离心脱水机原理

离心脱水机原理第1页，课件共56页，创作于2023年2月PIERALISI第2页，课件共56页，创作于2023年2月贝亚雷斯卧螺机用户培训讲义Ver1.0第3页，课件共56页，创作于2023年2月培训内容第一章：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4页，课件共56页，创作于2023年2月

第一章：卧螺机的初步认识第5页，课件共56页，创作于2023年2月拆掉螺旋的卧螺机第6页，课件共56页，创作于2023年2月转鼓第7页，课件共56页，创作于2023年2月螺旋第8页，课件共56页，创作于2023年2月进料管第9页，课件共56页，创作于2023年2月差速器第10页，课件共56页，创作于2023年2月污泥挂板装置第11页，课件共56页，创作于2023年2月转鼓液相端盖及堰板第12页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机液相端盖第13页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机进料端（固相侧）第14页，课件共56页，创作于2023年2月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第15页，课件共56页，创作于2023年2月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16页，课件共56页，创作于2023年2月第二章：卧螺机的工作原理第17页，课件共56页，创作于2023年2月离心力作用于颗粒1的离心力：质量与离心力的关系

F=离心力R=半径N=线速度m=质量1F1F22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2的离心力：第18页，课件共56页，创作于2023年2月离心力的基本特性－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的机械强度。Fr=rω2gω=2∏n60r——离心机转鼓半径，cm;Ω——转鼓的角速度,1/S;n——转鼓的转速，r/min;第19页，课件共56页，创作于2023年2月离心力的基本特性－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)]×rω2/18U

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/m3；P2：液体密度，kg/m3；U：液体粘度，Pa.S；G:重力加速度，m/s2；第20页，课件共56页，创作于2023年2月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），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。第21页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机的关键部件－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，但转速相对于处理量大的卧螺机的转速要高。第22页，课件共56页，创作于2023年2月

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8～12°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。第23页，课件共56页，创作于2023年2月离心机的关键部件－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：Δn=(n1-n2)/rn1：转鼓转速n2：螺旋转速r:差速器齿轮比第24页，课件共56页，创作于2023年2月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25页，课件共56页，创作于2023年2月

第三章：卧螺机工艺参数的调整第26页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机PI&D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接。第27页，课件共56页，创作于2023年2月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）；第28页，课件共56页，创作于2023年2月工艺控制

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。第29页，课件共56页，创作于2023年2月分离因数的控制

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。第30页，课件共56页，创作于2023年2月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，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。

第31页，课件共56页，创作于2023年2月调质效果的控制

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，应随时调整絮凝剂的投药量，以保证调质效果。第32页，课件共56页，创作于2023年2月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。第33页，课件共56页，创作于2023年2月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，获得最佳的脱水效果。程序如下:确定进泥量。进泥量应保证不使脱水机超负荷，故应满足以下条件:

式中，Q0为进泥流量(m3/h)；C0为进泥浓度(kg/m3)；Qmax为离心脱水机的最大允许进泥量(m3/h)；Mmax为离心脱水机的最大允许入流固体量(kg/h)。

Q0·C0<Mmax

Q0<Qmax

第34页，课件共56页，创作于2023年2月【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

Q0<Qmax(因而入流不超负荷)

Q0C0=4.5×50=225kg/h

Q0C0Mmax=200kg/h

因而入流固体超负荷，应降低进泥量。按照公式

Q0=Mmax/C0=200/50=4m3/h

因此，对于含固量为5%的污泥，进泥量应小于4m3/h。

第35页，课件共56页，创作于2023年2月工艺参数的调整

确定最佳干污泥投药量。通常情况下，无机物性质的污泥投加阴性絮凝剂，有机物性质的污泥投加阳性絮凝剂；在使用阴性絮凝剂时，通常先加FeCl3或石灰水；絮凝剂用量通常为：2－6Kg/Ton污泥；第36页，课件共56页，创作于2023年2月小结++－－增加固相的干度＋＋-＋增加液相的澄清度絮凝剂消耗量进料温度进料流量堰板高度第37页，课件共56页，创作于2023年2月

第四章：卧螺机安全保护第38页，课件共56页，创作于2023年2月离心机安全保护启动保护差速保护第39页，课件共56页，创作于2023年2月启动保护延时Tn=5-7秒，当T>Tn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；第40页，课件共56页，创作于2023年2月差速保护当T30=2min之后，转速差应该在5<r<20；如果速差r超出范围，则离心机报警并停机；第41页，课件共56页，创作于2023年2月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42页，课件共56页，创作于2023年2月第五章:卧螺机润滑日常维护和常见故障处理

第43页，课件共56页，创作于2023年2月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ESSOATFDEXTRONII液力耦合器克鲁博UH16-150减速箱TIPS：用加油枪加润滑脂时，通常打一下相当于1.5g左右。第44页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机的转鼓润滑1－转鼓轴承（两点）TIPS:每隔24个工作小时加一次油脂，每次加3－4克。第45页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机的刮板机润滑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3－4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。第46页，课件共56页，创作于2023年2月卧螺机的螺旋润滑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3－4克。第47页，课件共56页，创作于2023年2月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。第48页，课件共56页，创作于2023年2月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。第49页，课件共56页，创作于2023年2月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；第50页，课件共56页