新型雙電機雙變頻離心機的應用與分析

離心機    時間:2014-03-13 23:28:21
新型雙電機雙變頻離心機的應用與分析簡介
在污水處理行業,污泥經濃縮及消化處理后,含水率為95%~96%,體積仍然很大。為了進一步綜合利用和處置污泥,必須對其進行脫水處理,提高泥餅的含固率。
新型雙電機雙變頻離心機的應用與分析正文

    在污水處理行業,污泥經濃縮及消化處理后,含水率為95%~96%,體積仍然很大。為了進一步綜合利用和處置污泥,必須對其進行脫水處理,提高泥餅的含固率。一般大中型污水處理廠常用的污泥脫水設備有真空過濾機、壓濾機和離心脫水機[1],其中離心脫水機因具有連續生產、操作方便、自動化程度高、衛生條件好、佔地面積小等優點,應用前景日益看好。黃石市磁湖污水處理廠二期工程設計規模為1·25×105t/d,採用A2/O處理工藝,處理后的尾水達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級B標準,剩餘污泥經機械濃縮、脫水處理后外運處置。污泥脫水設備選用2台D5LX型離心機,該機型具有雙電機雙變頻的獨特結構,達到節能減排的優良功效。

    1 工作原理

    離心脫水機主要由轉鼓和帶空心轉軸的卸料螺旋輸送器組成。運行時通過迴轉體-轉鼓和卸料螺旋的高速旋轉,使離心機內的固液混合物隨之高速旋轉,併產生較高的離心力而形成液環[2](圖1)。在此高的離心力作用下,加速固液混合物的沉降與分離。其中,比重較大的固體顆粒沉降在液環層的外圈,即沿轉鼓的內壁形成泥環層。轉鼓與卸料螺旋旋轉方向相同,但兩者存在一定的轉速差,由此卸料螺旋將分離出的干泥推出迴轉體,濾液則通過堰池口導出迴轉體而排出機外。離心機進料、分離、排出濾液和干泥的工作過程是連續不間斷的,且在全封閉環境下進行,污泥、濾液及臭氣均不會從機內溢出。



    4. 2 高性能卸料螺旋

    卸料螺旋葉片採用中空式設計。中空式設計使得固液分離的方向正好相反,大大減少了對固體層的擾動。實際運行測試表明:在保證污泥回收率的前提下,相對提高出泥的干度1%左右,在保證出泥干度的情況下提高了污泥的回收率。老式卸料螺旋上濾液的排出需經卸料螺旋與轉鼓形成的密閉腔沿螺旋方向排出,而高性能卸料螺旋濾液的排出則只需沿軸向直接排出,降低了離心分離后的濾液排出離心機時的阻力及行程。

    4. 3 濃縮脫水一體化

    卧式螺旋沉降離心機有且只有兩種操作方式:一種是中部進料的操作方式,即逆向式操作(理想狀態下固液混和物進入離心機后立即分離,沿相反的方向排出);另外一種為端部進料的同向式操作[4](固液混和物進入離心機后不是立即分離而是沿著同一軸向方向位移一段距離后,濾液由導流管排出)。一般情況下逆向式操作多用於脫水,同向式操作用於濃縮。新型離心機採用混流技術,可以在同一個卸料螺旋下實現兩種不同操作方式,可調節選擇的範圍更廣。

    4. 4 新耐磨設計

    4. 4. 1 碳化鎢耐磨片

    轉鼓或螺旋的外緣極易磨損,對其材質應有特殊要求。在耐磨損防護設計上,離心機顯著的特點是在卸料螺旋全長方向與污泥接觸磨損相對較為嚴重的部位,全部採用可更換的耐磨片新式結構。此耐磨片表面噴塗碳化鎢材料,且噴塗碳化鎢層硬度達肖氏硬度2 000~4 000,耐磨性完全達到燒結碳化鎢的程度。加上先進的焊接工藝確保其不會脫焊,並且每片耐磨片焊接完成後均進行二次焊接強度試驗,確保其焊接強度,因此具有無可比擬的優點。同時卸料螺旋磨損后只需更換耐磨片即可,極大地降低了維修費用。

    4. 4. 2 磨噴嘴

    對進料的噴嘴和污泥排出口採用了可更換式的陶瓷碳化鎢噴嘴。卸料螺旋上的進料口及轉鼓上的出料口均採用可更換式的耐磨襯套,耐磨材料為陶瓷,亦可採用碳化鎢材料。同時對出料口的刮泥板亦採用碳化鎢結構的耐磨防護措施。

    4. 5 PLC自動控制

    離心機對污泥處理全過程採用PLC(可編程邏輯控制器)自動控制,操作、調節靈活,同時為污泥供料泵、絮凝劑製備、加藥泵、污泥無軸螺旋輸送機、流量計等輔助設備的運行提供顯示、控制和故障報警,並將模擬信號和數字信號通過現場匯流排傳至中央控制室,以確保污泥脫水系統的安全運行。主要控制功能有:

    (1)離心脫水機、切割機、供料泵、螺旋輸送器、絮凝劑投加泵等的聯動控制和保護;

    (2)離心機自動差速及扭矩控制系統的調控;

    (3)離心機卸料螺旋扭矩過大及差速過低報警;

    (4)離心機緊急停機保護,現場緊急停機按扭;

    (5)加藥系統在低藥劑量、斷水、水壓不足等情況下報警。

    4. 6 防腐蝕設計

    選用全不鏽鋼結構。離心機的轉鼓和卸料螺旋均採用AISI316不鏽鋼離心澆鑄而成,材料密度均勻、剛性強,動平衡性能好。離心機轉鼓內壁加工有縱向的溝槽或配有縱向不鏽鋼條,可以防止固相粒子在轉筒內壁滑動而引起轉鼓內壁磨損,同時避免泥環隨卸料螺旋旋轉而不排出。

    5 應用分析

    通過2009年7月的試運行表明,D5LX型離心脫水機運行狀況良好,處理能力和效果達到了設計要求,可適用於不同的污泥特性介質,脫水后污泥含水率降到80%左右。相關運行數據見表1。



    6 結語

    綜上分析, D5LX型離心機結構特徵與其使用工況是一致的。由於採用了雙電機雙變頻獨特設計,處理每噸污水污泥耗電量降低了0. 004 5 kW·h。按設計處理負荷1. 25×105t/d計算,每年可節省運行電能2. 025×105kW·h,達到節電、降低污染、降低污泥含水率從而提高污泥含固率的目標,真正實現了節能減排綜合效益。

    參 考 文 獻

    [1]林榮枕,喬壽鎖,王家廉.污廢水處理設施運行管理[M].北京:北京出版社, 2006: 309-311.

    [2]姚斌.離心機在污水處理污泥脫水系統中的應用[J].石油化工應用, 2007(6): 28-29.

    [3]姚斌,師洪波,袁泉.卧螺離心機設計選型中應注意的幾個問題[J].過濾與分離, 2007(3): 31-32.

    [4]陳崔龍,張德友,卓培忠,等.新一代過濾式離心機的研製[J].流體機械, 2003(1): 17-18.
 

       

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