離心式脫水機(jī)進(jìn)料端軸承故障分析及預(yù)防措施
技術(shù)支持
在污水處理廠的運(yùn)行過程中，污泥經(jīng)濃縮及消化處理后，尚有95%左右的含水率，體積仍然很大，污泥濃縮脫水系統(tǒng)尤為重要。污泥濃縮脫水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常遇到一些故障問題，嚴(yán)重影響了污水處理廠的政策運(yùn)行。針對污泥濃縮脫水系統(tǒng)的故障形式進(jìn)行詳細(xì)分析，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 離心脫水機(jī)工況
1.1 污泥濃縮脫水系統(tǒng)
污泥濃縮脫水系統(tǒng)主要由濃縮池、破碎機(jī)、污泥泵、溶藥系統(tǒng)、加藥泵、沖洗水箱、沖洗水泵、離心脫水機(jī)、螺旋輸送器等裝置構(gòu)成。污泥泵將污泥打至污泥濃縮池，污泥濃縮池上清液通過廠區(qū)污水管回到格柵間，污泥通過管道進(jìn)入泥泵間破碎機(jī)，經(jīng)泥泵間破碎機(jī)處理后，由泥泵將污泥送至離心式脫水機(jī)的進(jìn)料端，同時通過溶藥系統(tǒng)處理的藥液經(jīng)加藥泵輸送至離心式脫水機(jī)進(jìn)藥端，經(jīng)水稀釋后進(jìn)入離心式脫水機(jī)，在離心式脫水機(jī)的作用下，泥餅從出料口排出，經(jīng)過無軸螺旋輸送機(jī)，進(jìn)行外運(yùn)處理。
1.2 離心式脫水機(jī)
離心式脫水機(jī)為安德里茨ANDRITZ離心機(jī)，型號D5LX，由進(jìn)料管、帶空腔的轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速器、電機(jī)、螺旋噴嘴、導(dǎo)流板等組成，其工作原理為：通過回轉(zhuǎn)體——轉(zhuǎn)鼓和卸料螺旋的高速旋轉(zhuǎn)，使其內(nèi)的固液混合物隨之高速旋轉(zhuǎn)形成液環(huán)并產(chǎn)生較高的離心力，通過離心作用加速固液的沉降分離。其中比重較重的固體顆粒沉降在液環(huán)層的外圈，即沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁形成泥環(huán)層，通過卸料螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差速由卸料螺旋將泥推出回轉(zhuǎn)體。液體環(huán)通過堰池口溢流出回轉(zhuǎn)體之外。
2 進(jìn)料端軸承故障分析
2.1 進(jìn)料端軸承故障經(jīng)過
（1）第1次進(jìn)料端軸承高溫報警。第1次故障發(fā)生在2月10日下午17：00，班組人員啟動離心機(jī)后，運(yùn)行2min，自動停機(jī)，上位機(jī)顯示“軸承溫度過高”報警信息。處理措施：
①檢查離心機(jī)進(jìn)料端，發(fā)現(xiàn)軸承位置發(fā)燙，溫度控制器顯示86℃。
②檢查油路狀態(tài)，油路正常。
③待軸承溫度降低后，手動沖洗離心機(jī)，開機(jī)后，仍然顯示“軸承溫度過高”報警信息，并且自動停機(jī)。
④更改電機(jī)參數(shù)，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠啟動，溫度維持42℃，有緩慢上升趨勢，直至自動停機(jī)。
⑤緊急拆解搶修，進(jìn)料端解體后，發(fā)現(xiàn)潤滑油過熱變質(zhì)，軸承過熱變色，滾珠磨損，軸承位正常。
⑥更換軸承備件，于2月11日恢復(fù)離心機(jī)狀態(tài)，在檢查各裝備精度及要求后，開啟運(yùn)行離心機(jī)，運(yùn)行正常。
（2）第2次進(jìn)料端軸承高溫報警。7月15日上午8：30，班組人員維保完離心機(jī)后啟動離心機(jī)，再次出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)場與上次相同。處理措施：
①檢查油路狀態(tài)，油路正常。
②解除皮帶后，對離心機(jī)進(jìn)行手動盤車，轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)正常。
③對離心機(jī)進(jìn)料端進(jìn)行拆解，軸承過熱變色，滾珠磨損。
④更換軸承備件，于7月16日恢復(fù)離心機(jī)狀態(tài)，在檢查各裝備精度及要求后，開啟運(yùn)行離心機(jī)。
2.2 對離心機(jī)進(jìn)行振動狀態(tài)監(jiān)測
利用觀為監(jiān)測公司的VB5振動監(jiān)測儀器對離心機(jī)進(jìn)行振動監(jiān)測，針對離心機(jī)振動的特點(diǎn)，日常監(jiān)測診斷的重點(diǎn)是滾動軸承和動平衡問題。
（1）在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)料端垂直方向振動速度有效值為5.23mm/s，水平方向振動速度有效值為2.053mm/s，進(jìn)料端測點(diǎn)垂直方向振動預(yù)警，離心機(jī)未見任何松動跡象。
（2）在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)料端垂直方向振動速度有效值為9.94mm/s，水平方向振動速度有效值為12.488mm/s，進(jìn)料端測點(diǎn)垂直方向與水平方向振動報警。且主要頻率成分為1倍工頻，隨著速度的升高，振動明顯增大，水平方向振幅高于垂直方向振幅。
初步考慮螺旋與轉(zhuǎn)鼓動平衡失穩(wěn)。經(jīng)過技術(shù)分析討論后，更換備用離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓與螺旋，組裝后試運(yùn)行正常，運(yùn)行至今無故障。
2.3 故障分析
此次離心機(jī)從2月10日第1次故障到7月15日第2次故障，故障間隔時間5個月。兩次均出現(xiàn)了軸承磨損、進(jìn)料端軸承高溫報警、故障前扭矩波動大等現(xiàn)象，進(jìn)料端軸承故障不外乎以下因素所致。
（1）動平衡問題。離心機(jī)是通過介質(zhì)密度不同產(chǎn)生不同的離心力實(shí)現(xiàn)泥水分離，所以對轉(zhuǎn)子的動平衡是有要求的，離心機(jī)在出廠前對螺旋、轉(zhuǎn)鼓分別進(jìn)行動平衡測試，并且組裝完畢后還需要對整體進(jìn)行動平衡測試。根據(jù)振動監(jiān)測分析，有理由懷疑為螺旋和轉(zhuǎn)鼓動平衡失穩(wěn)導(dǎo)致。
（2）油路問題。對離心機(jī)油路進(jìn)行檢查，加油泵1min出油約1g，加油泵運(yùn)行時間20min，出油量20g，符合離心機(jī)進(jìn)料端維保要求，且對進(jìn)料端進(jìn)行解體，兩次均未發(fā)現(xiàn)潤滑不良現(xiàn)象，所以離心機(jī)進(jìn)料端因潤滑不暢導(dǎo)致軸承故障的可能性可以排除。
（3）備件軸承問題。備件軸承全部為正規(guī)渠道提供，且在其他離心機(jī)上已經(jīng)正常使用，不存在質(zhì)量問題和軸承缺陷問題。
（4）安裝問題。軸承均為熱加工處理后直接安裝，且安裝到位，待軸承自然冷卻后，再對進(jìn)料端進(jìn)行重組。離心機(jī)在開車過程中，對進(jìn)料端進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異響與溫度過高異常，所以排除安裝問題。
2.4 進(jìn)料端軸承故障原因
經(jīng)廠家反饋，螺旋耐磨片和轉(zhuǎn)鼓噴嘴磨損，螺旋動平衡不良，需重新做動平衡。離心式脫水機(jī)與污泥接觸部分出現(xiàn)磨損屬正?，F(xiàn)象，但應(yīng)是緩慢進(jìn)行的。因未及時大修，螺旋部件長期在磨損狀態(tài)下使用，加劇損壞導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)的螺旋轉(zhuǎn)動不平衡，形成振動或共振，振動會致使磨損量加劇，導(dǎo)致螺旋動平衡失穩(wěn)，進(jìn)料端軸承長期處于振動下運(yùn)行，導(dǎo)致軸承滾珠磨損。
2.5 預(yù)防性措施
（1）完善離心機(jī)維護(hù)手冊。由于離心機(jī)的技術(shù)集成度高，對運(yùn)行和維護(hù)有嚴(yán)格要求，對材料加工和安裝有嚴(yán)格限度，所以在日常操作中，應(yīng)嚴(yán)格按照操作手冊進(jìn)行，特別是設(shè)備開停車過程中，做好設(shè)備和管道的清潔工作。在日常維護(hù)中，應(yīng)按照廠家的維護(hù)手冊做好設(shè)備的潤滑保養(yǎng)及清理盤車等工作，定期對油路進(jìn)行清理和校準(zhǔn)，保證設(shè)備潤滑正常。
（2）引入振動監(jiān)測技術(shù)在離心式脫水機(jī)上的應(yīng)用。通過振動監(jiān)測手段，幫助點(diǎn)檢維護(hù)人員確定傳動系統(tǒng)中零部件確切的失效位置及其故障發(fā)展趨勢，預(yù)計被監(jiān)測部件的預(yù)期壽命，點(diǎn)檢維護(hù)人員針對具體情況做出決策，安排巡回監(jiān)測、監(jiān)護(hù)運(yùn)行或立即停機(jī)檢修，在確保安全的前提下，避免不必要的停機(jī)，延長設(shè)備的運(yùn)行周期。
這種防患于未然的處理方法使設(shè)備故障在未發(fā)生前得到恰當(dāng)處理，變事后維修為預(yù)防維修，大大節(jié)省了維修時間和維修成本，為生產(chǎn)作業(yè)的順利進(jìn)行夯實(shí)了基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
離心式脫水機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要，在運(yùn)行、維護(hù)及故障處理過程中，只有嚴(yán)格按照操作及維護(hù)手冊，做好日常維護(hù)保養(yǎng)及運(yùn)行，在故障處理中做好故障綜合研判和技術(shù)分析，才能確保故障的有效解決，從而保障離心機(jī)的長滿優(yōu)運(yùn)行。
