河南龍宇煤化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱龍宇煤化工）二期40萬(wàn)t/a醋酸裝置的項(xiàng)目，合成氣由兩臺(tái)新型WHG干煤粉加壓氣化爐提供。五環(huán)爐裝置所用的煤粉顆粒較細(xì)，致使合成氣中帶有大量的小顆粒飛灰，為了得到“干凈的”合成氣，必須通過(guò)灰水進(jìn)行洗滌降溫、除去飛灰，致使氣化爐裝置產(chǎn)生的黑水中灰分直徑較細(xì)且顆粒濃度較高，而分離出含有細(xì)灰的灰漿難度較大，為了保證五環(huán)爐水處理單元能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，選用合適的灰漿分離設(shè)備顯得十分重要。龍宇煤化工經(jīng)過(guò)考察多家分離設(shè)備的廠家，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比各設(shè)備之后，發(fā)現(xiàn)臥螺離心機(jī)能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、連續(xù)操作、結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大的優(yōu)點(diǎn)，因此決定黑水處理系統(tǒng)的分離設(shè)備選用臥螺離心機(jī)。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行，也暴露了很多的新問(wèn)題，比如臥螺離心機(jī)振動(dòng)大、軸溫高、電流高、濾餅含水率高等，針對(duì)制約臥螺離心機(jī)運(yùn)行中凸顯的問(wèn)題進(jìn)行剖析，采取了許多解決方法，下面就針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法進(jìn)行論述，希望為同行提供幫助。
1 五環(huán)爐黑水處理單元工藝流程原理
首先，將一定粒度的原煤經(jīng)磨煤機(jī)磨制成大部分≤90μm的煤粉，經(jīng)4條粉煤管線從煤粉給料罐底部送出，與空分裝置送來(lái)的高壓氧氣同時(shí)經(jīng)煤燒嘴噴入氣化爐內(nèi)，在高溫、高壓下發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)，生成的粗合成氣主要成分為CO、H2，同時(shí)產(chǎn)生大量的飛灰隨合成氣帶走。攜帶飛灰的合成氣在激冷段初次被激冷固化，然后經(jīng)輸氣管送往激冷罐，在激冷罐內(nèi)再次被激冷水冷卻、降溫和洗滌除灰，使大量的飛灰被激冷水帶走，形成黑水排至閃蒸系統(tǒng)；然后含有少量飛灰的合成氣進(jìn)入濕洗單元，經(jīng)過(guò)文丘里洗滌器和濕洗塔進(jìn)一步降溫、洗滌除灰，使合成氣中的少部分飛灰再次被灰水帶走排至閃蒸系統(tǒng)。流動(dòng)的熔融液態(tài)渣流入渣池，熔渣迅速淬煉成玻璃狀的顆粒，大顆粒的渣通過(guò)渣鎖斗系統(tǒng)排至撈渣機(jī)，由撈渣機(jī)撈出后通過(guò)長(zhǎng)皮帶送往渣場(chǎng)。在渣水中殘余的細(xì)渣及未反應(yīng)的粉煤顆粒懸浮物，由細(xì)渣漿排出泵送至澄清單元。
五環(huán)爐粉煤加壓氣化裝置采用三級(jí)閃蒸工藝，對(duì)含有飛灰的氣化爐激冷罐和合成氣洗滌塔排出的黑水進(jìn)行降壓減溫、熱量回收，產(chǎn)生的0.6MPa高壓閃蒸酸性氣體外送至硫回收系統(tǒng)使用；黑水分別進(jìn)入中壓閃蒸罐、低壓閃蒸罐和真空閃蒸罐，依次進(jìn)行閃蒸降溫，分離下來(lái)的濃度較高的黑水則被回收到澄清槽進(jìn)行初步處理，由于飛灰顆粒較細(xì)，必須加入絮凝劑才能把黑水中的飛灰去除，回收利用灰水；與絮凝劑混合后，在澄清槽內(nèi)進(jìn)行絮凝沉降，上部溢流的澄清水進(jìn)入到灰水槽，沉降槽底部濃縮的灰漿由沉降槽底流泵送至灰漿貯槽，經(jīng)灰漿槽底流泵送到臥螺離心機(jī)進(jìn)行分離，產(chǎn)生的濾餅送出界區(qū)，濾液則被送至澄清槽再次澄清處理。
2 臥螺離心機(jī)的工作原理
臥螺離心機(jī)是一種連續(xù)操作、臥式螺旋卸料的固液分離設(shè)備，機(jī)組主要包括主（副）電機(jī)、轉(zhuǎn)鼓、差速器、螺旋推料器、軸承座、液位堰板、設(shè)備外殼等主要部件，具有物料適應(yīng)性好、應(yīng)用范圍廣、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)。
臥螺離心機(jī)的工作原理如下：轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后在出料口處被甩到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)，在離心力作用下，質(zhì)量較大的固相物料沉積在轉(zhuǎn)鼓壁的內(nèi)側(cè)，質(zhì)量較小的清液在上面，使固液混合介質(zhì)中的水分和固體物質(zhì)分離出來(lái)，兩者的差速由差速器來(lái)控制；清液通過(guò)流道由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)排出，進(jìn)入收集槽回收處理，固體物料被螺旋連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓出料端，經(jīng)排泥口排出機(jī)外，如此不斷運(yùn)行，達(dá)到固液分離的目的。
3 主要工藝及設(shè)備技術(shù)參數(shù)
（1）臥螺離心機(jī)進(jìn)料灰漿參數(shù)：w（固含量）約為10%；單臺(tái)處理灰漿能力為20～25m3/h。
（2）臥螺離心機(jī)出料參數(shù)：脫水后的污泥含固率60%～70%；濾液中的SS（懸浮物）質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.1%。
（3）進(jìn)料中飛灰粒徑參數(shù)（進(jìn)料固體粒徑分布）：≤1μm約10%～20%，≤2μm約25%～40%，≤5μm約45%～80%，≤10μm約60%～90%，≤20μm約75%～95%。
（4）臥螺離心機(jī)設(shè)備主要參數(shù)如下：
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）/mm：5250×1465×1775
整機(jī)質(zhì)量/kg：約8000
處理量/m3/h：?jiǎn)闻_(tái)20～25（進(jìn)料濃度10%）
螺旋推料器差轉(zhuǎn)速/r/min：1～35
轉(zhuǎn)鼓材質(zhì)：雙相不銹鋼
轉(zhuǎn)速/r/min：3200
錐角：2×10°
差速器形式：行星齒輪式
差速器技術(shù)參數(shù)/Nm：扭矩20000
螺旋材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)不銹鋼
螺旋葉片特性：?jiǎn)晤^、左旋
主電機(jī)額定功率/kW：90
主電機(jī)額定轉(zhuǎn)速/r/min：3200
副電機(jī)額定功率/kW：22
副電機(jī)額定轉(zhuǎn)速/r/min：3000
4 臥螺離心機(jī)運(yùn)行中存在的問(wèn)題及對(duì)策
為了更好、更快、更高效地處理黑水，需要加入絮凝劑，而絮凝劑的加入會(huì)造成灰漿的黏性增大，給五環(huán)爐水處理裝置帶來(lái)很大的難題，易造成設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、經(jīng)常聯(lián)鎖跳機(jī)，致水處理單元無(wú)法滿足處理五環(huán)爐裝置所排放黑水的要求，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)灰漿槽溢流。隨著環(huán)境污染治理的要求越來(lái)越嚴(yán)格，保證臥螺離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行是目前面臨的新課題。
臥螺離心機(jī)故障后無(wú)法啟動(dòng)，需要進(jìn)行整機(jī)維修，維護(hù)成本較高、維修費(fèi)用高、維修周期長(zhǎng)、檢修量大，已給黑水處理系統(tǒng)的生產(chǎn)造成了隱患，返廠檢修維修費(fèi)用每年約100萬(wàn)元，大大增加了設(shè)備維修成本，給龍宇煤化工造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。
4.1 臥螺離心機(jī)內(nèi)部磨損問(wèn)題
由于進(jìn)入臥螺離心機(jī)的灰漿含有飛灰顆粒且濃度較高，而為了達(dá)到較好的分離效果，使產(chǎn)出的濾餅含水率符合要求，減少現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)V餅含水量太高造成的環(huán)境污染問(wèn)題，臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速在運(yùn)行時(shí)達(dá)到了2000r/min，轉(zhuǎn)鼓和螺旋在濃度較高的灰漿中高速旋轉(zhuǎn)，使臥螺離心機(jī)的磨損問(wèn)題進(jìn)一步加重，縮短了臥螺機(jī)的正常使用周期。通過(guò)拆檢臥螺離心機(jī)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)磨損的位置有螺旋葉片邊緣、轉(zhuǎn)鼓出料口、螺旋出漿口等。
為解決上述磨損問(wèn)題，對(duì)易磨損的部位進(jìn)行了改造，主要通過(guò)以下途徑來(lái)解決。
4.1.1 臥螺離心機(jī)螺旋葉片及出泥口磨損處理
由于原螺旋葉片材質(zhì)不耐磨，當(dāng)臥螺機(jī)內(nèi)部固含量增加時(shí)，葉片在內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)，特別是當(dāng)出現(xiàn)葉片掛泥，造成轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堵塞時(shí)，大量的灰漿顆粒對(duì)螺旋葉片進(jìn)行高速?zèng)_刷，使葉片逐漸磨穿、長(zhǎng)度變短；當(dāng)葉片變短后，使臥螺機(jī)內(nèi)部空隙變大，內(nèi)部的積泥更厚，無(wú)法及時(shí)排出，造成聯(lián)鎖跳機(jī)。由于內(nèi)部積泥量大且黏度高，通過(guò)一般的臥螺機(jī)沖洗程序無(wú)法完全沖掉，只能把整個(gè)臥螺機(jī)解體，抽出螺旋葉片進(jìn)行人工清理，工作強(qiáng)度較大、整個(gè)檢修周期較長(zhǎng)，造成備機(jī)無(wú)法及時(shí)備用，給五環(huán)爐黑水處理系統(tǒng)造成較大的運(yùn)行隱患。
改進(jìn)措施如下：在螺旋出料口鑲可更換的碳化鎢硬質(zhì)合金襯套，螺旋葉片鑲可更換的碳化鎢硬質(zhì)合金，提高其耐磨性，且不易脫落，延長(zhǎng)了使用壽命、減少設(shè)備維修費(fèi)用。所有耐磨片推泥側(cè)和螺旋葉片設(shè)置在同一個(gè)面，以防止葉片出現(xiàn)掛泥堵塞情況。改造后基本解決了螺旋葉片易出現(xiàn)磨損的問(wèn)題，減少了臥螺機(jī)內(nèi)部積泥的情況，提高了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了臥螺離心機(jī)運(yùn)行周期，降低了檢修勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.1.2 臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓出料口磨損處理方法
原臥螺離心機(jī)出泥口為普通材質(zhì)，沒(méi)有耐磨防護(hù)，由于螺旋把較干的物料推出，物料在轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)離心力的作用下被高速甩出，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)鼓出料口造成磨損，速度越高，磨損越大。
改進(jìn)措施如下：將臥螺離心機(jī)出泥口鑲嵌陶瓷耐磨材料，減少物料甩出時(shí)對(duì)其的沖刷，增加了耐磨強(qiáng)度，提高運(yùn)行周期。通過(guò)以上途徑解決了出泥口磨損的問(wèn)題，增加耐磨襯里后出料口基本未出現(xiàn)磨損的問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了臥螺機(jī)轉(zhuǎn)鼓的使用周期。
4.2 臥螺離心機(jī)振動(dòng)大的問(wèn)題
臥螺離心機(jī)在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)因振動(dòng)大而聯(lián)鎖跳機(jī)的現(xiàn)象，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)臥螺式離心機(jī)維修及操作的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出造成臥螺離心機(jī)振動(dòng)大的主要原因。
4.2.1 氣化爐使用煤種對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行的影響
五環(huán)爐可適用的煤種較寬，為了節(jié)約生產(chǎn)成本、廣開(kāi)煤源，減少煤市場(chǎng)供應(yīng)的制約因素，龍宇煤化工一直采用本地與外地混合配煤的方式，當(dāng)所配煤種出現(xiàn)不均勻或者煤質(zhì)發(fā)生變化、煤種灰分波動(dòng)時(shí)，易造成五環(huán)爐工況發(fā)生變化，使所處理的灰漿黏度也隨之發(fā)生變化，黑水處理系統(tǒng)的所有臥螺離心機(jī)都因無(wú)法分離導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓內(nèi)嚴(yán)重積泥，使轉(zhuǎn)子受物料影響而不平衡，造成臥螺離心機(jī)振動(dòng)大而聯(lián)鎖跳機(jī)。
4.2.2 絮凝劑添加量對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行的影響
通過(guò)添加絮凝劑將黑水中的較細(xì)飛灰聚合，成為大顆粒后才能加速沉淀分離，然后將聚合沉淀的灰漿經(jīng)泵送至臥螺離心機(jī)進(jìn)行固液分離。當(dāng)黑水中絮凝劑添加過(guò)量時(shí)，會(huì)對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行造成一定的影響。
，由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，當(dāng)煤種灰分發(fā)生變化，澄清槽處絮凝劑添加量未及時(shí)調(diào)整；第二，操作人員對(duì)澄清槽絮凝效果關(guān)注度不夠，如當(dāng)澄清槽水質(zhì)發(fā)生變化，而未及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)調(diào)整絮凝劑添加量時(shí)；第三，操作人員責(zé)任心不強(qiáng)，配制絮凝劑時(shí)，未按照要求操作，造成藥劑質(zhì)量不高。以上原因可能導(dǎo)致絮凝劑的添加過(guò)多，造成灰漿黏性增大，進(jìn)入臥螺離心機(jī)后黏附在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，無(wú)法正常分離，造成內(nèi)部積泥，使臥螺機(jī)電流高、振動(dòng)大。
4.2.3 內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件變形對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行的影響
臥螺離心機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件磨損，造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏差，就會(huì)產(chǎn)生較大的偏心力，這是引起臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不平衡的根本原因，也是造成離心機(jī)振動(dòng)較大的根本原因。
4.2.4 內(nèi)部積料堵塞對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行的影響
隨著臥螺離心機(jī)運(yùn)行時(shí)間的增加，在臥螺機(jī)出料口處，由于物料具有一定的黏性，一部分物料在外殼內(nèi)壁黏附而逐漸累積。當(dāng)累積達(dá)到一定程度，使臥螺機(jī)內(nèi)部的泥無(wú)法順利排出，造成內(nèi)部積料堵塞；另外一種情況是螺旋和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)不斷堆積，牢牢吸附在內(nèi)壁，引起流道堵塞。以上兩種情況都會(huì)使臥螺機(jī)產(chǎn)生不平衡力，增加振動(dòng)值。
4.2.5 軸承磨損對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行的影響
臥螺離心機(jī)軸承以潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，當(dāng)操作人員不按照規(guī)定添加潤(rùn)滑脂或者內(nèi)部積泥嚴(yán)重、設(shè)備負(fù)荷過(guò)高時(shí)，都會(huì)造成軸承磨損，而軸承磨損、軸承間隙過(guò)大，也會(huì)引起振動(dòng)位移加大，導(dǎo)致機(jī)組的振動(dòng)值升高。
針對(duì)以上原因，為防止臥螺機(jī)因振動(dòng)造成設(shè)備損壞，確保臥螺機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，提出以下解決措施：
①定期對(duì)臥螺機(jī)進(jìn)行內(nèi)部檢查，針對(duì)臥螺機(jī)內(nèi)部磨損原因分析和修復(fù)，解決臥螺機(jī)磨損的問(wèn)題，有效延長(zhǎng)了臥螺機(jī)的使用周期，為系統(tǒng)的長(zhǎng)周期運(yùn)行提供保障。
②穩(wěn)定煤種、保證配比質(zhì)量，保證藥劑添加按照規(guī)定執(zhí)行，加強(qiáng)藥劑配比、加藥量方面的日常檢查與管理，確保煤種變化小、加藥穩(wěn)，保障臥螺離心機(jī)進(jìn)料物性穩(wěn)定。
③加強(qiáng)對(duì)臥螺離心機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)方面的管理，按照“五定”原則對(duì)設(shè)備進(jìn)行潤(rùn)滑管理，為臥螺機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
④加強(qiáng)臥螺離心機(jī)備機(jī)管理，定期切換，及時(shí)清理內(nèi)部及出口的積料，防止臥螺機(jī)積料堵塞，減少內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件磨損，以保障臥螺機(jī)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。
5 結(jié)語(yǔ)
總結(jié)臥螺離心機(jī)日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)臥螺離心機(jī)在磨損、煤種變化、藥劑添加、設(shè)備維護(hù)管理等方面的研究，分析引起臥螺離心機(jī)振動(dòng)大、軸溫高、電流高、濾餅含水率高等問(wèn)題的原因，并制定相應(yīng)的處理措施，使臥螺離心機(jī)系統(tǒng)更加穩(wěn)定和安全可靠，制定提前加脂、定期盤車等維護(hù)計(jì)劃，使機(jī)組處于較佳工作狀態(tài)，延長(zhǎng)臥螺離心機(jī)的使用壽命。既解決了影響臥螺離心機(jī)在五環(huán)爐黑水處理系統(tǒng)中運(yùn)行的問(wèn)題，又保證了臥螺離心機(jī)的長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行。
