臥螺式離心機振動原因分析及處理措施

阿力木·買買提，文全國，丁德江，肖光宇，郝以彬

（中國石油獨山子石化公司設備檢修公司乙烯鉗工車間，新疆獨山子 833699）

0 引言

某公司環保項目，主要對生產過程中產生的、無法回收利用的廢渣液以及污水處理場脫水后的“三泥”進行收集、輸送、生物氧化處理，最后達到無害化排放。臥螺式離心機作為固廢裝置核心設備，一旦故障停機將使工藝流程中斷，廢氣無法及時無害化排放，對環境造成不良影響。因此，對臥螺式離心機振動大原因進行分析并采取相應的處理措施，切實保障工藝正常流轉，成為一段時期以來設備管理的難點。

1 臥螺式離心機概況

某固廢裝置臥螺式離心機為德國韋斯伐里亞公司設計制造，機組主要包括傳動機構、差速器、軸承座、液位調節片、螺旋推料器、轉鼓、分離裝置、液力耦合器等部件，具有物料適應性好、應用范圍廣、分離效率較高等優點（圖1）。該離心機功率為30 kW，轉速4500 r/min，流量15 m3/h。其聯軸器為皮帶類型，采用為滾動軸承。

圖1 臥螺式離心機基本結構

臥螺式離心機工作原理：離心機用來分離介質的主體結構由螺旋器和套在其外層的滾筒形外殼組成，機組運行時螺旋器和轉筒繞著同一個軸心線同方向不同速度旋轉，兩者的差速由差速器來控制；由于轉子旋轉時產生離心力，將固液混合介質中的水分和固體物質分離出來，水分通過流道導出到機體外部，固體介質由螺旋器推到螺旋的出口端；如此不斷運行，達到固液分離的目的（圖2）。

圖2 臥螺式離心機工作原理

2 臥螺式離心機振動大原因分析

臥螺式離心機振動大的原因有很多。結合現場臥螺式離心機維修經驗，總結得出引起臥螺式離心機振動大的原因主要有以下5 個。

2.1 轉子動平衡不良

引起臥螺式離心機轉子動不平衡的根本原因為轉子質量的偏差，廠商機組資料要求轉子動平衡偏差＜3g，實際校驗在2 g甚至mg 以內。如果轉鼓上某點的質量偏差為4 g，額定轉速為4500 r/min，轉鼓直徑600 mm，則偏心力F=mrω2=4×10-3×0.3×（4500/60×2×3.14）2=266.21 kg。由此可見，轉子上某點很小的質量偏差，就會產生很大的偏心力。這個偏心力正是臥螺離心機振動大的根本原因。

2.2 轉鼓內部堵塞

隨著離心機運行時間的增加，由于介質具有一定的黏性，一部分介質在螺旋器和轉筒內不斷堆積，牢牢吸附在內壁，引起流道堵塞，從面產生不平衡力，增加振動值。機組間歇運行時，由于介質的黏性，介質堆積和內部堵塞的現象更加明顯。在拆卸檢查時如果有這種現象就應該進行清洗處理。

介質長期堆積在轉子內部而產生的離心力也是不容忽視的，現場拆卸發現轉鼓堵塞如圖3 所示。

2.3 轉鼓內部磨損變形

轉鼓內部磨損，造成轉子不均勻的質量偏差也是造成離心機振動較大的原因（圖4）。

2.4 各部位軸彎曲變形

圖3 轉鼓內部堵塞

圖4 轉鼓內部不均勻磨損

軸彎曲變形后，會造成轉子在運轉過程中產生較大的偏心力，這也是造成離心機振動較大的原因（圖5～圖7）。其中，圖5 的徑向圓跳動達0.16～0.17 mm，標準要求不超過0.02 mm；圖6 的最大彎曲度超過1 mm，標準要求不超過0.04 mm；圖7的徑向圓跳動達0.06～0.08 mm，標準要求不超過0.02 mm。

圖5 轉鼓液相端短軸彎曲

圖6 差速器花鍵軸彎曲

圖7 轉鼓固相端短軸彎曲

2.5 軸承磨損

軸承磨損、軸承間隙過大，會引起振動位移加大，導致機組的振動值升高。圖8中軸承磨損，軸承間隙為0.50 mm，而標準應為0.08～0.10 mm。

圖8 軸承座及軸承外表面磨損嚴重

3 處理措施

分析出引起離心機振動大的原因后，采取相應的措施消除振動故障，保證離心機的平穩運行。

（1）動平衡校驗。轉鼓和螺旋組裝后進行動平衡校驗，嚴格控制動平衡＜3 g（圖9）。

圖9 動平衡校驗

（2）調整工藝，及時清洗。根據工藝需求進行調整，嚴格按照離心機工藝要求投、停料，擇機對離心機進行清洗。

（3）修復磨損部位。對轉鼓內部磨損部位進行修復（圖10）。

圖10 轉鼓磨損部位修復

（4）更換彎曲部件。采購原廠轉鼓液相端短軸和差速器花鍵軸進行更換，檢修過程嚴格按照檢修規程，保證各裝配數據符合要求。

（5）更換新軸承，定期更換潤滑脂。針對軸承磨損故障，更換新的軸承，并定期更換潤滑脂，確保軸承處于良好運行工況。制定加脂計劃：每隔20 d 加一次油脂，每次的量應保證充分潤滑軸承。

4 結束語

總結臥螺式離心機日常維護經驗，分析引起機組振動大的原因并制定相應的處理措施，使離心機系統更加穩定和安全可靠，制定提前加脂、定期盤車等維護計劃，使機組處于最佳工作狀態，延長離心機的使用壽命。