卧螺式离心机振动大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

某公司的环保项目，主要对生产操作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的原因进行分析并采取对应的处理措施，切实保证工艺正常流转，成为一段时期以来设备管理的难点。

某厂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、分离装置和液力耦合器等部件。具有对物料适应性好、应用范围广和分离效率较高的优点。机组结构如图1所示。

卧螺式离心机工作原理：当要分离的悬浮液由空心转轴送入转筒后,在高速旋转产生的离心力作用下，

1 卧螺式离心机概况

图1 卧螺式离心机基本结构

立即被甩入转鼓腔内；高速旋转的转鼓产生强大的离心力，把比液相密度大的固相颗粒甩贴在转鼓内壁上，形成固体层(因为环状，又称为固环层)；水分由于密度较小，离心力小，因此只能在固环层内侧形成液体层，称为液环层；由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在有相对运动（即转速差），利用螺旋和转鼓的相对运动把固环层的污泥缓慢地推动到转鼓的锥端，并经过干燥区后，由转鼓圆周分布的出口连续排出；液环层的液体则靠重力由堰口连续“溢流”排至转鼓外，形成分离液。卧螺式离心机工作原理如图2所示。

某厂固废装置卧螺式离心机基本参数如表1所示。

图2 卧螺式离心机工作原理示意图

表1 卧螺式离心机基本参数

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，总结得出主要有以下几方面：

2.1 转子动平衡不良

引起卧螺式离心机转子动平衡不良的根本原因在于转子质量的偏差，厂商机组资料要求转子动平衡偏差<3g，实际校验在2g甚至mg以内。如果转鼓上某点的质量偏差为4g，额定转速为4500r/min，转鼓直径600mm，则偏心力（F）为266.21kg ，计算公式见式（1）。

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

离心机转鼓内壁如果未清洗干净，转鼓内的集料会在停机时慢慢沉积在转鼓一侧，再次开机时就会产生很大的振动，甚至发生报警停机。如果停机时间过长，物料已经变性粘接，则只有拆开进行清洗处理。在拆开转鼓时发现螺旋推料器的进料室也堆积较多物料时，还应该对进料室进行清理。

如果物料黏度过大，流动性差，或者进料量过大，物料不能及时排出，这时物料会沿着螺旋道堆积，也会造成一定的偏心力。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

图3 转鼓内部堵塞

图4 转鼓内部不均匀磨损

因转鼓内部磨损，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。转鼓内部不均匀磨损情况如图4所示。

2.4 各部位轴弯曲变形

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。轴弯曲变形情况如图5、图6和图7所示。

图5 转鼓液相端短轴弯曲（径向圆跳动达0.16～0.17mm，标准不超过0.02mm）

图 6差速器花键轴弯曲（最大弯曲度超过1mm，标准不超过0.04mm）

2.5 轴承磨损

图7 转鼓固相端短轴弯曲（径向圆跳动达0.06～0.08mm，标准不超过0.02mm）

若轴承磨损，轴承间隙过大，造成径向自由度加大，此时即使是一种很小的激振力也会引起明显的整机振动加大现象。轴承磨损如图8所示。

图8 轴承座及轴承外表面磨损严重（间隙0.50mm，标准0.08～0.10mm）

3 处理措施

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

3.1 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<3g。动平衡校验如图9所示。

图9 动平衡校验

3.2 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。

图10 转鼓磨损部位修复

3.3 修复磨损部位

对转鼓内部磨损部位进行修复，修复情况如图10所示。

3.4 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。

3.5 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。还要制定加脂计划：每隔200个工作小时加一次油脂，每次加30g。

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，使离心机系统运行更加稳定和安全可靠，并制定提前加脂、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。