离心机震动故障的分析及改进

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1 离心机的发展和用途
离心机是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。工业离心机诞生于欧洲,在19世纪中叶,先后出现了纺织品脱水用的三足式离心机和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机,这些最早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。随着卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
目前,离心机已大量应用于冶金、化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。
2 离心机工作原理
工业用离心机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机3类。离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离的效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现液-固分离。目前,我厂磨浸车间所选用的SGZ1000-犖三足下部卸料自动离心机就属于离心过滤机。
SGZ1000-犖三足下部卸料自动离心机工作原理。
当控制系统打开进料阀后,被处理的悬浮液从进料管到达全速运转的布料盘,并在离心力的作用下均匀的甩到转鼓内壁的过滤介质上,此时的悬浮液处于过滤分离状态液相,在离心力的作用下经过滤介质穿过转鼓上的小孔甩出,由机壳内壁和底盘收集从排液管排出。固相粒子留在过滤介质上,经过洗涤、脱水后,达到分离要求时,启动卸料机构从机体底部的出料口排出。
3 现状调查
阜康冶炼厂机电车间承担着全厂铜、镍两大生产系统所有设备的检修工作。
镍系统浸出离心机主要承担浓密机滤液的液固分离工作,其滤液返回镍系统回收镍金属,滤渣作为铜系统原料进入下道工序利用。
衡量离心机工作状态的指标是主要是铜渣水分及渣含镍,分别是11%.3.9%
自离心机投入运行以来,一直存在震动严重和脱水不完全的问题,致使两项重要指标长期超标,直接影响镍金属的回收量和铜系统的工艺运行,并导致备品备件消耗严重。根据我厂镍系统1999年5~7月的生产情况,对比铜渣含镍、铜渣水分、材料消耗的调查见表1。
4 故障分析及解决
4.1 原理分析犛犌犣1000-犖三足下部卸料自动离心机整机主体主要由卸料机构、回转体、机架、制动装置、传动装置构成。其中,可能增加机体振动幅度的因素有:⑴机架牢固度;⑵各部位装配精度;⑶机构的适应程度。
4.2 故障诊断
机架牢固度可根据现场实际状况进行及时的加固处理,而各部位的装配精度则完全取决于职工的技术素质,属于可控因素,那么导致机体震动大和脱水不完全的因素就只有机构的适用性了。通过对悬浮液粒度、浓度的分析,并结合现场检测及力学原理,我们认为,造成离心机脱水效能不佳和剧烈振动的原因主要有:
⑴我厂选用的犛犌犣1000-犖三足下部卸料自动离心机适用于悬浮液比重较轻的液固分离工作,如制糖及制药行业等;而目前根据我厂的生产工艺,浓密机底流液粒度仅有325目,浓度却高达40%~50%。在固液分离过程中,堵塞过滤介质,致使脱水不完全。
⑵原机的布料机构受底流液特性制约,在机体运行过程中,没有按照设计预想“在转鼓内壁形成均匀的料层”,而是形成了偏向中部的料层堆积现象。
4.3 制定对策
针对上述原因,结合底流液特性、过滤介质性能及力学原理,我们采取了相应对策:
改变机体运行过程中固相粒子在转鼓上的分布模式:将离心机转栏上沿切除60犿犿,减少一个运行周期内转鼓内部存矿量总量;同时,对盘式布料机构进行改进:去除原有的布料盘,代之以扁嘴式布料器,并加长了进料管。改造后的机构更适用于生产工艺需求,在离心力的作用下,转鼓内壁物料分布将呈坡势向上,未能脱离的溶液向上爬升,并自上部排出。
5 效 果
5.1 效果对比
此次改造自1999年5月开始,到2000年初基本完成,投入运行后,取得了显著的效果。两年同期指标对比数据如表2、表3。


5.2 经济效益
⑴布料装置和转鼓的改造不仅解决了机体运行过程中的振动问题,也解决了料液脱水不完全的难题,离心机两项控制指标均达到了工艺要求。
⑵改造后,机体振动减轻,很大程度上延长了备品备件的使用寿命,降低了维修成本。⑶提高了原料中金属的回收率,增加了产品产量和生产总值。
6 结束语
对犛犌犣1000-犖三足下部卸料自动离心机的转鼓、布料机构的改进工作于2000年初既全面完成。7年来,我厂规模不断扩展,对工艺要求日趋严格,离心机各项指标始终能够很好的满足工艺要求。实践证明,我们的改进方案是非常成功的。

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