过滤式离心机

2024-07-26

过滤式离心机（精选七篇）

过滤式离心机篇1

1煤泥处理系统工艺流程

望峰岗选煤厂煤泥采用三段浓缩工艺, LWZ型沉降过滤式离心脱水机处理一段浓缩机底流, 回收的产品作为中煤产品销售。具体工艺流程见图1。

2设备原控制系统

改造前, PLC控制系统只接入了离心机的开停机信号, 无法监控设备的运行状态, 设备开停均在现场由岗位司机操作, 该设备的入料、放料、冲洗、稀释阀门也均由岗位司机现场手动操作。设备在开机前需要做好以下工作:

(1) 检查入料管阀门是否处于关闭状态;

(2) 检查冲洗水阀门是否处于关闭状态;

(3) 检查三通蝶阀是否处于放料状态;

(4) 用专用工具盘车, 使转鼓回转两圈;

(5) 检查油量;

(6) 打开润滑系统冷却水阀门。

在执行完上述6步操作后, 才可以对设备送电, 开启控制电源开关, 启动油泵电机, 启动主电机。

设备在停机前需要做好以下工作步骤:

(1) 关闭给料泵;

(2) 打开转鼓内外冲洗水阀门, 清洗机器内部约5 min;

(3) 待电流表和扭矩仪回到空载值后, 关闭主电机;

(4) 继续冲水直到转鼓停止运转, 然后关闭油泵电机;

(5) 将三通蝶阀调到全放料位置。

这种控制方式存在的主要问题有以下几点:

(1) 开停机程序复杂, 极易造成操作错误;

(2) 停机时需要手动冲洗, 若冲洗不够, 极有可能造成设备再次开机时因物料堵塞而停滞;

(3) 设备开机前, 必须在停电状态下进行手动盘车。如果在设备停滞后, 不停电而直接进行盘车, 会造成人身伤害事故。

3改造内容

系统改造的主要目的是将岗位司机进行的手动稀释、冲洗改为自动运行, 避免因冲洗不到位造成设备再次启动时因物料堵塞而停滞, 同时将系统的开停机过程改为自动运行。

为了保证设备的工艺性能, 改造时应尽量不对设备本身的控制柜做变动, 而是将设备的手动控制改为自动控制, 将岗位司机的现场操作改为调度员在调度所操控。采用集控方式来控制现场柜, 将筛网的油泵电机、主电机运行信号、油压保护、主电机的过流保护、扭矩、断销保护信号传至集控室, 并形成历史记录。增加筛网沉降离心机集控启停、自动稀释、停机自动冲洗等功能。

4改造方案

4.1 设备外部管路改造

设备外部管路改造如图2所示。将原有的手动入料、放料、冲洗和稀释阀门均改为自动阀门, 由于对阀门的开度没有要求, 为简化控制系统, 选择气动阀门。

4.2 设备控制系统

控制系统需要采集的数字量信号有:主电机的带电信号、启动信号、急停信号、运行返回信号、过流信号、断销保护;油泵电机的启停、带电、运行、过流信号;阀门的带电、运行信号以及油压保护信号等。

输入的模拟量是设备扭矩信号。输出的数字量包括主电机的启动、停止信号, 油泵电机启动、停止信号, 气动阀门的开关信号和各项报警信号。

将所有的信号引入调度集控室, 制作一个专门的“沉降工作画面”, 将采集的扭矩值、油压信号、设备运行时间等显示在调度画面上。

设置“集中/就地”按钮, 当系统处于就地状态时, 设备的控制模式和改造前一样, 由岗位司机进行现场操作, 调度画面上仅显示设备的运行状态。当系统处于集中状态时, 调度员可以通过点击画面上的控制按钮来控制离心机的运行过程。

无论设备处于集中状态还是就地状态, 都可以通过调度工作面上的急停按钮使设备紧急停机。设备控制工作面如图3所示。

5设备控制过程

系统改造完成后, 自动开机过程、自动停机过程和紧急停机过程的操作流程分别见图4、图5和图6。

6改造效果与结论

望峰岗选煤厂对沉降过滤式离心机控制系统进行改造后, 设备运行情况良好, 岗位司机不再需要在每次设备停机时进行稀释、冲洗工作, 设备也未出现因物料堵塞而停滞的情况。设备改造前后运行情况对比见表1。

从表1可以看出, 沉降过滤式离心脱水机自动控制系统改造完成后, 实现了系统的自动运行、自动停机、自动稀释、冲洗功能, 避免了物料堵塞事故的发生, 无需进行手动盘车, 既保证了设备的安全运行, 也降低了职工的劳动强度。同时可以对设备的运行状态进行监控、记录, 有助于设备维护。

由筛网沉降离心机的改造可以看出, 自动化程度越高, 联锁报警系统越完善, 生产越稳定, 安全系数越高。事故是选煤厂最大的浪费, 安全是最大的效益, 要想减少事故的发生, 就要不断提高设备自动化程度。

摘要：望峰岗选煤厂对沉降过滤式离心脱水机进行了自动化改造, 把所有信号引入现有的集控PLC系统, 并由PLC控制油泵电机、主电机的启停和入料、放料、冲洗、稀释等, 从程序上实现了单机自动化, 既降低了职工的工作强度, 又提高了设备的安全性。

过滤式自救器等篇2

一、应用范围:

1、ZL60过滤式自救器,适用于无煤与瓦斯和二氧化碳突出的在矿井,作为井下人员防止Co中毒的个人呼吸保护装置,必须随身携带,随时准备立即使用,在遇险时逃生用。

同时本自救器还适用于(1)各种隧道挖掘及地下工作程的缺氧环境的逃生;(2)周围空气中氧气浓度不低于18%,CO浓度不大于1.5%,不含其它毒气的空气中使用(3)仅限于个人逃生时使用。

三、主要技术参数,特点和要求:

1、主要技术参数

(1)防护时间:≥60min

(2)阻力:外形尺寸,重量

项目 30L/min通气 85L/min通气

呼气阻力(Pa) ≤98 ≤340

吸气阻力(Pa) ≤275 ≤880

外形尺寸:103mm×96mm×134mm

整机质量:≤1100g

2、特点和要求

(1)佩带过滤器后的下方视野不小于40度。

(2)采用干燥亮剂应符合MT868-2000的规定要求。

(3)采用触媒(一氧化碳氧化催化剂应符合MT869-2000的规定要求)。

(4)采用滤尘毡、滤尘效果好。

(5)过滤器设有口水挡板,防止口水流入药罐。

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过滤式离心机篇3

1 煤泥水系统工艺流程

唐山矿业公司选煤厂以3GDMC1300/920A型无压给料三产品重介质旋流器为主要分选设备, 对小于80 mm粒级原煤进行不脱泥、不分级全重介质分选。精煤磁选机尾矿和精煤离心机离心液经振动弧形筛分级后, 粗煤泥经煤泥离心机脱水而成为最终精煤;小于0.5 mm级煤泥直接进入浮选系统, 浮选精煤经加压过滤机脱水成为最终产品;浮选尾矿、中煤磁选机尾矿和矸石磁选机尾矿经中煤耙式浓缩机一段浓缩 (见图1) , 底流由沉降过滤离心脱水机回收成为最终中煤;溢流和沉降过滤离心机离心液进入尾煤耙式浓缩机, 二段浓缩后的底流经快开式隔膜压滤机压滤脱水成为最终煤泥产品, 溢流做为循环水复用。

2 LWZ1400×2000型离心机结构与工作原理

LWZ1400×2000型离心机是在总结国内外沉降过滤式离心脱水机使用的正反两方面经验基础上创新设计的机型, 其定位于脱水回收大于0.045 mm粒级为主的物料, 所以和以往的同类离心机不同, 采用了较低转速的工作参数和短转鼓体的结构参数。这样就减小了设备体积和电力消耗, 延长了关键部件的使用寿命, 增加了设备的可靠性, 降低了造价。

离心机转鼓由圆柱—圆锥—圆柱体三段组成 (见图2) , 其大端为溢流端, 端面上开有溢流口, 并设有调节溢流口高度的挡板。由电动机通过V型胶带轮带动转鼓旋转时, 借助行星齿轮差速器带动转鼓内的螺旋旋转, 转鼓与螺旋旋转方向相同, 螺旋转速比转鼓慢2.1%。煤浆经蝶阀通过入料管进入螺旋体内, 再经螺旋体的出料口进入转鼓内腔, 在比重力高200倍的离心力作用下, 煤浆形成环状沉降区, 固体颗粒迅速沉淀在转鼓内壁上, 液体携带微细颗粒从转鼓大端溢流口排出, 即为离心液。借螺旋与转鼓的差速运动, 沉淀在转鼓内壁上的颗粒被输送到过滤段, 液体与少量煤泥经筛缝排出, 即为过滤液。物料最终由转鼓小端经刮刀卸料排出, 即为脱水产物。

3 LWZ1400×2000型离心机应用效果

经过几年的使用, 2台LWZ1400×2000型沉降过滤式离心脱水机脱水回收效果良好, 煤泥产品水分稳定, 比过滤机、压滤机产品水分低, 较好地满足了生产需要。

(1) 沉降过滤式离心脱水机有效解决了煤泥水中低灰分粗颗粒的脱水回收问题。生产检查数据显示 (见表1) , 产品中大于0.045 mm粒级含量达到96%以上, 其中大于0.125 mm粒级含量在77%以上, 离心液中小于0.045 mm粒级含量在76%以上, 小于0.125 mm粒级含量达到98%以上, 细煤泥回收效果明显。产品灰分在37%左右, 均匀地掺入中煤后, 中煤灰分不超标, 完全能够达到质量要求。同时解决了二段浓缩作业中粗粒度煤泥含量高、易堵塞管路和尾煤压滤脱水作业中滤饼夹心不成形、难卸料的问题。

(2) 沉降过滤式离心脱水机脱水效果良好。唐山矿业公司选煤厂生产检查数据显示 (见表2) , 其产品水分在8%以下, 相比本厂其它煤泥脱水设备, 如加压过滤机、圆盘式真空过滤机和快开式压滤机, 产品水分降低了7～19百分点, 掺入中煤后综合水分在11%以下, 有效降低了中煤水分, 满足了产品用户要求。企业不仅提高了产品的市场竞争力, 而且节约了运费开支, 减轻了铁路压力和无效运输。

(3) 沉降过滤式离心脱水机处理能力大。该设备小时处理量达到40 t以上, 使选煤厂实现了日均入洗1.3万t的能力, 年实际入洗原煤达到420万t以上。

4 生产中应注意的问题

(1) 该机采用陶瓷筛网和陶瓷瓦防护螺旋, 有很强的耐磨性能, 但入料中如混入坚硬物和铁钉等杂质, 极易损坏筛网。同时入料中要避免混入大于1 mm的颗粒, 否则扭矩波动较大, 影响设备处理能力, 甚至损伤设备。唐山矿业公司选煤厂为严格控制坚硬异物和大颗粒物料进入设备, 在给料箱内增加了筛缝为1 mm的不锈钢筛板进行隔粗, 并定时排走隔离出的物料。

(2) 该机配有就地控制柜, 装有扭矩仪、电动操作器和润滑系统油压报警电路。扭矩仪可测量和显示离心机的扭矩值, 当扭矩超过设定值时报警, 此时要减少入料量, 否则会损坏设备。

(3) 入料端枢轴的法兰盘上设有6个用于排放离心液的溢流口, 采用挡板来调节离心机的液池深度, 可根据生产检查结果进行调节, 实现预期的工艺效果。

(4) 离心机处理能力及产品水分与物料性质、粒度组成和入料浓度等因素有关, 粗粒级含量高、入料浓度较高时处理量增加、产品水分降低, 操作中要根据入料浓度和产品水分变化, 及时调整给料量。

5结语

过滤式离心机篇4

关键词：过滤系统,局部水头损失,泥沙处理,离心叠片式,离心筛网式

叠片过滤器是国内外近年来发展起来的一种新型的过滤设备, 与广泛应用的筛网过滤器相比具有许多相似之处, 都具有安装简单、体积小和运行操作方便等优点, 尤其是在反冲洗时, 不像沙石过滤器那样需要较高的技术水平, 非常适合于小型农户经营的滴灌系统。叠片过滤器片槽的复合内截面提供了类似于沙石过滤器中产生的三维的过滤, 其过滤效果和过滤精度较高, 随着加工工艺的简化和价格的降低, 也将是未来滴灌过滤系统中使用较多的一类过滤器[1]。本文以离心过滤器作一级过滤, 分别以筛网过滤器和叠片过滤器作二级过滤, 组合成离心-筛网过滤系统和离心-叠片过滤系统, 通过田间模拟试验对2类过滤系统水力学特性和泥沙处理效果进行比较研究。

1 试验材料与方法

(1) 试验材料。

离心过滤器、筛网过滤器 (80目和120目) 和叠片过滤器 (75目和120目) ;精度0.1%的差压传感器、高精密压力表和流量计;配置含沙水所需的土样, 其中黏粒 (<0.002 mm) 含量为5.24%, 粉粒 (0.002～0.05 mm) 含量为69.24%, 沙粒 (0.05～2mm) 含量为25.52%。

(2) 试验设计。

①清水试验设计。在供水压力 (0.2 MPa) 相同条件下, 分别测定4个过滤系统在流量为5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 m3/h时的局部水头损失。②含沙水试验设计。在供水压力 (0.2 MPa) 相同的条件下, 采用3因素完全试验设计:系统过流量 (15, 20, 、25 m3/h) ;含沙量 (0.1%、0.2%、0.3%) ;过滤系统 (离心-80目筛网、离心-120目筛网、离心-75目叠片、离心-120目叠片) 。

(3) 试验装置。

试验装置如图1所示。

试验装置由蓄水池、搅拌泵、供水泵、过滤器系统和监测设备等组成。离心过滤器设置在系统首部, 作为一级过滤, 筛网过滤器设置在离心过滤器的后面, 作为二级过滤。流量计、差压传感器与数据采集器连接, 再将数据采集器与电脑相连, 通过电脑对测量值进行连续监测和记录。在3个测压点处安装高精密压力表, 用来不定时校核压差传感器的监测值。在过滤器系统进水口处和出流口处安装流量调节阀和出流闸阀, 在系统进出口处设置含沙水流采样点。

(4) 试验方法。

试验前将取好的土样风干并过2 mm筛子备用。按试验设计含沙率在蓄水池内配制试验设计的泥沙水, 待泥沙水搅拌均匀后启动供水泵开始试验, 然后通过流量调节阀和系统出流闸阀快速调节好试验设计的流量和供水压力 (0.2 MPa) , 开启监测设备对各级过滤器的局部水头损失值H和系统流量值Q进行监测和记录, 监测值采样间隔设定为30 s, 参考灌水均匀度要求[2], 以系统流量偏差20%作为衡量和判断过滤器严重堵塞和开始反冲洗的指标, 达到该指标就停机结束本次试验。利用统计分析的方法对2类过滤系统的水利性能进行对比分析, 通过激光粒度仪对系统过滤后的泥沙粒径进行分析, 对2类过滤系统过滤后泥沙的中值粒径d50和粗端粒径 (分离极限) d98进行比较分析。

2 试验结果与分析

2.1 清水条件下局部水头损失比较

过滤系统中, 水头损失主要是水流通过各级过滤器时产生的能量损耗, 是过滤系统的一项重要性能指标。考虑到首部过滤系统管道连接比较紧凑, 管路产生的沿程水头损失较小, 为了研究方便, 忽略连接管道的沿程水头损失, 全部概化为局部水头损失。在本试验中, 过滤系统总局部水头损失是由离心过滤器的局部水头损失和筛网/叠片过滤器的局部水头损失2部分组成。

图2为4种过滤系统在清水条件下, 局部水头损失随系统过流量的变化曲线。4种组合过滤系统的局部水头损失均随着流量的增加而增加, 呈二次抛物线的形式。从图2中可以看出, 离心叠片类过滤系统的局部水头损失要明显大于离心筛网类过滤系统, 流量越大, 对应的差值越大。将目数相同 (或接近) 的2类过滤系统进行比较, 水头损失差值见表1。从表1中可以看出, 流量在5～15 m3/h时, 相差较小, 不到1 m;当流量超过20 m3/h以后, 差值明显增大, 开始超过1 m;在流量为35 m3/h时, 达4 m左右。在同一类型过滤系统中, 水头损失变化曲线基本平行, 目数越大局部水头损失值较大, 且大目数与小目数在不同流量下对应的局部水头损失值相差基本相同, 叠片类和筛网类的均值分别为0.13 m和0.31 m, 其差值见表2。

由此说明离心叠片类过滤系统较离心筛网过滤系统的局部水头损失大, 即能量损耗大。在滴灌系统正常运行时, 离心叠片类过滤系统对系统运行能量供应方面要求较高, 需要较高的进口压力。在能量损耗方面, 离心筛网类过滤系统的运行性能优于离心叠片类过滤系统。

注:①D75-S80为离心75目叠片过滤系统与离心80目筛网过滤系统局部水头损失差值;②D120-S120为离心120目叠片过滤系统与离心120目筛网过滤系统局部水头损失差值。

分析认为主要是由于过滤元件差异引起的局部水头损失的差异。本试验过滤系统的局部水头损失主要包括一级 (离心) 过滤器和二级 (筛网/叠片) 过滤器局部水头损失2部分, 其中二级过滤器局部水头损失又可以分为以下2部分[3]:①由进出口断面形式发生改变而造成的局部水头损失;②由过滤器元件产生的过滤阻力而增加的额外局部水头损失。过滤元件的水流运动属于孔口出流, 由此产生的局部水头损失可细分为水流进出微孔时产生的局部水头损失和水流在微孔中流动时产生的沿程水头损失2部分。可采用以下公式表示:

$Η = Η_{离心} + Η_{进出} + Η_{进出孔} + Η_{孔中} (1)$

式中:H为过滤系统局部水头损失, m;H离心为离心过滤器局部水头损失, m;H进出为二级过滤器进出口局部水头损失, m;H进出孔为二级过滤器过滤元件中水流进出微孔口局部水头损失, m;H孔中为水流在过滤元件微孔中的沿程水头损失, m。

在清水试验中, 离心过滤器、二级过滤的进出口结构固定不变, 其局部水头损失系数为一固定值, 结合局部水头损失计算公式[4]可以得出:流量相同且二级过滤器目数相同或接近时, 各过滤系统H离心、H进出和H进出孔对应的值相等。而H孔中为沿程水头损失, 依据沿程水头损失计算公式[4]可得:沿程水头损失与水流在微孔中流经的长度呈正相关。水流在筛网过元件微孔中流经的长度为网丝直径, 由于其直径很小, 对应的水头损失很小, 在实际计算中可以忽略不计;但对于叠片过滤元件而言, 水流在微孔中流经的长度为叠片凹槽的长度, 其长度相对较长, 是网丝直径的数十倍, 对应的水头损失值较大, 不能忽略。因此, 离心叠片过滤系统的局部水头损失比离心筛网过滤系统大。

2.2 含沙水流条件下初始局部水头损失比较

在含沙水流条件下, 2类过滤系统初始局部水头损失的变化规律与清水条件下类似。图3绘制出了各过滤系统处理含沙量为0.3%的水时的初始局部水头损失变化规律曲线。从图3中可以看出, 离心叠片类过滤系统的局部水头损失要明显高于离心筛网类过滤系统, 随着流量的增大, 叠片类高出筛网类的值越大。相同流量下, 局部水头损失为:离心120叠片>离心75目叠片>离心120目筛网>离心80目筛网, 且同一类型过滤系统局部水头损失变化规律相同。相同流量下, 4种过滤系统局部水头损失随水质的变化比较明显, 进口水流含沙量越大, 对应的局部水头损失越大 (见表3) 。

造成液体能量损失的根本原因是液体的粘滞性, 由于粘滞性的存在液体在流动过程中就会产生摩擦阻力, 液体克服阻力做功, 引起运动液体机械能的损失[4], 对于本试验而言即系统局部水头损失。在高含沙水流条件下, 含沙量越大, 水流的粘滞系数越大, 且大于相同温度下清水的粘滞系数[5]。粘滞系数越大, 水流内摩擦力做功消耗的机械能就越大, 即水头损失就越大。因此, 相同流量下过滤系统初始局部水头损失随含沙量增大而增大, 且都高于清水时的局部水头损失。由于水流在叠片过滤元件微孔中流经的距离较长, 从而产生水头损失就较大, 其离心叠片类过滤系统初始局部水头损失明显高于离心筛网类。

2.3 泥沙处理能力比较

灌水器的堵塞与否, 与灌溉水中的污物粒径大小有直接关系[6], 颗粒粒径越大, 就越容易造成堵塞, 因此过滤后水流中泥沙粒径大小是衡量过滤系统的一个重要指标。本文以过滤后泥沙颗粒的中值粒径d50和分离极限 (粗端粒径) d98[7]来衡量过滤系统的泥沙处理能力。3种水质在不同流量下, 经4种过滤系统过滤后, 水流中泥沙的d50差别不大, 都为6～8 μm。其主要原因有:①过滤系统对泥沙的处理主要是针对粒径较大的粗沙, 泥沙本身粗颗粒含量较少, 细颗粒含量较多, 经各过滤系统过滤后粗颗粒含量间的差别对d50影响不大;②经过离心过滤器的处理, 原本含量较少的粗沙部分就变得更少, 再经二级过滤器处理后, 其变化在d50上表现得就更加不明显。

d98为过滤系统的分离极限, 表示泥沙中最粗泥沙颗粒的粒径, 本试验中3种含沙水经2类4种过滤系统过滤以后的d98见表4。若灌水器流道直径按800 μm计算, 这4种过滤系统对应的d98均小于80 μm[8], 都能满足滴灌的水质处理要求。从表4中可以看出相同类型过滤系统过滤以后的泥沙d98变化不大, 不同类型间的差异较明显, 离心叠片类过滤系统处理后的d98明显小于离心筛网类, 由此可以说明离心叠片过滤系统在泥沙处理方面优于离心筛网类过滤系统。分析认为主要原因是水流在筛网网孔中穿流的距离较短, 部分粗沙在水流的冲力和压力的作用下挤过筛网, 进入过滤系统下游;而叠片凹槽较长, 粗沙在凹槽内受到的阻力较大, 不易穿过过滤元件进入过滤系统下游, 因此离心叠片类过滤系统的泥沙处理能力优于离心筛网类过滤系统。

3 结语

从能量损耗角度比较, 2类过滤系统的局部水头损失差异很大, 相同流量下离心筛网类局部水头损失明显低于离心叠片类过滤系统, 即离心筛网类过滤系统的水力性能优于离心叠片类过滤系统, 过流量越大筛网类过滤系统优势越明显。从泥沙处理能力方面比较, 2类过滤系统过滤后泥沙中值粒径d50差异不大, 但是分离极限d98差异比较明显, 离心叠片类小于离心筛网类, 即离心叠片类过滤系统要优于离心筛网类过滤系统。综合分析, 在能量供应富余条件下, 可采用离心叠片类过滤系统, 其中离心75目叠片过滤系统即可满足常用灌水器的水质要求;若能量供应欠缺和灌水器灌水频率不高时, 采用离心筛网类过滤系统较好, 其中离心80目筛网过滤系统即可满足要求;如果灌水器流道较小, 对水质要求较高时, 建议采用离心叠片类过滤系统。

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参考文献

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[5]张德茹, 苏晓波, 王力, 等.洛惠渠高含沙水流的特性分析[J].泥沙研究, 2000, (2) :44-48.

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离心卸料式离心机的设计探究篇5

如何完善离心力卸料离心机对的技术特点, 改进分离质量, 更好地发挥离心力卸料离心机的强大功效, 成为当前需要解决的一个问题。

1 离心力卸料离心机及其特点

离心力卸料离心机又名锥篮离心机、惯性离心机。该机型是可移动过滤自动连续离心机中结构最简单的。其工作原理是:待分离的滤饼, 在锥形转鼓中受到自身所受的离心力分力与筛网之间的摩擦力, 从锥形转鼓小端沿筛网向大端移动, 最终自动排除, 是一种无卸料装置的自动连续卸料离心机。离心力卸料离心机适用于分离易过滤的含晶体悬浮液, 可分离的粒直径可达到0.2mm及以上。当离心机的转鼓角度、运作转速、筛网间隙等参数确定之后, 不同的物料和分离要求只适用于与之相对应的物料分离, 因此使用范围会受到一定的限制。

早在1889年, 西方国家已经依据惯性原理设计出类似的惯性离心机, 但由于当时还未能生产出其所需要的筛网而没有得到推广。直到1956年, 西德对此作出了改进, 并把这款离心机正式应用于制糖工业。离心力卸料离心机经过几十年的发展, 其技术性能和分离效果都有较大的提高, 在某些领域中己逐渐取代其他结构复杂的离心机, 并已广泛使用于制糖、精制盐、碳酸氰氨等产业中。

如上文所说, 离心力卸料离心机并没有专门的卸料装置, 而是利用未分离的物料在离心机锥型转鼓内受到的离心力分力实现自动连续卸料, 因此它脱水效率高, 能在较短停留时间内获得含湿量较低的滤饼, 具有结构简单、制造快捷、维修便利、操作自动连续、处理物料量大、能耗与费用低等优点。但其也存在一些弱点, 如滤液中含固体多;分离的物料质量不稳定, 分离的固体含湿量高;对物料性质与浓度的要求高, 适应性低;物料停留时间难以控制, 易产生跑液;应用范围受到限制等。

2 离心机分离质量的表现

衡量离心分离机分离性能的主要指标是分离因数。它体现了被分离物料在锥型转鼓内所受到的离心力与自身重力的比值, 通常离心机的分离因数越大, 分离效率越高, 分离效果也越好。工业用离心分离机的分离因数一般在100~20000范围内, 管式超速分离机的分离因数可高达61000, 分析专用超速分离机的分离因数可高达600000。决定离心分离机分离性能的另一个指标是转鼓的工作面积, 工作面积越大意味着处理能力也越大。针对离心力卸料离心机, 其性能衡量有以下两个方面。

2.1 渣的含液量大小

渣的含液量大小是评定离心力卸料离心机分离性能好坏的一个重要标准。通常要求离心机分离出来的固相 (渣) 含液量越小越好, 然而离心力卸料离心机分离的固相含液量相对较高, 如应用于化肥厂的立式离心力卸料离心机, 其分离的固相含液量可达4%~5%甚至更高, 往往使分离质量达不到标准。

2.2 滤液中含固量多少

评价离心机分离质量好坏的另一个重要方面是分离的滤液中含固量多少, 一般要求离心机分离的滤液含固量越少越好, 如果单纯为了避免固相含液量偏高, 而选用缝隙较大的筛网使渣的含液量降低, 这祥就会导致滤液中含固量升高, 分离质量也照样达不到标准。离心力卸料离心机分离的滤液中含固量相比其他离心机偏高, 因此, 要增强离心机的分离性能, 必须同时满足以上两个方面的标准, 此外, 离心力卸料离心机分离质量高低还有其它方面的要求, 如分离的渣颗粒大小等, 这里就不赘述了。

综上所述, 离心力卸料离心机是一种用于固液分离的通用设备。其分离效率与性能通常以滤渣含液量, 以及滤液中的固相损失比率等来衡量。如果过滤的目标物属于滤液, 通常用滤液澄清度表示其分离质量, 它们呈负相关。分离效率与性能是反映离心力卸料离心机工作质量的重要性能指标, 不断开发新技术、设计高效优质的离心机, 可以直接为工业生产提供支持。因此, 明确影响离心力卸料离心机分离质量的因素, 也是至关重要的。经过分析, 造成离心力卸料离心机分离质量差的原因是多方面的, 如转鼓末端未能完全密封、物料在锥型转鼓内停留时间短、筛网密度选择不当等。

3 新型离心力卸料离心机的设计建议

根据上文的分析, 提高离心力卸料离心机分离性能的措施必须有针对性, 要对不同的影响因素采取与之相对应的方法。

3.1 选择筛网缝隙, 降低滤液含固量

针对上文提到的滤液中含固量较多这一因素, 主要与筛网缝隙有关, 固相含湿量越低, 筛网缝隙越大, 细颗粒晶体就易从筛网缝隙漏入滤液中, 从而使滤液含固量增多;而倘若筛网缝隙太小, 细颗粒就易堵塞筛网缝隙, 使固相脱水困难, 以至固相湿含量增高, 因此筛网缝隙的选择很关键, 要严格根据悬浮液的物料性质进行选择。如根据悬浮液中固相颗粒的分布与大小, 如果颗粒大, 就选择大缝隙的筛网。同时还要考虑悬浮液的固液比, 以及悬浮液的粘度等。此外, 筛网的制造难易度和使用寿命也要考虑在内。建议在设计新型离心力卸料离心机时, 使用金属条取代板孔网来焊制筛网, 在使用过程中有既很少漏晶也不堵塞的优势, 而且增加了使用寿命。

3.2 改进转鼓结构, 降低固相湿含量

关于物料在锥型转鼓内停留时间较短, 分离出的固相湿含量高这一问题, 除了选择合适的筛网之外, 还可以通过设计更合理的锥型转鼓结构, 提高物料在转鼓内停留的时间, 从而降低固相物料湿含量的途径来改善。这方面已有一些专利资料, 建议研制阶梯形转鼓, 其转鼓分为三个台阶和四个锥段, 不仅可以使物料在转鼓内停留时间提高将近两倍, 而且一旦物料通过台阶时, 就会松动滤渣层, 更有利于脱水, 经过实验, 最终可以使固相物料湿含量降低1%~2%。

3.3 转变密封方式, 防止滤液外溢

影响离心机分离质量的另一个重要部分就是密封部分。转鼓大端密封的好坏程度直接影响分离固相的质量, 目前国内大多采用迷宫密封, 但是其结构比较复杂, 制造与安装不是很方便, 最终的密封效果也不理想。经过一段时间的改进, 出现了不少新式密封结构, 有些效果比较好。如仿迷宫式密封以及沉渣小室密封, 能有效阻止滤液向滤渣泄漏。

4 结语

通过以上分析与设计研究, 离心力卸料离心机分离质量提高、分离时间有效缩短, 实现了改进的目的。离心力卸料离心机是一种新型高效的设备, 今后将在解决生产难题的同时创造更多的效益。

参考文献

[1]孙启才, 金鼎五.离心机原理结构与设计[M].北京:机械工业出版社, 1987.

[2]王玉卿.提高离心力卸料离心机离质量的一项简单有效措施[J].过滤与分离, 1994 (2) .

[3]张宏选, 王三保.提高离心力卸料离心机分离性能的探讨[J].中国化工装备, 2002 (2) .

过滤式离心机篇6

高速分离结束后,转速降至卸料低转速或停止状态,自动提升料罩,固相物在重力作用下脱落排出转鼓,从机壳底部排出,然后自动清洗滤网,开始下一个循环。双速电机系统存在设备启动频繁对电网冲击比较大、电控系统线路复杂、控制柜体积庞大和耗能等缺点,采用变频器改造现有工艺方案是节能、可靠、性能更优的选择。

1 改造前设备情况

云南某磷化工生产企业,主导产品为饲料级磷酸氢钙统称磷酸盐。目前行业生产工艺,生产半成品(未烘干的磷酸氢钙)所用的固液分离装置种类比较多,有自动化程度比较高的平板式自动刮刀下部卸料离心机、陶瓷真空过滤机、吊篮式离心机等。

该现场使用的是吊篮式离心机共38台,用于磷酸氢钙(简称氢钙)的半成品脱水,设备使用时间已7 a有余。每台离心机配备1台Y系列的6/8极双速电机(型号YD200L2-8/6,380 V/20 k W)作为动力源来驱动离心机的旋转,该装置经过长期大量的使用发现存在以下缺点。

1.1 设备耗电量大

电机工频运行耗电量大。同时,电机启动频繁对电网冲击比较大(380 V/20 k W的电机工频启动时电流达到5~7倍额定电流,即110~160 A之间)、对整个电网内的电气设备造成一定影响。如,照明灯忽明忽暗、设备电力系统内精密仪器的测试精度受到干扰,影响设备使用寿命等。当然,该情况也可以通过加大变压器容量来解决,但更换变压器的成本投入比较大。

1.2 维护费用较高

电控系统线路复杂、控制柜体积庞大、维修工作量大而且维修频繁。其中,作为启动和高低速切换的交流接触器,由于频繁切换而容易损坏,每台离心机平均每月要更换接触器1 到2只。并且过快的启动加速度和低、高速切换使得离机心甩块也容易损坏,整个设备的电气与机械维护成本都比较高。

1.3 双速电动机本身就易损坏

高低速对应不同的电机绕组,加速过载很容易损坏电机,另外现场的酸性腐蚀气体也加速了电机的损坏,在该现场平均每台双速电机寿命只有7~8个月左右。

1.4 生产工艺存在缺陷

双速电动机高、低转速为固定,而物料的结晶情况却不是一成不变的,针对不同结晶情况需要有不同的分离速度,因此现实分离的效果并不是很好。

鉴于存在上述缺陷,因此决定对该现场38台吊篮离心机进行变频改造。

2 变频改造方案

2.1 更换电机

按照满足原电机的转速及力矩要求,将原有多级双速电动机(YD200L2-8/6/-15 k W/20 k W,额定转速730/980 r/min)换成普通异步电动机(Y180L-4 额定功率22 k W,额定电流42.5 A,额定转速1 470 r/min,额定转矩143 N·m)。异步电机的结构简单、使用寿命长、方便维护,可有效降低电机的维护费用。

2.2 采用变频控制柜

取消原有的双接触器控制柜,采用普传PI9000 系列变频器进行离心机控制,依照工艺要求设置好相应参数。当需要使用离心机时,合上离心机电源QF1,低速运行合上开关SB1,当完成布料要切换到高速时合上开关SB2。需要停机时先关低速SB1再关高速SB2。变频器接线如图1、图2所示。

2.3 共直流母线

将各个离心机变频器的直流母线并联起来,以解决变频器运行当中出现的再生能耗问题。将所有的变频器面板打开,变频器的直流母线正极(P极)、负极(N极)采用与母线铜排相同截面的导线引出来,再经过断路器将对应的电极用导线并联起来,如图3所示。

2.4 接入直流电抗器

接入直流电抗器能改善功率因数,提高整个控制系统的效率。

3 改造后的效果

3.1 电动机方面

换成普通异步电动机后,检修安装不需要核实双速电机的线圈在相同相位下是否存在高、低速不同转向问题(原先碰到过低速时电机正转,切到高速时电动机反转,而导致电机损坏及控制设备损坏),安装和维护更简便,电机的使用寿命也长,至少寿命都在3 a以上,可以节省大量维护成本。

3.2 变频器方面

采用变频器后,电机启动电流以及高、低速切换时的电流大大减小。减少了对电网的冲击,对电网内使用的其他设备影响也减少了,电网的稳定性和安全性得到提高。

3.3 机械方面

采用变频器后,离心机的启动和高、低速切换时的机械冲击大大减小,最明显的一点不用再频繁更换离心机甩块,节省了维修费用,延长了离心机的寿命。

具体维修费计算:原电控柜的年维修费,按38 台离心机每月更换1 只接触器算,1 只大约220元。则,

采用变频器后的年修费用预计为35 000.00元,1 a节省维修费65 000万元。

3.4 改善了生产工艺

采用变频器后可以根据原料结晶情况随时来调整离心机的转速,使分离效果达到最佳,而且调速也很方便。

3.5 节省电能

改造后节能降耗效果明显,带来可观的经济效益。多台变频器采取共直流母线的方式,当其中某台变频器处于减速状态而产生再生能量时,处于加速过程中的变频器便会吸收此能量来做功,高速运行时变频系统的运行效率要比双速电动机高些,这也是一种节能。

节省电费计算,改造前离心机平均耗电量为380 k W·h/d,改造后为197.6 k W·h/d。每天节电182.4 k W·h。38 台离心机1 a工作按330 d算,节电:330 d×38 台×182.4 k W·h=2 287 296 k W·h。平均电价按0.6 元折算:2 287 296 × 0.6=1 372 377.60 元。

4 结论

吊篮式离心机采用电流矢量型变频器进行节能改造,控制系统安装操作简便,运行稳定可靠,节电效果好,综合效益显著。并且普传变频器厂家根据使用现场环境情况,定制高防护等级控制柜,变频器自身也增加了强化防护处理,可有效延长变频器在该使用场合的使用寿命。直流母线在出厂时也引出到接线端子,方便了客户现场接线,有效降低了客户使用成本。该现场离心机的变频改造非常成功,可以在行业内普及推广。

参考文献

过滤式离心机篇7

唐山三友化工股份有限公司拥有的碳酸钙生产系统, 是将氨碱法生产纯碱过程中产生的二次盐泥由澄清桶进行初步固液分离, 底部稠厚泥由二次盐泥泵最终送至高位槽内, 二次盐泥自流进入各离心机 (GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机) 进行固液分离。虹吸分离出的滤液洗涤炉气后回收利用。离心机分离出的滤饼经过离心机皮带输送至干燥炉, 蒸发出其中水份制成干物料碳酸钙。干料经输送设备进入风选机, 风选机筛选出的合格粒径粉末碳酸钙进入成品料仓后包装。

二、GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统简介

机器工作时, 空车启动至全速运转, 由反冲管向转鼓后端的虹吸室内灌水 (或澄清的滤液) , 液体经转鼓与虹吸室间的斜向通孔被压向转鼓内。一方面排除虹吸室和过滤介质与转鼓内壁间的空气, 另一方面在过滤介质上形成一层液环, 这样可有助于进料时物料的均匀分布;然后主、辅进料管开始进料, 此时将虹吸管旋转到某一中间位置, 当主、辅进料管进料结束后一段时间再将虹吸管转到最低位置, 悬浮液进入转鼓后, 其中的固相被截留在滤布上, 而液相则穿过滤布、衬网及滤板, 经滤板与转鼓内壁间的通道和转鼓底与虹吸室的通孔进入虹吸室, 再由虹吸管将滤液抽走, 截留在滤布上的固相经一定时间甩干脱水后, 通过旋转刮刀下并进入螺旋卸料装置的料筒前段, 再由螺旋将其送至料筒后段, 最后以出料口排出, 卸料完毕后进行洗网, 虹吸刮刀离心机与普通刮刀离心机的洗网有所不同, 前者不仅可以从滤布上面进行冲洗, 并且还有一反冲滤网的功能, 即由反冲装置向虹吸室内注入清水 (可以是清液) , 通过虹吸管的上、下旋转使液体从滤网下面向转豉内脉动式的反冲洗滤网。

三、GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统脱水工艺流程的改造

根据GKH1600型离心机系统的参数和试生产情况, 我们对GKH1600型离心机系统的虹吸出液流程进行了改造 (见图1、图2) 。

改造前, GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统的虹吸液出液流程为每台离心机的出液汇聚到虹吸液出液总管, 然后经由出液总管流至滤液桶, 但这个流程导致GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机虹吸液的排放阻力比较大, 影响GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机虹吸液的正常排放, 进而影响了GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统的稳定运行。经过试运行一段时间后, 我们对此流程进行了改造, 将GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统的虹吸液出液由各单台离心机的虹吸液出液管汇聚到总管后进入滤液桶, 改为每台GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统的虹吸液由出液管单独进入滤液槽。改造后, 阻力明显降低, 至今未出现过异常现象, 取得了较好的效果, 从而使GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统能够长周期稳定运行, 达到了预期的效果。

四、GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统运行情况及存在问题

1. 运行情况

(1) 我公司碳酸钙生产系统使用的GKH1600虹吸式刮刀卸料离心机系统生产效率较高, 运行基本稳定, 基本满足了碳酸钙生产的需要。

(2) 自动化程度比较高, 操作人员减少, 劳动强度大大降低。

(3) 碳酸钙的分离效果明显, 水份低于15%, 脱水后的碳酸钙基本成粉末状, 易于皮带运输和干燥炉的干燥, 蒸汽消耗量大为减少。

二、操作中需注意的问题

因为GKH1600型离心机系统全速运转时转速较高, 需分两段逐步进料, 先进辅进料形成更加均匀缜密的残余层, 然后再进大流量的主进料, 以此来平衡离心机的振动, 防止离心机振动值超标。

三、运行中存在的问题

1.连续运行周期较短, 一般连续运行24小时左右就须对离心机清理。

2. 对进料二次盐泥的含固率要求较高, 含固率的波动直接影响离心机的操作。

3. 刮刀片的磨损较为严重, 一片新刀片连续使用不超过一个月。

4. 虹吸室清理难度较大。