卧螺式离心机在五环炉黑水处理系统中的运行研究

宋 强

（河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600）

河南龙宇煤化工有限公司二期项目为400kt/a 醋酸装置，采用新型WHG 干煤粉加压气化炉提供原料气。五环炉采用干煤粉气化技术，气化炉飞灰量大，灰分颗粒直径小。湿法除灰形成的灰水中灰分含量是其他种类气化装置的数倍甚至数十倍。由于灰浆中灰分粒度较细，为了取得较好的絮凝效果，加入絮凝剂的量要求合适。随着絮凝剂的加入会造成灰浆的黏性增大，为了更好地分离灰浆，选用合适分离设备十分重要。我公司经过分离设备的试验对比后，最终黑水处理系统的分离设备使用卧螺式离心机。

1 卧螺式离心机的工作原理

卧螺式离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备，如图1。工作原理为：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。本机能在全速运转下，连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大的特点。

图1 卧螺式离心机的工艺流程图

2 卧螺式离心机在黑水处理系统的运行问题

卧螺式离心机虽然具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大的优点，但在五环炉黑水处理的使用过程中也出现一系列问题，造成了卧螺式离心机无法长周期运行。

2.1 卧螺机离心机磨损问题

在运行中，卧螺式离心机的磨损问题比较严重，影响了离心机的正常运行。对卧螺式离心机的拆检发现经常出现的磨损的位置有螺旋耐磨条、螺旋出浆口、螺旋耐磨叶片等，磨损情况见图2与图3。为解决上述的磨损问题，对易磨损的部位进行了改造。

图2 螺旋叶片根部磨损情况

图3 螺旋出浆口磨损情况

2.1.1 卧螺式离心机螺旋耐磨叶片改进

改进前：所有耐磨块和螺旋叶片不在同一个面，出现叶片挂泥，造成转股内部堵塞。改进方法：所有耐磨块推泥侧和螺旋叶片在同一个面，不能有台阶，以减少叶片出现挂泥堵塞情况。改造后基本解决了螺旋耐磨叶片易出现磨损的情况。

2.1.2 卧螺式离心机螺旋耐磨叶片改进

改进前：卧螺式离心机出泥口为普通材质。改进方法：将卧螺式离心机出泥口增加陶瓷耐磨材质，解决了出泥口磨损的问题。

2.2 气化炉使用煤种对卧螺式离心机的影响问题

五环炉可适用于褐煤、烟煤、无烟煤等多种煤种，我公司一直采用本地煤与彬县煤混合配煤的方式，黑水处理时卧螺式离心机运行状况良好。为进一步探索五环炉的适用煤种，尝试本地煤与郭家河精煤混合配煤，五环炉运行情况良好，但黑水处理系统的所有卧螺式离心机都因无法分离导致转鼓内严重积泥造成无法运行，因转鼓内部积泥严重卧螺式离心机的自清洗模式也无法运行，需要拆开大盖进行人工清理。每次清理过后只能运行1～2h 就会再次积泥导致无法运行，影响黑水处理系统的正常运转甚至造成整个装置停车。将五环炉用煤重新改回本地煤与彬县煤混合配煤后卧螺式离心机运行状况逐渐好转，运行一段时间后卧螺式离心机恢复正常运行。通过本次尝试发现五环炉使用的煤种对卧螺式离心机的运行影响很大，具体是煤种的那种成分造成的影响还需进一步探索。

2.3 黑水系统药剂添加量问题

黑水处理系统中需要添加絮凝剂（聚丙烯酰胺）将黑水中的灰进行聚合沉淀，然后将聚合后的灰水沉淀经泵送至卧螺式离心机进行分离。在装置运行初期由于运行经验不足，将黑水处理后的上清液的清澈程度作为添加絮凝剂的标准，要求上清液越清澈越好导致絮凝剂的添加过量造成沉淀的泥比较黏，卧螺式离心机无法正常分离。经过对絮凝剂添加量的调整后发现，絮凝剂在黑水中的加入量控制在2g/t 左右时，既能够保证五环炉装置的长周期稳定运行也可以保证卧螺式离心机的正常运行。

2.4 卧螺式离心机备机管理问题

化工企业做好备机管理是保证装置能够长周期稳定运行的重要环节。单套黑水处理系统共4台卧螺式离心机，每台累计运行周期大概8个月左右就需返厂进行维修，维修时间大概1个月。装置运行初期卧螺式离心机采用两开两备用，每一周进行一次倒机，卧螺式离心机运行也比较稳定，但存在所有卧螺式离心机运行周期几乎同时到期需要返厂维修，导致无法保证黑水处理系统正常运行的情况。采用的解决办法，卧螺式离心机采用两开两备，运行的卧螺式离心机只要不出现问题就保持一直运行，当出现问题无法运行时再进行倒机处理，需要返厂维修的及时返厂维修，这样可以保证卧螺式离心机最少有三台可用，不会出现无机可用的情况，保证黑水处理系统的稳定。

2.5 卧螺式离心机日常维护管理问题

保证卧螺式离心机的正常运行需要做好日常维护工作。因日常润滑工作班组人员做的不到位经常造成卧螺式离心机的前后轴温度高，严重的造成轴承损坏。为避免类似的情况发生，设备管理人员对卧螺式离心机的日常管理进行了一系列的规定，包括每8h 对前后轴的加油点进行一次加油；连续运行5d，停机拆开进行内部检查、加油和清理内部积泥。通过细致化的日常维护管理，解决了离心机经常因润滑不到位或者内部积泥严重导致轴承损坏的情况。

3 小结

①解决了离心机磨损的问题，延长了卧螺机的使用周期，为系统的长周期运行提供保障。②研究了煤种和药剂方面对卧螺式离心机的影响，为同类装置中卧螺式离心机的问题提供了解决的思路。③在卧螺式离心机的备机管理和日常维护方面的研究，提升了管理人员的设备管理水平。

4 结论

通过对卧螺式离心机在磨损，煤种适用性，药剂添加，备机管理以及日常维护方面出现的问题进行分析研究，针对每个问题采取了可行的措施，解决了影响卧螺式离心机在五环炉黑水处理系统中运行的问题，保证了卧螺式离心机在五环炉黑水处理系统中的长周期稳定运行。