。 當(dāng)泥質(zhì)發(fā)生變化時，應(yīng)隨時調(diào)整絮凝劑的投藥量，以保證調(diào)質(zhì)效果。第32頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六進泥量的控制及綜合調(diào)控 每一臺離心機都有一個最大進泥量，實際進泥量超過該值時，離心機將失去固相和液相的動態(tài)平衡，嚴(yán)重時會受到損壞，因而運行中應(yīng)嚴(yán)格控制臥螺機的進泥量。在允許的范圍內(nèi)，當(dāng)泥質(zhì)及調(diào)質(zhì)效果一定時，進泥量越大，固體回收率和泥餅含固量越低；反之，進泥

16、量降低，則固體回收率和泥餅含固量將提高。另外，每臺臥螺機都有一個極限最大入流固體量。如果當(dāng)由于進泥含固量升高等原因?qū)е氯肓鞴腆w量超過極限值，將由于扭矩過大，使離心機超載而停車。 選擇適當(dāng)?shù)倪M料流量的方法:首先將進料流量調(diào)到較小值，然后啟動臥螺機并工作一段時間，至固相出料的速度一定。觀察固相出料量及出料速度是否合適，如果不合適，則相應(yīng)改變進料流量，直到固相出料量及出料速度合適。此時的進料流量通常為適當(dāng)?shù)闹?。有時候該值可能很小。例如一臺10m3/h處理量的臥螺機，由于進料懸浮液的含固量很高，實際合適的進料流量可能只有2m3/h左右。由于入流含固量是經(jīng)常變化的，如果不確定其是否會超過極限值。或者現(xiàn)場

17、不具備入流含固量的測定，則不要將進料流量調(diào)到臥螺機的最大流量，防止發(fā)生臥螺機過力矩故障。第33頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六工藝參數(shù)的調(diào)整離心脫水機的運行中，應(yīng)綜合調(diào)整各工藝參數(shù)，獲得最佳的脫水效果。程序如下: 確定進泥量。進泥量應(yīng)保證不使脫水機超負(fù)荷，故應(yīng)滿足以下條件:式中，Q0為進泥流量(m3/h)；C0為進泥濃度(kg/m3)；Qmax為離心脫水機的最大允許進泥量(m3/h)；Mmax為離心脫水機的最大允許入流固體量(kg/h)。Q0C0Mmax Q0Qmax第34頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六【實例分析】某處理廠臥螺機的最大允許進泥量

18、為5m3/h，最大允許入流固體量為200kg/h。當(dāng)進泥量為4.5m3/h，進泥含固量為5%時，請核算該離心機是否超負(fù)荷。 【解】Q0=4.5m3/h，C0=5%=50kg/m3，Qmax=5m3/h，Mmax=200kg/h。將以上數(shù)據(jù)代入公式，得Q0Tn時，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速10rpm，則離心機正常啟動，如果轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速10rpm，則離心機停止，并伴有轉(zhuǎn)鼓卡死報警；第40頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六差速保護當(dāng)T30=2min之后，轉(zhuǎn)速差應(yīng)該在5r20；如果速差r超出范圍，則離心機報警并停機；第41頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六小結(jié)本章列舉了臥螺機

19、的保護功能。啟動保護是防止臥螺機的轉(zhuǎn)鼓卡死。差速保護實際上是監(jiān)測螺旋的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)螺旋運行狀態(tài)不正常，則報警并停機。力矩保護可通過減小進料量，使得進料力矩盡量不發(fā)生保護。第42頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六第五章:臥螺機潤滑日常維護 和常見故障處理 第43頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的隨機潤滑油（脂）克魯博 UH114-31轉(zhuǎn)鼓軸承克魯博 UH164-1302螺旋軸承克魯博 GH461刮板機軸承ESSO ATF DEXTRON II液力耦合器克魯博 UH1 6-150減速箱TIPS：用加油槍加潤滑脂時，通常打一下相當(dāng)于1.5g左

20、右。第44頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的轉(zhuǎn)鼓潤滑1轉(zhuǎn)鼓軸承（兩點）TIPS:每隔24個工作小時加一次油脂，每次加34克。第45頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的刮板機潤滑2刮板機軸承（一點）TIPS:每隔24個工作小時加一次油脂，每次加34克。如果臥螺機為間斷使用，且間隔時間較長，則在每次使用完后，加一次油脂。第46頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的螺旋潤滑3、6螺旋軸承（兩點）TIPS:每隔24個工作小時加一次油脂，每次加34克。第47頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的

21、液力耦合器潤滑4液力耦合器（一點）TIPS:第一次換油是在400個工作小時，之后每隔4000個工作小時換一次油。加油量參考說明書。第48頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六臥螺機的減速箱潤滑8減速箱（一點）TIPS:每隔2000個工作小時換一次油。加油量參考說明書。第49頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六日常使用和維護的內(nèi)容 一、臥螺機定期點檢內(nèi)容： （1）各部位的螺栓松緊；（2）皮帶的松緊及磨損情況；（3）檢查轉(zhuǎn)鼓與支撐體之間是否有固體物，并定期沖洗；（4）檢查各安全標(biāo)志是否存在；（5）檢查減震底座是否損壞；（6）檢查速度傳感器探頭的固定螺栓是否松了；第50頁，共56頁，2022年，5月20日，1點50分，星期六日常使用