离心脱水机原理

1、 贝亚雷斯卧螺机用户培训讲义贝亚雷斯卧螺机用户培训讲义 Ver 1.0 培训内容 第一章：卧螺机的初步认识 第二章：卧螺机的工作原理 第三章：卧螺机工艺参数的调整日常运行时 注意事项 第四章：卧螺机安全保护 第五章：卧螺机日常维护和常见故障处理 第一章：卧螺机的初步认识第一章：卧螺机的初步认识 拆掉螺旋的卧螺机拆掉螺旋的卧螺机 转鼓转鼓 螺旋螺旋 进料管进料管 差速器差速器 污泥挂板装置污泥挂板装置 转鼓液相端盖及堰板转鼓液相端盖及堰板 卧螺机液相端盖卧螺机液相端盖 卧螺机进料端（固相侧）卧螺机进料端（固相侧） 贝亚雷斯卧螺机的结构贝亚雷斯卧螺机的结构 主电机 液力耦合器 沉积物排出口 进料管

2、 沉积物刮板间 刮板电机 螺旋叶片 螺旋 液相堰板 差速器 传动机构 减震垫 液相排出口 支架 转鼓 冲洗水排出口 小结小结 本章通过图片我们认识了卧螺机的物理结构和关键部件。 转鼓是一个圆柱和一个圆锥的组合体，其中圆柱部分是沉淀区， 圆锥部分是干燥区，也称岸区、沙滩。 中空螺旋沿轴向有四条开放槽，相临两条开放槽互相之间成90度 角，四条开放槽贯穿大半个螺旋长度。这种结构设计的优点一方 面是螺旋的自重比较轻有很好的机械性能；另一方面开放槽提供 了相当大的过流面积和舒缓的过流通道，很好的保护了絮凝体在 从离心机外进入离心机内时不受破坏，降低了出泥的含水率，大 大的降低了絮凝剂的用量。 离心机出泥

3、口刮泥装置：通过离心机分离出来的污泥，在极高的 离心力的作用下会紧贴在集泥室的内壁上，很容易将离心机的排 泥口堵塞，尤其当离心机停止工作一段时间后，离心机排泥口端 的污泥非常容易干结附着在机体内，堵塞脱水机的污泥出口，使 处理后的污泥排不出，导致离心机无法正常工作。这个刮泥装置， 可以缓慢连续地将贴在离心机出泥端内壁上的污泥刮下来，从而 保证整个离心机排泥顺畅 。 第二章：卧螺机的工作原理第二章：卧螺机的工作原理 离心力离心力 作用于颗粒作用于颗粒1 1的离心力：的离心力： 质量与离心力的关系质量与离心力的关系 F = 离心力离心力 R = 半径半径 N = 线速度线速度 m = 质量质量 1

4、F1 F2 2 溶液中的固相颗粒做圆周运动时产生一个向外离心力，由于不同介质的质量 、密度、大小及形状等彼此各不相同，在同一固定大小的离心场中沉降速度 也就不相同，由此便可以得到相互间的分离。其定义为： 作用于颗粒作用于颗粒2 2的离心力：的离心力： 离心力的基本特性分离因数Fr 离心机在运动过程中产生的离心加速度和重力加速度的比值， 称为该离心机的分离因数。 分离因数是离心机分离能力的主要指标，分离因数越大，物 料所受的离心力越大，分离效果越好。 分离因数与离心机的转鼓半径成正比，与转鼓速度的平方也 成正比，因此提高转鼓转速比增大半径对分离因数的影响要 大得多。分离因数的极限值取决于转鼓材料

5、的机械强度。 Fr= r2 g =2 n 60 r 离心机转鼓半径，cm; 转鼓的角速度,1/S; n转鼓的转速，r/min; 离心力的基本特性沉降速度离心力的基本特性沉降速度 斯托克斯定律： V=D2 (P1-P2)G/18U 从公式中可以看出来，颗粒的沉降速度与颗粒的直径成平方关系，与颗粒和液体的密度差 成正比，与液体粘度成反比。 如果在离心力场中，则颗粒的沉降速度为：V =D2 (P1-P2)r2 /18U 在分离过程中，颗粒的沉降速度越快，分离效果就越显著，斯托克斯定律表明了分离效果 与物性参数的基本关系。 V：颗粒在液相中的沉降速度，m/s； D：颗粒直径，m； P1：颗粒密度，kg

6、/m3 ； P2：液体密度，kg/m3 ； U：液体粘度，Pa.S； G:重力加速度，m/s2； 卧螺机工作原理卧螺机工作原理 卧螺离心机是一种螺旋卸料沉降离心机。主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比 转鼓略低的带空心转轴的螺旋输送器和差速器等部件组成。 当要分离的悬浮液由空心转轴送入转筒后,在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩入转 鼓腔内。 高速旋转的转鼓产生强大的离心力把比液相密度大的固相颗粒甩贴在转鼓内壁上，形成固 体层(因为环状，称为固环层)；水分由于密度较小，离心力小，因此只能在固环层内侧形 成液体层， 称为液环层。 由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在有相对运动（即转速差），

7、利用螺旋和转鼓的相对 运动把固环层的污泥缓慢地推动到转鼓的锥端，并经过干燥区后，由转鼓 圆周分布的出口 连续排出；液环层的液体则靠重力由堰口连续“溢流”排至转鼓外，形成分离液。 卧螺机的关键部件转鼓卧螺机的关键部件转鼓 转鼓的直径越大，离心机处理能力也越大。长度越长，污泥在转鼓内停 留的时间也越长，分离效果越好。 但离心机太大时，制造费用和处理成 本也会随之增高。 转鼓的转速是一个重要的工艺控制参数。由前面讲到的分离因数公式可 以看出，在保证一定的离心分离效果下，转速的高低取决于转鼓的直径， 直径越小，要求的转速越高；反之，直径越大，要求的转速也越低。通 常处理量小的卧螺机半径小，但转速相对于

8、处理量大的卧螺机的转速要 高。 卧螺机的关键部件螺旋卧螺机的关键部件螺旋 空心转轴螺旋输送器，既投配污泥，又起使污泥产生离心力的作用，同 时还负责将固环层的污泥输离液环层，实现泥水分离。螺旋在转鼓的锥 角处，直径开始变小，将污泥“捞出”液环层。锥角一般在812之间。 螺旋的旋转方向与转鼓的速度之差，即为污泥被输出的速度，决定着污 泥在机内停留时间的长短，因而是一个重要的工艺控制参数。 另外，可 用溢流调节堰调整液环层的厚度，这也是一个重要的工艺调节参数。通 过液环层厚度的调整，可以改变在干燥区的停留时间。 离心机的关键部件差速器离心机的关键部件差速器 差速器（齿轮箱）的作用是使转鼓和螺旋之间形

9、成一定的转速差。 为防止螺旋过力矩，在差速器上安装了机械过力矩保护装置。 转速差计算公式：n=(n1-n2)/r pulley Z3 pulley Z2 scroll drive pulley Z4 bowl drive pulley Z1 =3000 rpm N3 scroll speed n1：转鼓转速 n2：螺旋转速 r: 差速器齿轮比 小结小结 本章讲述了离心力的基本特性及卧螺机及关键部件 （转鼓、螺旋、差速器）的工作原理。 通过分离因数公式了解到其与离心机的转鼓半径成正 比，与转鼓速度的平方也成正比，因此提高转鼓转速 比增大半径对分离因数的影响要大得多。 通过斯托克斯定律了解到颗粒的

10、沉降速度与颗粒的直 径成平方关系，与颗粒和液体的密度差成正比，与液 体粘度成反比。 卧螺机是通过高速旋转的转鼓产生很大的离心力，将 流入转鼓的悬浮液分离成固相环和液相环，然后利用 转鼓和螺旋之间的差速并通过螺旋将固相推出，液相 则靠重力“溢流”出。 第三章：卧螺机工艺参数的调整第三章：卧螺机工艺参数的调整 卧螺机卧螺机PI&D图图 悬浮液入口 冲洗水入口 絮凝剂入口 液相出口 固相出口 注意事项： 1、在进料管路、冲洗水管路上应增加手 动调节阀，方便调节流量。 2、如果需要添加絮凝剂，则在卧螺机的 入口处，应增加一个取样口，来观测絮 凝剂的效果。 3、卧螺机的液相出口和固相出口均应采 用柔性连

11、接。 卧螺机的关键参数卧螺机的关键参数 进料泵的流量； 液相出口堰板的高度； 液相在离心机内部的滞留时间； 絮凝剂（如果需要）； 工艺控制工艺控制 在实际运行中，污泥的泥质和泥量会发生变化， 为保证脱水效果不变，用户可根据悬浮液的物 料性能，分离后液相与固相的要求，以及处理 能力等因素，合理地选择离心机有关参数，如： 处理量Q， 溢流板直径D等， 以获得较满意的 分离效果。 分离因数的控制分离因数的控制 一般来说，分离液中固相颗粒越大，密度越大， 需要较低的分离因数，反之则需要较高的分离 因数。 随着转鼓转速的上升，分离因数上升，分离效 果提高( 在差速带轮确定后)，螺旋与转鼓之 间的差转速随

12、之增大，处理能力加大， 但离 心机的振动、噪声也随之增加，使用寿命会有 所下降，因此一般在能满足分离要求的前提下， 选用合适的转速是十分重要的。 液环层厚度的控制液环层厚度的控制 当进泥量一定时，液环层越厚，污泥在液环层内进行分离的时间 越长，会有更多的污泥被分离出来； 另一方面，液环层变厚，会降低某些受扰动的小颗粒随分离液流 失的可能性。 综合以上两方面的作用，液环层增厚一般会提高脱水的固体回收 率。 但液环层增厚，相应会使干燥区缩短，使脱离液环层的污泥没有 充足的时间被“摔干”，因此泥饼含固量将下降。 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。 除非脱水后的污泥需进行焚烧处置

13、，一般情况下无需追求过高的 泥饼含固量，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。 调质效果的控制调质效果的控制 物料中固相粒子越大；液固两相的重度差愈大，悬浮 液的粘度越小，则越易分离，反之则难分离。为此在 悬浮液进入卧螺机之前可采用适当提高物料进料温度 以降低粘度或通过添加絮凝剂使固相凝聚等预处理手 段来改善分离条件。 离心脱水一般采用高效的人工合成高分子絮凝剂，而 不采用无机盐类混凝剂。其原因是添加无机类混凝剂 会使得污泥体积膨胀，而离心机为封闭式强制脱水， 对进泥量有较严格的要求，因此如果采用无机盐类混 凝剂会使离心机的脱水能力大大降低。 当泥质发生变化时，应随时调整絮

14、凝剂的投药量，以 保证调质效果。 进泥量的控制及综合调控进泥量的控制及综合调控 每一台离心机都有一个最大进泥量，实际进泥量超过该值时，离 心机将失去固相和液相的动态平衡，严重时会受到损坏，因而运 行中应严格控制卧螺机的进泥量。 在允许的范围内，当泥质及调质效果一定时，进泥量越大，固体 回收率和泥饼含固量越低；反之，进泥量降低，则固体回收率和 泥饼含固量将提高。 另外，每台卧螺机都有一个极限最大入流固体量。如果当由于进 泥含固量升高等原因导致入流固体量超过极限值，将由于扭矩过 大，使离心机超载而停车。 选择适当的进料流量的方法:首先将进料流量调到较小值，然后启 动卧螺机并工作一段时间，至固相出料

15、的速度一定。观察固相出 料量及出料速度是否合适，如果不合适，则相应改变进料流量， 直到固相出料量及出料速度合适。此时的进料流量通常为适当的 值。有时候该值可能很小。例如一台10m3/h处理量的卧螺机，由 于进料悬浮液的含固量很高，实际合适的进料流量可能只有2m3/h 左右。 由于入流含固量是经常变化的，如果不确定其是否会超过极限值。 或者现场不具备入流含固量的测定，则不要将进料流量调到卧螺 机的最大流量，防止发生卧螺机过力矩故障。 工艺参数的调整工艺参数的调整 离心脱水机的运行中，应综合调整各工艺参数，获得离心脱水机的运行中，应综合调整各工艺参数，获得 最佳的脱水效果。程序如下最佳的脱水效果。

16、程序如下: : 确定进泥量。进泥量应保证不使脱水机超负荷，故应确定进泥量。进泥量应保证不使脱水机超负荷，故应 满足以下条件满足以下条件: : 式中，式中，Q Q0 0为进泥流量为进泥流量(m3/h)(m3/h)；C0C0为进泥浓度为进泥浓度(kg/m3)(kg/m3)； QmaxQmax为离心脱水机的最大允许进泥量为离心脱水机的最大允许进泥量(m3/h)(m3/h)；MmaxMmax为为 离心脱水机的最大允许入流固体量离心脱水机的最大允许入流固体量(kg/h)(kg/h)。 Q0C0Mmax Q0Qmax 【实例分析实例分析】 某处理厂卧螺机的最大允许进泥量为5m3/h，最大允许 入流固体量为

17、200kg/h。当进泥量为4.5m3/h，进泥含 固量为5%时，请核算该离心机是否超负荷。 【解】Q0=4.5m3/h，C0=5%=50kg/m3，Qmax=5m3/h， Mmax=200kg/h。 将以上数据代入公式，得 Q0Tn时，转鼓的转速10rpm， 则离心机正常启动，如果转鼓的转速10rpm， 则离心机停止，并伴有转鼓卡死报警； 差速保护差速保护 当T30=2min之后，转速差应该在5r20；如果 速差r超出范围，则离心机报警并停机； 小结小结 本章列举了卧螺机的保护功能。 启动保护是防止卧螺机的转鼓卡死。 差速保护实际上是监测螺旋的运行状态，一旦 发现螺旋运行状态不正常，则报警并停

18、机。 力矩保护可通过减小进料量，使得进料力矩尽 量不发生保护。 第五章第五章:卧螺机润滑日常维护卧螺机润滑日常维护 和常见故障处理和常见故障处理 卧螺机的随机润滑油（脂）卧螺机的随机润滑油（脂） 克鲁博 UH114-31 转鼓轴承 克鲁博 UH164-1302 螺旋轴承 克鲁博 GH461 刮板机轴承 ESSO ATF DEXTRON II 液力耦合器 克鲁博 UH1 6-150 减速箱 TIPSTIPS：用加油枪加润 滑脂时，通常打一下 相当于1.5g左右。 卧螺机的转鼓润滑卧螺机的转鼓润滑 1转鼓轴承（两点） TIPS:每隔24个工作小时加一 次油脂，每次加34克。 卧螺机的刮板机润滑卧螺

19、机的刮板机润滑 2刮板机轴承（一点） TIPS:每隔24个工作小时加一 次油脂，每次加34克。如果 卧螺机为间断使用，且间隔时 间较长，则在每次使用完后， 加一次油脂。 卧螺机的螺旋润滑卧螺机的螺旋润滑 3、6螺旋轴承（两点） TIPS:每隔24个工作小时加一 次油脂，每次加34克。 卧螺机的液力耦合器润滑卧螺机的液力耦合器润滑 4液力耦合器（一点） TIPS:第一次换油是在400个工 作小时，之后每隔4000个工作 小时换一次油。加油量参考说 明书。 卧螺机的减速箱润滑卧螺机的减速箱润滑 8减速箱（一点） TIPS:每隔2000个工作小时换 一次油。加油量参考说明书。 日常使用和维护的内容日常使用和维护的内容 一、卧螺机定期点检内容： （1）各部位的螺栓松紧； （2）皮带的松紧及磨损情况； （3）检查转鼓与支撑体之间是否有固体物，并 定期冲洗； （4）检查各安全标志是否存在； （5）检查减震底座是否损坏； （6）检查速度传感器探头的固定螺栓是否松了； 日常使用和维护的内容日常使用和维护