中心傳動管式吸泥機調試問題分析及解決方法

馮浩起 秦登毅

（中建安裝集團有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

鄭州新區污水處理廠二期工程新建8座二沉池，均采用中心傳動管式吸泥機，型號為TOB52-RF-CD，直徑52 m，N=0.75 kW。其工作原理為進水渠外圈布水口進水，內圈出水堰出水，中心傳動裝置（電機）通過中心豎架帶動吸泥架，吸泥架在池內以2.2 m/min做圓周運動，吸泥管懸吊于吸泥架下并與中心集泥筒相連，旋轉時依靠池內外的水位差、圓周運動的離心力、池底地面高差將池底活性污泥邊轉邊吸入集泥筒，排出池外。吸泥臂的另一側為刮泥臂，裝于刮臂下的刮泥板將池底惰性污泥逐步刮集至池中心集泥坑內，排出池外。表面撇渣裝置收集液面浮渣，通過圓周運動將水體表面浮渣刮至池邊的排渣斗中排出池外。刮泥機如果長時間不能正常運行，會直接影響回流污泥的數量和質量，使生物池活性污泥減少，二沉池沉泥越來越多，出現污泥結塊、上浮、發黑及發臭的現象，導致處理后出水水質發生嚴重惡化，而沉泥的增加又會進一步加大刮泥機啟動時的阻力[1]。

1 刮泥機安裝順序

在施工中其安裝順序為：先對設備構件、池底標高進行檢查，不合格的部分讓土建進行打磨找平，吊裝中心柱并安裝底部密封圈（圖1），中心柱安裝完成且測量合格之后對中心筒底部地腳螺栓灌漿—中心驅動裝置安裝—工作橋安裝—吸泥架安裝—吸泥管及刮板膠條安裝—出水堰板、浮渣擋板、折流裙板安裝—排渣斗安裝—刮渣板安裝。

圖1 中心柱安裝

2 問題及解決方案

調試前要監測電機、變速箱運轉速度、溫度、電壓、電流等參數，測量力矩參數，做好記錄。發現有超負荷情況應及時停機檢查刮板、鏈條、傳動輪、電機等部件是否有卡阻、栓塞等現象，及時排查，處理完后重新啟動[2]。在了解工作原理、施工工藝流程和調試工作內容后，可以根據現有的問題進行設備調整，主要分為三個部分：首先調查各二沉池現狀問題，并對每個二沉池的不同問題進行分類；其次找到產生問題的原因；最后根據原因提出有針對性的解決方案。

2.1 問題表現

在8個二沉池空轉調試過程中發現2#、3#、4#、6#沉淀池刮板膠條拖地嚴重，刮渣板距離地面過低，不能滿足3～5 m的設計要求，另外發現2#、3#、4#吸泥機調試過程中吸泥機管端高差大于3 cm，大于設備要求誤差；7#、8#撇渣板過撇渣斗卡頓；1#、4#、6#在運行過程中電動機輪軸承卡死、啟動保護脫扣等情況，如表1所示。

表1 二沉池問題統計表

2.2 問題產生原因

對所出現的問題一一分析，首先要對二沉池基礎地面進行測量（圖2），確定是否為地面高低不平導致的膠條局部拖地，在測量完成后對地面數值進行分析，并對突出部分進行剔鑿打磨。

圖2 二沉池底部測量和打磨圖

在土建問題處理完成后繼續處理安裝問題，膠條拖地直接原因是吸泥管離地間距小，因此可以通過調整吸泥架來提高吸泥管的高度；對于吸泥機管端高差大于3 cm，大于設備要求誤差，將二沉池分為8個區域，在每個區域測量兩端吸泥板的末端標高，通過兩端大臂在不同區域的測量，形成8組數據，根據每組數據差判斷是否為簡單的吸泥管不平。

2023年4月28日上午09時，我單位在監理和業主的見證下對2#、5#、6#二沉池進行了刮泥機單吸管標高的測量，測量結果如表2、表3、表4所示。

表2 2#二沉池吸泥管標高測量記錄表

表3 5#二沉池吸泥管標高測量記錄表

表4 6#二沉池吸泥管標高測量記錄表

根據表2，對于2#池，一號臂在6、7、8號位時兩端大臂偏差較大。6號位兩端偏差最大，一號臂高于二號臂4.3 cm；8號位次之，一號臂在8號位、二號臂在4號位時測量值相差3 cm；一號臂在7號位時高于二號臂2.8 cm；一號臂在4號位、二號臂在8號位時相差1 cm。現場6、8號區域地面高，膠條拖地，對大臂產生向上的支撐力，對大臂測量造成了影響。鑒于此，應讓土建對6、8號區域進行打磨處理后再調整膠條。其余地方偏差值在1 cm以下，無須調整。

對于5#池，單吸管兩端數值相差不大，除2、3號區域相差1.3 cm外，其余位置高差均在1 cm以下。對于6#池而言，單吸管兩端數值相差較小，除一號單吸管在5號位時高出二號單吸管2 cm外，其余位置高差均在2 cm以下，滿足設計的運行要求。

如果調整吸泥管后再測量問題仍舊沒有得到解決，那就要對吸泥管旋轉圓周面進行測量。在豎向軸固定垂直的情況下，旋轉圓周面在水平面上為平面（圖3）；如豎向軸在旋轉過程中發生偏移，則旋轉圓周面在水平面上為非平面。具體測量方法是在吸泥管上綁固定記號筆，然后推動吸泥管做圓周運動，運動過程中記號筆在池壁上會留下運動軌跡，該運動軌跡可以分為直線型和波浪型，基于這兩種不同類型的運動軌跡可以判定產生問題的原因。

圖3 旋轉圓周面示意圖

對于刮渣板過撇渣斗卡頓問題，可以通過調整刮渣板彈簧螺栓的松緊度，讓其更容易通過撇渣斗，另外也可以通過抬高刮渣板讓其通過撇渣斗，但是注意不能過高，過高則不能滿足其在水面上刮渣的功能。

最后一個為電動機軸承啟動保護裝置脫扣，針對此類問題，在吸泥機無嚴重拖地和撇渣斗卡頓的情況下可以調整其過載保護電流，使電機增大工作功率，保證吸泥機正常運行。

根據以上分析，可以判斷出產生問題的主要原因包括吸泥管過低、吸泥管不平、刮渣板過低或彈簧螺栓過緊、工作電流設置不能滿足實際需求等。

2.3 解決措施

2.3.1 吸泥管問題整改

關于吸泥管的問題，兩端過高、兩端不平都可以通過控制吸泥架的高低來調整。本次使用的吸泥機桁架有兩處調節桿，根據測量結果進行調整，如兩個吸泥管兩端高度不一，只需對第一節進行調整，如果兩個吸泥管中心和兩端都存在高差，則可以選擇調整第二節調節桿。另外，在調整吸泥架時需考慮到溫度的影響，本次使用的吸泥機桁架為不銹鋼桁架，臂展25 m，隨著溫度升高會產生形變下垂，導致吸泥架和吸泥板下垂，刮泥板及膠條拖地，撇渣板過撇渣斗卡頓的情況。所以，調整吸泥管的時間段應在運行溫度正常時。最后再根據地面調整膠條，確保間隙在2 cm以內。

對于調整吸泥管后仍舊不能解決問題的需要對刮泥機進行圓周運動測量。如圖4所示，在吸泥管端部固定一個記號筆，桁架旋轉時在池壁墻面上畫線，為波浪線即可判定中心筒偏軸，可以將中心筒底部灌漿料剃糟后進行二次校準，校準后重新進行灌漿，灌漿料采用C30高強無收縮型。

圖4 圓周運動示意圖

2.3.2 刮渣板整改

刮渣板整改相對于吸泥管整改要容易，調整其高度即可，但要滿足其能夠在運行中撇去浮渣和通過中心橋的基本要求；也可以調節螺栓彈簧，通過松動螺栓彈簧讓撇渣桿更容易地通過撇渣斗。

2.3.3 傳動電機啟動頻繁啟動過載保護整改

針對此類情況，文獻[3]指出確定由設備在運行過程中阻力過大引起的，應首先考慮調整吸泥管距離地面的高度，根據調整吸泥管的方法進行整改；如果是由運行保護電流設置過小導致，可以通過調整控制器上的電流保護程序，調整運行保護電流，設置成功后，空轉24 h再進行帶水調試。

3 改造效果

在對8個二次沉淀池的刮泥機設備進行調整后，問題得到合理處置，刮泥機運轉良好且轉速符合設計要求，并順利投入使用，控制系統無異常，水質處理后符合二次沉淀后污水處理標準，無黑泥上浮情況，如圖5所示。

圖5 設備調整后污水處理效果

4 結束語

由于施工工藝和工序上的差別，中心傳動管式吸泥機在每個地方出現的安裝問題也會不同。本研究根據鄭州新區污水處理廠中心傳動管式吸泥機調試中遇到的一些問題提出了解決方案，對后期污水廠此類中心傳動管式吸泥機調試遇到相同的問題可以起到借鑒作用，同時也有利于此類中心傳動管式吸泥機的推廣應用。