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卧螺离心机的运行控制与维护管理

1.前言
    近年来,卧螺离心机在市政污水处理厂污泥脱水中的应用越来越多,卧螺离心机具有分离效果良好、工作效率高、使用管理维护简单方便的特点。我们在城市污水处理厂的建设运行中,多次选用了使用了张家港市轻工设备厂卧螺离心机,在实际应用中取得了良好的污泥脱水效果。本文根据生产中的大量的试验结果,分析了影响离心机污泥脱水效果的主要因素(液环层厚度、速差),摸索了提高离心机污泥脱水效果的控制方法,总结了使离心机稳定运行的控制与维护管理的方法。
    2.卧螺离心机运行参数的控制
     离心机运行过程中,通过调整转鼓的转速、干固体负荷、絮凝剂的种类、絮凝剂的配制浓度、投加量及投加位置、液环层厚度、速差曲线等参数,改变脱水泥饼的含固量和上清液的含固量,使离心机运行在最佳状态。我们通过实际运行发现,在上述的诸多因素中,液环层厚度的设定、速差的调整对离心机污泥脱水效果的影响至关重要。
     2.1 液环层厚度的确定(设定液位挡板高度)
     卧螺离心机在进行污泥脱水时,在离心力的作用下在转股内会形成液环层(沉降区)、固环层和岸区(干燥区),如图1所示。
     转鼓在高速旋转时,沿着转鼓壳体形成一同心液层,称为液环层,同时也会形成一同心脱水污泥固体层,称为固环层,在此区间内,污泥所含的固体在离心力的作用下沉积到转鼓壁上,故也称为沉降区;干污泥通过螺旋的运转离开液环层送至排出口,这一段距离称为岸区,为转鼓锥体的一部分,在此区间内,污泥完全离开液体并被继续甩干,故也称为干燥区。转鼓的有效半径为液环层、固环层和岸区之和,转鼓的有效长度为沉降区和干燥区之和。
                    
    可以通过改变液位挡板的位置来调整离心机的液环层厚度。离心机的液位挡板调整十分重要,直接影响脱水效果和离心机的振动程度,必须通过反复的试验将液环层厚度设定在合适的水平,则可以保证污泥的含水率会降低,并且有较高的污泥产量。
    图2是张家港市轻工设备厂离心机液位挡板设定在不同高度的运行数据。
    结合卧螺离心机的工作原理,我们对上图进行了分析:当进泥量一定时,如果液环层厚度较小(沉降区短),污泥在离心机内的停留时间短,脱水后的污饼含固率较低、含水率较高;如果液环层厚度较大(沉降区长),污泥在离心机内的停留时间长,污泥在液环层内进行分离的时间越长,泥饼含水率就越低、含固量越高;但液环层厚度过大,污泥在液环层内进行分离的时间更长,但干污泥在岸区(干燥区)的停留时间缩短,会造成水随脱水后的污泥从污泥出口溢出,反而使脱水污饼的含固率降低、含水率升高;综合以上两方面的作用,在控制液环层厚度时应在高固体回收率与泥饼含固率之间权衡,除污泥脱水后进行焚烧处置外,一般情况下无需追求过高的泥饼含固率,而固体回收率则越高越好,因此液环层厚度应尽可能调大一些。确定了这一原则后,根据上述的试验结果,我们将离心机液位挡板的高度调整为147mm,使污泥在离心机中有较长的停留时间,可以取得良好的污泥脱水效果,如表1所示,为离心机实际运行时的污泥脱水效果。
               
              
     2.2 速差曲线的调整
   “速差”是转鼓转速与螺旋转速之差,即两者之间的相对转速,增加或减小“速差”,污泥在转鼓内的停留时间也就发生改变,对处理效果有着十分重要的影响。
    在进入离心机的污泥干固体负荷恒定的情况下,速差的变化对离心机的影响见图 3。
    从曲线中可以反应出:如果速差比较低,污泥的停留时间比较长,脱水后的污泥会更干,但处理能力也比较低,有许多的悬浮物没有被及时处理就从上清液返流管中流失;随着速差的逐渐增大,污泥的停留时间变短,脱水后的污泥会更湿,但处理能力也增加了,同时,经离心机甩干的污泥及时被螺旋推出,不会因停留时间过长再返回到上清液中,固体回收率也大幅度增加;但如果速差过大,污泥在离心机中停留时间太短,脱水后的污泥过湿,并且转鼓与螺旋之间的相对运动增大,必然会增加对液环层的扰动程度,固环层内被分离出来的污泥会被重新泛至液环层,随上清液返流管中流失;所以,在运行中必须经过反复的调整,摸索离心机的最佳运行工况。
                
      速差可以通过离心机自控系统的“综合控制盘”来进行调节。速差与工作压力之间的变化关系能够形成一条“速差曲线”,显示在“综合控制盘”的大屏幕上,图4是DC20离心机实际运行时的一条“速差曲线”:
               
       图4中的十字交叉点为离心机当前的工作点,其中最佳的工作点为第2点与第3点之间。如果进泥的状况发生波动,如污泥浓度突然升高或流量突然变大,将会引起工作压力的升高,如“速差曲线”中所设定的,十字交叉点向右移动,“速差”将会加大,干污泥将会被更快速的从转鼓中推出,工作压力下降,离心机的工作点又回到第2点与第3点之间;反之,如污泥浓度突然降低或流量突然减小,将会引起工作压力的下降,“速差”将会减小,污泥在离心机中的停留时间加长,污泥变得更干,工作压力又回升,离心机的工作点又回到第2点与第3点之间;这样,技术人员根据污泥种类、性质的不同,将脱水效果最佳时的速差和工作压力设定成不同的“速差曲线”,贮存在“综合控制盘”中,设备操作人员根据所处理的污泥类型进行选择控制系统将根据设定的自动调整转鼓转速与螺旋转速之差,使设备运行在最佳状态。
    3. 卧螺离心机的维护管理
   3.1.采取多种措施,减少离心机的振动
   在每次离心机运行结束后应加强对离心机转鼓的水冲洗,根据我们的经验,如果转鼓冲洗不彻底,在离心机停运期间会造成污泥在装鼓上的粘附,那么,在下次开机时,转鼓会因受力不均匀,造成动平衡的破坏,导致离心机强烈振动;另外,在每次清洗上清液返流管完毕重新安装液位挡板时,应注意必须确保所有的液位挡板都在相同的高度上,并应保证液位挡板高度的公差为-0.25mm---+0.25mm,否则将会导致离心机受力不均匀,产生剧烈振动。
    3.2 减少上清液含固率,降低离心机磨损程度
    我们在生产运行中发现,如果污泥中含有较大量的泥沙,并且在离心机的运行中上清液的含固率较高,如果在这种状态下长期运行的话,由上述离心机原理图中可以看出,由于上清液从返流管中被甩出的时候,具有很高的流速,这样将造成离心机螺栓及及配重块的磨损,导致离心机动平衡的破坏,因此,在生产运行中严格管理、精心操作,减少上清液含固率,对降低离心机磨损具有十分重要的意义。
    3.3 定期清洗上清液返流管
     在生产运行中,如果污泥脱水的上清液含固量比较大,很容易造成上清液返流管的堵塞,这将导致脱水污泥含固率下降,离心机也会因受力不均匀产生振动因此必须根据实际运行情况,对上清液返流管进行周期性的清洗,设备在供货时已带有一根与上清液返流管同样长度的冲洗水管,可以插入上清液返流管中进行冲洗,但随这种反冲洗水管不能彻底冲洗干净,会导致上清液返流管壁上冲洗不彻底沾有污泥,使离心机在运行中产生振动,我们将改造为带毛刷的冲洗管,这样可以对上清液返流管冲洗得更彻底。上清液返流管清洗周期一般在50---100小时之间,视离心机运行期间上清液含固率的情况而定。
    3.4 定期清理进泥螺杆泵
   城市污水处理厂初次沉淀池的污泥中含有大量毛发,是普通机械格栅难以去除的物质,在生产运行中很容易堵塞污泥螺杆泵,必须定期进行清理,避免离心机正在运行时,因污泥螺杆泵的堵塞,造成被迫停机的事件,清洗周期一般在50---100小时之间。
   3.5 絮凝剂自动投配装置的维保
    由于聚丙烯酰胺的水溶液成胶粘状态,并且其溶解性又比较差,很容易造成PAM, 在絮凝剂自动投配装置的管道中、搅拌器上的结块和淤积,如我们发现长期运行后PAM, 会淤积在静态混合器上,也会在静压式液位计的传感器(探头)上结块,造成指示结果不准确,导致设备误动作,因此在设备闲置期间,定期清理絮凝剂自动投配装置中PAM, 所造成的结块和淤积是十分必要的,这样可以保持设备的良好运行状态!
    3.6 日常定期检查和维护
    在离心机的维护管理中,日常定期检查是一项重要的工作,应按表2内容做好离心机的日常维护工作。
               
     卧螺离心机是比较精密的机械设备,为使离心机能够良好稳定运行,延长离心机的使用寿命,应加强设备的运行控制与维护管理。在设备运行操作的管理上,应制定统一的、严格的操作规程.如操作中应尽量减少上清液含固率、开停机期间加强对离心机的冲洗减少运行时的振动,保证设备处于良好的运行状态,对于设备运行中暴露出来的问题必须及时发现并反馈,在设备闲置期间,应对设备存在的隐患进行及时的维护处理,如定期清洗上清液返流管、定期清理进泥螺杆泵、定期清理絮凝剂自动投配装置,做好日常的定期检查和维护,这样可以保持设备处于良好的待机状态,更可以避免设备运行时出现意外的故障造成被迫停机事件,保证设备的良好稳定运行。
     4.结语
    通过以上对卧螺离心机实际使用情况的分析可以得出下面的结论:
   (1)在离心机的运行控制中,液位挡板的调整十分重要,直接影响脱水效果和离心机的振动程度,必须通过反复的试验,将液环层厚度设定在合适的水平,则可以保证污泥的含水率会降低,并且有较高的污泥产量;
   (2)速差的调整对离心机污泥脱水效果的影响非常大,应根据污泥种类、性质的不同,通过实验寻找离心机的最佳工作点,设定成不同的“速差曲线”,使离心机稳定运行在最佳的工作状态;
   (3)做好日常的定期检查和维护,如操作中应尽量减少上清液含固率、开停机期间加强对离心机的冲洗减少运行时的振动、定期清洗上清液返流管、定期清理进泥螺杆泵、定期清理絮凝剂自动投配装置,这样可以保持设备处于良好的待机状态,避免设备运行时出现意外的故障造成被迫停机事件,保证设备的良好稳定
运行。
 

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