卧螺式离心机振动原因分析及处理措施

阿力木·买买提，文全国，丁德江，肖光宇，郝以彬

（中国石油独山子石化公司设备检修公司乙烯钳工车间，新疆独山子 833699）

0 引言

某公司环保项目，主要对生产过程中产生的、无法回收利用的废渣液以及污水处理场脱水后的“三泥”进行收集、输送、生物氧化处理，最后达到无害化排放。卧螺式离心机作为固废装置核心设备，一旦故障停机将使工艺流程中断，废气无法及时无害化排放，对环境造成不良影响。因此，对卧螺式离心机振动大原因进行分析并采取相应的处理措施，切实保障工艺正常流转，成为一段时期以来设备管理的难点。

1 卧螺式离心机概况

某固废装置卧螺式离心机为德国韦斯伐里亚公司设计制造，机组主要包括传动机构、差速器、轴承座、液位调节片、螺旋推料器、转鼓、分离装置、液力耦合器等部件，具有物料适应性好、应用范围广、分离效率较高等优点（图1）。该离心机功率为30 kW，转速4500 r/min，流量15 m3/h。其联轴器为皮带类型，采用为滚动轴承。

图1 卧螺式离心机基本结构

卧螺式离心机工作原理：离心机用来分离介质的主体结构由螺旋器和套在其外层的滚筒形外壳组成，机组运行时螺旋器和转筒绕着同一个轴心线同方向不同速度旋转，两者的差速由差速器来控制；由于转子旋转时产生离心力，将固液混合介质中的水分和固体物质分离出来，水分通过流道导出到机体外部，固体介质由螺旋器推到螺旋的出口端；如此不断运行，达到固液分离的目的（图2）。

图2 卧螺式离心机工作原理

2 卧螺式离心机振动大原因分析

卧螺式离心机振动大的原因有很多。结合现场卧螺式离心机维修经验，总结得出引起卧螺式离心机振动大的原因主要有以下5 个。

2.1 转子动平衡不良

引起卧螺式离心机转子动不平衡的根本原因为转子质量的偏差，厂商机组资料要求转子动平衡偏差＜3g，实际校验在2 g甚至mg 以内。如果转鼓上某点的质量偏差为4 g，额定转速为4500 r/min，转鼓直径600 mm，则偏心力F=mrω2=4×10-3×0.3×（4500/60×2×3.14）2=266.21 kg。由此可见，转子上某点很小的质量偏差，就会产生很大的偏心力。这个偏心力正是卧螺离心机振动大的根本原因。

2.2 转鼓内部堵塞

随着离心机运行时间的增加，由于介质具有一定的黏性，一部分介质在螺旋器和转筒内不断堆积，牢牢吸附在内壁，引起流道堵塞，从面产生不平衡力，增加振动值。机组间歇运行时，由于介质的黏性，介质堆积和内部堵塞的现象更加明显。在拆卸检查时如果有这种现象就应该进行清洗处理。

介质长期堆积在转子内部而产生的离心力也是不容忽视的，现场拆卸发现转鼓堵塞如图3 所示。

2.3 转鼓内部磨损变形

转鼓内部磨损，造成转子不均匀的质量偏差也是造成离心机振动较大的原因（图4）。

2.4 各部位轴弯曲变形

图3 转鼓内部堵塞

图4 转鼓内部不均匀磨损

轴弯曲变形后，会造成转子在运转过程中产生较大的偏心力，这也是造成离心机振动较大的原因（图5～图7）。其中，图5 的径向圆跳动达0.16～0.17 mm，标准要求不超过0.02 mm；图6 的最大弯曲度超过1 mm，标准要求不超过0.04 mm；图7的径向圆跳动达0.06～0.08 mm，标准要求不超过0.02 mm。

图5 转鼓液相端短轴弯曲

图6 差速器花键轴弯曲

图7 转鼓固相端短轴弯曲

2.5 轴承磨损

轴承磨损、轴承间隙过大，会引起振动位移加大，导致机组的振动值升高。图8中轴承磨损，轴承间隙为0.50 mm，而标准应为0.08～0.10 mm。

图8 轴承座及轴承外表面磨损严重

3 处理措施

分析出引起离心机振动大的原因后，采取相应的措施消除振动故障，保证离心机的平稳运行。

（1）动平衡校验。转鼓和螺旋组装后进行动平衡校验，严格控制动平衡＜3 g（图9）。

图9 动平衡校验

（2）调整工艺，及时清洗。根据工艺需求进行调整，严格按照离心机工艺要求投、停料，择机对离心机进行清洗。

（3）修复磨损部位。对转鼓内部磨损部位进行修复（图10）。

图10 转鼓磨损部位修复

（4）更换弯曲部件。采购原厂转鼓液相端短轴和差速器花键轴进行更换，检修过程严格按照检修规程，保证各装配数据符合要求。

（5）更换新轴承，定期更换润滑脂。针对轴承磨损故障，更换新的轴承，并定期更换润滑脂，确保轴承处于良好运行工况。制定加脂计划：每隔20 d 加一次油脂，每次的量应保证充分润滑轴承。

4 结束语

总结卧螺式离心机日常维护经验，分析引起机组振动大的原因并制定相应的处理措施，使离心机系统更加稳定和安全可靠，制定提前加脂、定期盘车等维护计划，使机组处于最佳工作状态，延长离心机的使用寿命。