陳士杰

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

德國克勞斯—馬菲離心機(jī)的維護(hù)與實(shí)踐

陳士杰

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

介紹了貴溪冶煉廠硫酸車間，（KMPT）VZU160/5G石膏離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和使用情況。總結(jié)了運(yùn)行中出現(xiàn)的一般故障，提出解決辦法和改進(jìn)措施。通過對(duì)離心機(jī)給液閥和刮刀驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)，不僅有效地減少了故障的發(fā)生，設(shè)備臺(tái)效也得到了一定程度的提升。

離心機(jī)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；工作原理；故障；改進(jìn)

1 引言

貴冶硫酸車間既是生產(chǎn)車間，又是全廠的環(huán)保車間。負(fù)責(zé)冶煉煙氣制酸、白砷制取、尾氣脫硫及全廠廢酸、廢水的處理和排放。其中，石膏反應(yīng)工序是廢酸處理的關(guān)鍵步驟，其產(chǎn)物石膏是通過離心機(jī)分離出來的。新三十萬噸銅冶煉工程的投入，產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，廢酸處理量也相應(yīng)增加，原有的4臺(tái)離心機(jī)（日本）處理能力難以滿足生產(chǎn)需求，所以，引進(jìn)2臺(tái)德國克勞斯-馬菲離心機(jī)，投入使用后，小故障頻發(fā)，設(shè)備運(yùn)行效率沒有達(dá)到預(yù)期要求，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此，唯一的方法就是控制故障的發(fā)生率，充分挖掘設(shè)備的潛能，提高它們的效率。

2 離心機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

見圖1，離心機(jī)由機(jī)械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)包括內(nèi)外筒體、轉(zhuǎn)鼓、濾網(wǎng)、給液控制器、刮刀及管線閥門等。電控系統(tǒng)包括變頻電機(jī)、變頻器、制動(dòng)單元、PLC、人機(jī)界面（觸摸屏）及其它電氣元件。離心機(jī)采用側(cè)邊給液，有上、下給液口，相比老式離心機(jī)單管頂部給液，效率更高。為確保給液量，配置了給液控制器，當(dāng)給液控制器檢測到石膏，厚度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，立即停止給液，以避免給料過多，損壞其他零部件。出料方式為氣缸推動(dòng)刮刀，直接刮料，相比傳統(tǒng)離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)刮料模式，耗時(shí)更短。

圖1 離心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理

離心分離機(jī)類似于我們生活中的洗衣機(jī)甩干桶，它由一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，稱為轉(zhuǎn)鼓，表面裝有濾網(wǎng)或?yàn)V布，當(dāng)混合液加入轉(zhuǎn)鼓后，被迅速帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，液體透過濾網(wǎng)被甩出，形成濾液，固體顆粒則被截留在濾網(wǎng)上，形成濾渣，再由刮刀將其刮落，從而實(shí)現(xiàn)液-固分離。通常情況下，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離效果越好。

2.3 新老離心機(jī)容積對(duì)比

圖2為新老離心機(jī)容積對(duì)照?qǐng)D。

圖2 新老離心機(jī)容積對(duì)照?qǐng)D

3 常見故障分析與處理

離心機(jī)的故障形式大致可分為三種［1］，機(jī)械故障、電氣故障和工藝故障。而機(jī)械故障和電氣故障發(fā)生率較高，如震動(dòng)，加料閥動(dòng)作異常，刮刀的工作位置不正確，引起報(bào)警等。

3.1 異常震動(dòng)

異常震動(dòng)的主要原因及處理方法：

（1）給液扁口堵塞，造成加料不均勻。

處理方法：清理給液扁口，同時(shí)檢查給液扁口出口是否磨損，如發(fā)現(xiàn)磨損應(yīng)及時(shí)更換或焊補(bǔ)。扁口出口間隙一般在8～10mm。

（2）筒體內(nèi)零部件脫落或損壞，如給料控制器松動(dòng)、軸承損壞，濾網(wǎng)破損或?yàn)V網(wǎng)壓條松動(dòng)脫落等。

處理方法：緊固給料控制器，改善控制器材質(zhì)，將原有不銹鋼改用為錳鋼。更換濾網(wǎng)，緊固濾網(wǎng)壓條。

（3） 筒體內(nèi)部殘?jiān)辞逑锤蓛簟?/p>

處理方法：清理洗滌水管噴頭，增加水泵壓力，延長清洗時(shí)間。

3.2 刮刀“出位”和“入位”報(bào)警

刮刀由氣缸推動(dòng)，由初始端（出位）向末端（入位）行進(jìn)，在這兩端均設(shè)有限位傳感器，用來控制刮刀的位置，以避免刮刀接觸到轉(zhuǎn)鼓或?yàn)V網(wǎng)。在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未能檢測到刮刀時(shí)，PLC就默認(rèn)刮刀未到入位報(bào)警，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

出位和入位報(bào)警的主要原因及處理措施：

（1）電氣原因：傳感器松動(dòng)，檢測距離過長［2］；傳感器損壞；數(shù)據(jù)線損壞。

處理辦法：緊固傳感器，調(diào)整傳感器處于正常位置；更換傳感器或數(shù)據(jù)線。

（2）機(jī)械原因：刮刀刀刃磨損嚴(yán)重，刀架變形，刮刀固定螺桿松動(dòng)，氣壓低，刮刀氣缸內(nèi)漏等。

處理辦法：更換刮刀，校正刀架，緊固螺栓，調(diào)節(jié)壓力更換氣缸密封。

（3）工藝原因：石膏漿液中含雜質(zhì)（如底泥、黃泥巴、沙子等），導(dǎo)致石膏變硬。

處理辦法：查照原因，及時(shí)調(diào)整工況。

3.3 給液閥打開或關(guān)閉報(bào)警

主要原因［3］：由于給液閥為氣動(dòng)蝶閥，中間是一個(gè)圓形的閥板，石膏溶液中帶有雜物或溶液顆粒大時(shí)，石膏便會(huì)沉淀在閥板周圍，當(dāng)閥門動(dòng)作時(shí)就會(huì)產(chǎn)生阻礙，導(dǎo)致報(bào)警。

處理辦法：在給液閥上方管線上加一個(gè)旁路，通入壓縮空氣，阻止管道內(nèi)的石膏溶液發(fā)生沉淀，堵塞閥門。

4 改進(jìn)

4.1 給液閥改進(jìn)

原有的給液閥容易磨損，使用壽命短，采購費(fèi)用高。

改進(jìn)措施：將氣動(dòng)蝶閥改為氣動(dòng)夾緊閥，其優(yōu)點(diǎn)是維修方便，不易堵塞，使用周期長。

4.2 刮刀氣缸改進(jìn)［4］

對(duì)于新式離心機(jī)，目前刮渣時(shí)間為600s，濾網(wǎng)清洗時(shí)間為300s（單循環(huán)時(shí)間約1750s）殘留石膏厚度為70mm，通過計(jì)算，可得出離心機(jī)實(shí)際能力：

V單循環(huán)1=Sh=∏（R2-r2）h=3.14×（0.732-0.552）×1=0.72m3

V日均1=24×3600/1750×V單=49.37×0.72=35.54m3

假設(shè)能將刮渣時(shí)間下降至400s，將殘留石膏厚度下降至45mm，則濾網(wǎng)清洗時(shí)間可相應(yīng)降低至200s，則單循環(huán)時(shí)間可下降至1450s，通過計(jì)算，可得出離心機(jī)假設(shè)能力［5］：

V單循環(huán)2=Sh=∏（R2-r2）h=3.14×（0.7552-0.552）×1=0.84m3

V日均2=24×3600/1450×V單=59.58×0.84=50.04m3

則日均能力增加：

V增=V日均2-V日均1=50.04-35.54=14.5m3

效率增加：

η增=（14.5÷50.04）×100%=28.9%

改進(jìn)前，新離心機(jī)刮刀由氣缸推動(dòng)。由于氣壓不穩(wěn)定，刮刀過程經(jīng)常出現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，造成傳感器損壞。刮渣時(shí)間長，刮刀磨損嚴(yán)重，設(shè)備無法長周期運(yùn)行等弊端。通過對(duì)比，老式離心機(jī)刮刀由液壓驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)，耗時(shí)短，未出現(xiàn)過往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

改進(jìn)措施［6］：將新離心機(jī)刮刀氣缸拆除，改用液壓油缸驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橐簤簤毫Υ笄曳€(wěn)定，減少刮渣程序的消耗時(shí)間，刮刀移動(dòng)速度可調(diào)可控，有效提高設(shè)備運(yùn)行效率25% 以上。表1為改進(jìn)前后參數(shù)對(duì)比。

表1 改進(jìn)前和改進(jìn)后參數(shù)對(duì)比表

5 結(jié)論

綜上所述，要提高離心機(jī)工作效率，保證設(shè)備正常運(yùn)行，延長其使用壽命，正確地使用和操作是至關(guān)重要的。對(duì)于液壓氣動(dòng)元器件要重點(diǎn)維護(hù)，做好運(yùn)行參數(shù)、檢修前后的相關(guān)信息記錄，為以后的故障判斷和改造，提供參考。

［1］費(fèi)國輝. 固液分離工藝改進(jìn)研究［J］. 工藝與裝備， 2016（2）：1-3.

［2］趙偉. 離心機(jī)的安全使用［J］. 科學(xué)管理， 2016（1）：1-2.

［3］黃立飛. 立式與臥式刮刀離心機(jī)比較及故障與分析［J］. 企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013（1）：4-6.

［4］都振峰. 離心機(jī)故障分析及管理重點(diǎn)［J］. 施工應(yīng)用，2016（5）：3-4.

［5］蔡毅卿. 軸流式止回閥動(dòng)態(tài)特性的數(shù)值模擬［D］. 蘭州理工大學(xué)， 2013.

［6］李運(yùn)華. 機(jī)電控制［M］. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2013， 18-22.

Maintenance and Practice of German Claus Maffei Centrifuge

CHEN Shi-jie
（Guixi Smelter， Jiangxi Copper Corporation， Guixi 335424， Jiangxi， China）

In this article， the sulphuric acid plant of Guixi Smelter， the structureand its characteristics and usage of KMPT VZU160/5 g gypsum centrifuge are introduced. The common faults occurred in running period are summarized， and the solutions and improving measures are putforward. Throughimproving the hydraulic valve and scraper drive of centrifuge， not only the rate of faults occurred is reduced effectively， but also the equipment efficiency is promoted.

centrifuge；structure characteristics；working principle；fault；improvement

TQ111.1

B

1009-3842（2016）05-0074-03

2016-07-03

陳士杰（1982-），男，吉林遼源人，機(jī)械工程師，主要從事銅冶煉企業(yè)機(jī)械設(shè)備技術(shù)改造及管理。E-mail：jlhcfy@163.com