離心脫水技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

離心脫水技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

0離心脫水機(jī)的種類離心法用于分離固體和液體，稱為離心脫水。離心脫水可以采用2種不同的原理:離心過濾和離心沉降。過濾式離心脫水機(jī)按篩籃安裝方式可分為立式和臥式;按卸料方式可分為慣性卸料、刮刀卸料和振動(dòng)卸料3種。目前在選煤廠使用的卸料方法主要是刮刀和振動(dòng)2種,我國選煤廠末煤、煤泥脫水普遍選用立式刮刀卸料離心脫水機(jī),該機(jī)型具有價(jià)格低廉、可靠性高、脫水效果好等優(yōu)點(diǎn),并且該機(jī)型在我國具有很長的使用歷史,技術(shù)比較成熟,但是立式刮刀卸料離心脫水機(jī)安裝高度、維修篩籃和刮刀拆卸比較困難。臥式刮刀卸料離心脫水機(jī)安裝高度相對(duì)較低,篩籃和刮刀的拆裝比較容易。目前,我國選煤廠使用的大多為荷蘭天馬公司生產(chǎn)的H1000型臥式刮刀卸料離心脫水機(jī)。1結(jié)構(gòu)和工作原則1.1動(dòng)織物內(nèi)葉片區(qū)域(1)工作部件該機(jī)工作部件由刮刀、篩籃、水倉體等組成;篩籃具有一定的錐度,和刮刀配合,刮刀和篩籃之間的間隙可以通過加減墊片進(jìn)行調(diào)整。(2)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括主電機(jī)、三角皮帶、皮帶輪、差速器等部件,通過三角皮帶將主電機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳輸給大皮帶輪,從而帶動(dòng)差速器工作,差速器的特殊設(shè)計(jì)使它具有一個(gè)輸入速度,2個(gè)轉(zhuǎn)速不同的輸出速度,2個(gè)輸出速度分別被分配給刮刀和篩籃,形成篩藍(lán)和刮刀之間的差速。(3)機(jī)座組件機(jī)座組件包含下機(jī)座和上機(jī)座。下機(jī)座是用螺栓緊固在地面上,并支撐油泵油箱組件,通過隔振器支撐上機(jī)座。上機(jī)座支撐水倉體、篩籃、主電機(jī)等部件。(4)扭矩限制器為了對(duì)差速器提供機(jī)械保護(hù),在其輸入軸端安裝有扭矩限制器,當(dāng)機(jī)械過載時(shí)(此時(shí)固定軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)),扭矩限制器就會(huì)起作用,將固定軸和輸入軸分開,同時(shí)釋放一個(gè)信號(hào),該信號(hào)會(huì)停止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以保護(hù)差速器。這樣,引發(fā)扭矩限制器工作的負(fù)載通常大于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大工作負(fù)載。(5)潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)由油泵、油泵電機(jī)、過濾器、油箱、壓力開關(guān)、油管和安裝到減速機(jī)輸入軸上的旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器組成。油泵將油送到各軸承和差速器中,并借助重力通過差速器箱體,最后返回到油箱中。1.2篩籃通過高速孔,將各原料分散進(jìn)水臥式刮刀卸料離心脫水機(jī)主要通過篩籃旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對(duì)物料進(jìn)行脫水,同時(shí)通過刮刀與篩籃的速度差將物料推出篩籃。物料通過進(jìn)料管進(jìn)入刮刀錐形筒內(nèi)部,并在離心力的作用下穿過各進(jìn)料孔,分散到篩籃上,在篩籃高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下將水分脫出進(jìn)入水倉體,并匯集到出水口排出機(jī)體。固體顆粒則留在篩籃上,在篩藍(lán)和刮刀之間的差速作用下,將固體物料推出篩籃。1.3小皮帶輪的齒設(shè)計(jì)差速器是刮刀卸料離心機(jī)的關(guān)鍵部件,主要是將輸入速度經(jīng)差速器傳動(dòng)以后產(chǎn)生2個(gè)輸出速度,分別帶動(dòng)篩籃和刮刀轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生一定的速度差,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刮刀卸料的目的。臥式刮刀卸料離心機(jī)差速器原理如圖2所示。內(nèi)齒圈齒數(shù)為z1,是由銷軸和套筒組成的圓柱形齒,在離心機(jī)的差速器中是旋轉(zhuǎn)的,兩端分別與皮帶輪和篩籃相聯(lián)接,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶輪,設(shè)其角速度為ω1,帶動(dòng)篩籃旋轉(zhuǎn)進(jìn)行煤炭脫水。擺線輪的齒是短幅外擺線的等距曲線,其齒數(shù)為z2,其轉(zhuǎn)速為ω2,它的自轉(zhuǎn)帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),輸出軸帶動(dòng)刮刀旋轉(zhuǎn),因此刮刀的角速度也是ω2。輸入軸由偏心軸和軸承組成,其轉(zhuǎn)速為ωH。差速比I=ω2-ω1ω1-ωH,是2個(gè)輸入速度之差與輸出速度之差的比,即是刮刀、篩籃的速度差與大皮帶輪、小皮帶輪的速度差之比。在該設(shè)計(jì)中,為了潤滑油從中心軸里輸送,讓?duì)豀=0,則為了增大差速比,提高刮刀對(duì)煤炭的推力和扭矩,一般z1-z2=1,故也稱為少齒差傳動(dòng)。此時(shí)(1)輸出轉(zhuǎn)速差小,在等功率條件下,提高了扭矩,增大了刮刀能力。(2)刮刀轉(zhuǎn)向與篩籃相同,并且比篩籃速度快。(3)輸入速度差為z2轉(zhuǎn)時(shí),輸出速度差為1轉(zhuǎn)。2篩籃與刀間間隙的影響以財(cái)務(wù)價(jià)值(1)篩籃轉(zhuǎn)速的影響篩籃轉(zhuǎn)速增加,分離因數(shù)也隨之增大,這樣,可以改善脫水效果。但是,篩籃轉(zhuǎn)速增大后,同時(shí)也增加了刮刀轉(zhuǎn)速,減少了物料在篩籃上的停留時(shí)間,反而影響脫水效果。選煤廠使用的刮刀離心脫水機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速一般在750~850r/min,由于其對(duì)脫水效果的綜合影響,篩籃的轉(zhuǎn)數(shù)也就局限在上述范圍之內(nèi),H1000離心機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速在780r/min左右。(2)篩籃長度的影響篩籃長度決定著物料在篩面上的停留時(shí)間。一般離心機(jī)的篩籃長度為500~600mm,物料在篩面上的停留時(shí)間為1s,H1000離心機(jī)篩籃長度也在該范圍內(nèi),且刮刀和篩籃之間速度差為13左右,保證物料在篩籃上的停留時(shí)間。增加篩籃長度,脫水后物料的水分會(huì)略有降低。(3)入料濃度的影響隨著入料濃度的提高,產(chǎn)品水分明顯下降,脫水速度減緩,離心液濃度略有降低,但脫水效率降低。這是因?yàn)楫?dāng)入料濃度大至一定程度時(shí),離心力不足以克服水分子和煤表面的吸附作用所致。(4)入料粒度組成的影響粒度組成對(duì)評(píng)定脫水效果的各項(xiàng)指標(biāo)均有影響,隨著入料中細(xì)粒含量的增加,各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均有變差的趨勢(shì)。其原因是隨著粒度變細(xì),細(xì)小顆粒充分填充于大顆粒所形成的物料層孔隙中,因此整個(gè)物料層的孔隙變小,孔隙率下降,物料層的比阻增大,從而增加了水分通過物料層的難度,導(dǎo)致產(chǎn)品水分增高,脫水效果變差。(5)篩籃與刮刀間隙的影響篩籃和刮刀的間隙對(duì)離心機(jī)的工作影響很大,間隙越小,篩面上滯留的煤越少,離心機(jī)的載荷越輕,篩縫被堵塞的現(xiàn)象也越少,有利于脫水;間隙越大,篩面上黏附一層不下落的煤,既不利于脫水,也增加了離心機(jī)的載荷。但間隙太小時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響篩籃和刮刀的使用壽命,一般使用上通常選取8~11mm,H1000型離心機(jī)刮刀與篩籃間隙可調(diào),根據(jù)調(diào)整刮刀墊片,間隙可在3~15mm內(nèi)調(diào)整使用。(6)篩籃縫隙的影響隨著篩縫的加大,產(chǎn)品水分較大程度降低,脫水速度加快,但離心液濃度也迅速提高,脫水效率明顯變差。刮刀離心機(jī)主要用于處理選煤廠煤泥及末煤,入料粒度組成相對(duì)較小,末煤粒度一般在13mm以下,煤泥粒度一般<0.5mm,為了避免物料隨離心液脫出,篩縫一般≤0.5mm。3提高易損件的壽命刮刀卸料離心機(jī)相對(duì)其他離心機(jī)機(jī)型,與物料直接接觸的刮刀也屬于易損部件,目前我國國內(nèi)的刮刀市場(chǎng)價(jià)格在10~20萬元,并且刮刀和篩籃的更換大大影響了正常生產(chǎn),降低了生產(chǎn)效率,增加離心機(jī)的維護(hù)成本,因此,提高易損件的壽命是要解決的主要問題。(1)刮刀通過現(xiàn)場(chǎng)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn),刮刀的主要磨損為圖3中所示的A位置,這一部位主要由于物料含水量比較大,對(duì)該部位的沖刷磨損嚴(yán)重,該部位可采用高耐磨合金材料增加其耐磨性,對(duì)磨損后的刮刀葉片進(jìn)行焊接修補(bǔ),降低維護(hù)成本?；蛘卟捎煤附尤~片,對(duì)葉片采用特殊耐磨材料,增加其耐磨性,延長刮刀使用壽命。4刀盤多轉(zhuǎn)速差的影響臥式刮刀卸料離心機(jī)與立式相比具有安裝高度低、處理量大、機(jī)械性能穩(wěn)定和故障率低等優(yōu)點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)分析,得出了有益的結(jié)論:(1)臥式刮刀卸料離心機(jī),通過差速器的轉(zhuǎn)化,將一個(gè)輸入速度,分解為篩籃和刮刀2個(gè)輸出速度。同時(shí),輸入轉(zhuǎn)速差被減速了,輸入轉(zhuǎn)速差大,輸出轉(zhuǎn)速差小,在等功率條件下,提高了扭矩,增大了刮刀能力。(2)刮刀轉(zhuǎn)向與篩籃相同,比篩籃速度快。(3)為了提高離心強(qiáng)度,篩籃轉(zhuǎn)速可以適當(dāng)增大,不易增加過大,因?yàn)楹Y籃轉(zhuǎn)速增大,同時(shí)也增加了刮刀轉(zhuǎn)速,減少了物料在篩籃上的停留時(shí)間,有時(shí)反而影響脫水效果,要根據(jù)具體情況合理搭配,通過實(shí)踐表明,刮刀離心脫水機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速一般在750~850r/min。(4)提出了改進(jìn)刮刀合金材料