新型离心机过滤筛网的研制与应用
1 前言离心脱水是碘盐生产中的一道重要工序,而离心机是这道工序中的关键设备。近几年有些离心机厂家开发生产的新型ｈｒ系列卧式双级活塞推料离心机,有性能高、分离效果好、结构紧凑耐用等诸多优点,但价格昂贵增加了用户负担。由于食盐质地较硬(莫氏2～2.5)晶体呈正六面体结构,棱角锋利又有腐蚀性,较其它行业如:制糖、制药、化肥、化工等领域筛网磨损较快。
老式筛网的筛条截面呈楔形或为梯形,如图1。运行中,料浆与筛网内表面接触并有相对运动形成内表面磨损。当磨损量达ｂ1时(约2.5ｍｍ～3ｍｍ),筛网报废。这时的缝隙由δ增大至δ1。因δ1与磨损量ｂ呈线性关系,造成中后期筛网缝隙过大,小颗粒盐及粉盐随甩后液流失过多,减少了成品回收率,损失较大。 根据唐山涧河盐场的生产情况看,老式筛网的间隙为δ0.25ｍｍ～0.28ｍｍ,当产量达到4000ｔ时,间隙为0.35ｍｍ～0.4ｍｍ,此时盐损加大,开始流失盐沫。当产量达到1.2万ｔ,磨损2ｍｍ左右,间隙变为0.5ｍｍ～0.6ｍｍ左右,这时出现的主要问题是细盐流失量过多,不仅使洁白的精盐变成了盐泥(在筛网上是几百元一吨的产品,到筛网下变成了几元钱一车的废物)。更主要的是每班工人都得用铁锹清理沉积在盐沟中的盐沫,大大增加了工人的劳动强度。针对上述问题,结合生产实际与唐山涧河盐场、山东无棣精盐厂合作共同研制开发了适合盐业生产的长寿命、低消耗的新型过滤筛网。
2 新型离心机过滤筛网的研制
2.1 改进结构形式,减少细盐损失因为原过滤筛网筛条间缝隙呈梯形,随着筛网的磨损梯形上底下移,所以筛网间隙增大,如果将梯形上底平行向上延伸一平段,那么筛网磨损后的缝隙不会改变,细盐流失问题就会解决。第一套改进型筛网经涧河盐场试验滤水效果不好,淡水冲网次数增加。分析原因:一是平行段增加了滤水阻力,二是有细盐卡在平行段阻塞过水通道。我们重新进行设计,将平行段也改成小梯形结构,微调、上端梯形的角度和长度,配合调整筛条间隙,经多次修改试验成功,达到了预期的效果,如图2所示的双梯形缝筛网。当每套产量达到1.2万ｔ时,磨损量与普通筛网同在1.2ｍｍ时,间隙由普通筛网的0.5ｍｍ降为0.35ｍｍ以下,减少了细盐的损失,增加了产品率。
2.2 选用耐磨材质提高筛网寿命
我们改进筛网的目的是延长筛网使用寿命,选择几种耐磨防腐材质做成单块网片与普通材质筛网搭配装用,进行对比实验,实验中发现一种材质高耐磨、高耐蚀、高硬度,符合延长寿命的要求,但韧性太差、脆性太强,这一缺点影响安装使用,为了克服这一缺点,将这种材质复合到不锈钢板上,形成一种双层复合材质,既底层(基层)用不锈钢,表层(工作层)用这种耐磨材质,这样整个产品既有柔韧性,又特别耐磨如图3示,达到了延长使用寿命的效果。这一技术已申获国家专利。
3 两种筛网搭配装用产生效果
(1)我们在无棣精盐厂更换小转鼓(φ410)筛网时,交错搭配装用两种不同类型的筛网,一种是新型不锈钢筛网,另一种是双层材质筛网,两种筛网对称交错安装,用于粉精盐的固液分离。当产量达到4.06万ｔ时,普通网报废,双层材质网仅磨损了0.5ｍｍ。拆换下的双层材质网与下一套新的普通网搭配安装在原部位继续试验,按磨损量与产盐之比推算,一套双层材质网的寿命是原不锈钢网寿命的3倍,说明该网达到了预期的效果,同时配用的普通筛网的寿命也大为提高,增幅为45%。并且离心机的工作效率脱水能力显著提高。
(2)两种筛网搭配使用后,普通网寿命和离心机脱水能力提高的原因。为便于分析,我们将试验数据列于表1。
由此表可看出产盐至0.7万ｔ时,即在两种网的接缝处形成明显的台阶,正是这一台阶造成了普通网的耐用度提高。为说明问题,我们来看一下离心机的工作过程,料浆沿进料管进入小转鼓中心,由轴向流动变为径向运动,主要是在重力作用下下落,同时也有一定的旋转速度。但此旋转速度远低于转鼓的转速。当料浆与转鼓滤网表面接触时,两者之间相对运动磨擦造成了滤网的周向磨损。表面越光滑料浆加速时间越长其周向磨损越剧烈,再加上推料过程的轴向磨损,造成一级筛网磨损量较大,这就是一级滤网比二级滤网寿命短的原因。搭配装用的两种筛网之间出现台阶,料浆与滤网间的附着力增加,料浆加速时间缩短,相对运动相应减小,故筛网磨损量减少,寿命也随之提高。其次,料浆加速时间缩短等于在短时间内即获得较大的圆周速度和离心力,又提高了固液分离能力,这是此次试验得到的意外收获。
4 结论
双梯形结构筛网能有效地降低盐损;双层材质筛网能实现高耐磨长寿命;而两种不同类型的筛网搭配装用又能使普通网的寿命提高45%以上。若对称交错装用3块—4块双层材料筛网,效果会更好并且不同类型筛网之间的台阶不影响推卸料效果。该产品诞生三年多来,已得到全国十几家生产企业的认可,为企业降低生产成本数十万元,创造综合经济效益数百万元,并获得两项实用新型国家专利。在盐业和其它类似行业均有一定的先进性和实用性,具有十分广泛的应用前景。
变频调速装置在离心机拖动系统上的应用
1 改造前离心机生产工艺及缺点
离心机是对某产品精制装置。聚合反应后生成的某粗产品，含有乙醇水份等杂质，要经过甩干精制后才能成为成品。这样，离心机生产工艺程序分为布料、匀料、离心甩干三个阶段。布料需2分钟，电机转数为300转／分；匀料为1分钟，电机转速为500转／分；离心甩干为2分钟，转数为900—1000转／分。改
造前，由于靠操作员用肉眼观察速度变化，通过频繁起停电机实现调速以满足生产要求，致使电流冲击很大，电机及电气元件烧损严重、调速性能不好，产品质量低、电能损耗严重。
2 变频改造方案
鉴于上述情况，决定对离心机拖动系统进行变频改造。
2．1 富士逆变器(frenic5000bg9—68kw)
富士逆变器是综合现代化技术制造出的高可靠性产品，主要特点如下：(1)开关元件采用gto，提高了逆变可靠性。(2)采用脉宽调制，使等效波形接近正弦波，减少了高次谐波分量，提高了输出电压质量。(3)富士逆变器bg9／bp9系列采用了双cpu 控制，使逆变器控制性能大大提高，保护功能更加完善，操作也更简单、可靠。
2．2 改造方案
该装置共有四台离心机，1#。2#为一组，对应一台反应釜，3#、4#为一组，对应另一台反应釜。每组两台离心机，正常时一台工作，一台备用。在一般情况下只开一台即可满足生产，当产品产量比较大时，才每组开一台共两台同时工作。根据生产特点，确定方案如下：(1)每两台离心机共用一台变频器，在变频器输出端加装双投双掷隔离开关进行切换。1#、2#共用一台变频器；3#、4#共用一台。这样既可节约资金，又提高了变频器的使用率。(2)为了防止因变频器故障而影响生产，在变频器前端装设了接触器，这样即可把逆变器旁路出来进行检修，又不影响生产。(3)根据离心机转动惯量大的特点，决定选用g9系列逆变器，由于拖动电机为45kw，考虑到留有一定裕度，选用68kw逆变器。(4)根据工艺要求，逆变器功能曲线按离心机性能设定，逆变器设定为多级式变速控制方案，布料初期同步转速为300转／分；匀料时定为500转／分；甩于时定为1000转／分。(5)由于现场要求防爆，变频器装设在配电间内，通过输出电缆向负载电机提供频率可调的动力电源，离心机旁只装设防爆控制按钮，以实现起动、停止和分级调速的功能，其它显示功能等均装在操作台上，操作台安装在配电间。(6)为了提高生产率，缩短每次停车时间，逆变器增加能耗制动设备。(7)变频器切换开关，能耗外附装置，变频器出vi接触器统一安装在控制台内，各种指示表计和远方操作系统等安装在控制台台面上(8)考虑到外围控制的自动化和将来进一步提高控制水平，以便和计算机联网，在逆变器外增设plc程序控制器，由plc调节各个阶段的转速，同时备有扩展功能接口。
关于离心机的显示屏保养注意事项
离心机制造技艺伴随着科学的不断发展，它在逐步的更新、发展和完善，产品在质量上、还有在工业制造和实验操控中离心机发挥的作用愈来愈大，功效也愈来愈明显。
离心机各个部件都发挥着不一样的作用，所以某个部件出故障，将会造成实验离心操控不可以正常进行，
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