1.1．概述
臥式螺旋卸料沉降離心機（以下簡稱離心機）可以用于污水處理中的污泥脫水與污泥濃縮脫水的工藝對經(jīng)絮凝處理的污泥進行脫水或濃縮脫水。濃縮脫水離心機外觀如圖所示。
1.2．主要技術(shù)參數(shù)列表如下：
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制造商
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綠水分離設(shè)備有限公司
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名 稱
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單位
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數(shù)值
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備注
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型 號
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LW550×2350
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結(jié)構(gòu)形式
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逆流型臥式螺旋卸料沉降離心機
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處理能力
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m3/h
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50
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工作時間
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h
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24
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脫水后污泥含水率
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%
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＜80
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固體回收率
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%
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≤95
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設(shè)計轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
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r/min
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3100(無級可調(diào))
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分離因數(shù)
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G
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3000(無級可調(diào))
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轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑
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mm
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550
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長徑比
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4.27
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轉(zhuǎn)鼓固體排放口形式
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360°可轉(zhuǎn)動的耐磨套排渣口
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螺旋推料器形式
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雙錐角加緩沖板結(jié)構(gòu)
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螺旋芯管排料口形式
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圓弧形出料口
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轉(zhuǎn)鼓固渣排放口耐磨
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可更換納米鋯剛玉陶瓷
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螺旋葉片刮泥部耐磨
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可更換鑲焊德國硬質(zhì)合金片
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差轉(zhuǎn)速
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Rpm
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2～30（無級可調(diào)）
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螺旋扭矩
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N·m
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≥8000
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螺旋葉片
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全程碳化鎢熱噴涂
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機架
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碳鋼涂防腐底漆和面漆
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噪聲
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dB(A)
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≤85距機組1m處
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振動烈度
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mm/s
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≤5
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額定電壓
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V
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380
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防護等級
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IP
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55
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絕緣等級
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F
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F
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外形尺寸（L×W×H）
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mm
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4536×1448×1543
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整機重量
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kg
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6650
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設(shè)計壽命
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＞20年
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控制形式
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PLC控制
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箱體形式
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立式控制柜
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1.3.結(jié)構(gòu)、性能、特點和質(zhì)量水平的描述
離心機主要部件有：（1）轉(zhuǎn)鼓、（2）螺旋輸送器、（3）行星齒輪差速器、（4）主電機、（5）輔電機、（6）機座。
1.31轉(zhuǎn)鼓采用大長徑比結(jié)構(gòu)，長徑比L/D=4.27加長了沉淀區(qū)，提高了分離效果。
轉(zhuǎn)鼓筒體是一個整體，相對于多段連接轉(zhuǎn)鼓同心度高，振動小，具有更高的強度和剛度，使離心機具有更長的使用壽命。同時，減少對空氣的擾動，降低離心機工作時的噪音。
轉(zhuǎn)鼓的小端有固相排出口，由螺旋輸送器輸送過來的沉渣就是從固相排出口排出轉(zhuǎn)鼓。排渣放口采用切線式排料，無磨損。 
清液出口在轉(zhuǎn)鼓的大端，該出口有可以調(diào)節(jié)液池深度的堰板。堰板的調(diào)節(jié)量可以達到30毫米以上。這就使得離心機的適應(yīng)性得到很大的提高，可以分離多種性能各異的物料�！ �
離心機的主軸承座裝在轉(zhuǎn)鼓的兩端的蓋板軸上，并且固定在機座經(jīng)水平調(diào)整的墊板上。
離心機的轉(zhuǎn)鼓采用AISI304，排渣放口采用鑲裝可更換360度可轉(zhuǎn)動的納米金剛玉（陶瓷）鑲套（厚度≥4mm），使用壽命大于30000小時，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面按物流方向裝有縱向筋條以保護內(nèi)表面不被磨損。轉(zhuǎn)鼓分離液排出口，采用液層厚度可調(diào)節(jié)的堰口。
1.3.2螺旋推料器采用AISI304不銹鋼材質(zhì)，其一、螺旋葉片刮泥部位鑲焊德國純銀焊接工藝精制而成硬質(zhì)合金成型耐磨片，厚度≥3mm，以提高螺旋使用壽命、避免了普通硬質(zhì)合金片打孔鑲裝帶來的強度損失及韌性破壞，使用壽命一般不低于30000小時。
其二、螺旋推料器采用雙錐角加緩沖板結(jié)構(gòu)，在前端兩個螺葉間加BD板作雙向擠壓，由于緩沖板的作用,提高了轉(zhuǎn)鼓液池深度，增強了泥餅之間的擠壓力，達到污泥二次脫水效果，由于雙錐角的作用使泥餅排放順暢, 從而提高處理能力并降低了藥耗量。
其三、螺旋推料器芯管采用AISI304不銹鋼制成，螺旋推料器筒體進料孔采用分段的形式圓弧型出料口；其剖面是圓弧狀的，分段的進料避免了物料對螺旋葉片的直接沖刷，使螺旋能長周期地安全運行。圓弧狀的進料口使物料經(jīng)過時的流速分布更均勻，不容易形成流體死角，杜絕了造成窄縫腐蝕的條件空間，降低了螺旋體受到侵蝕的風(fēng)險。采用優(yōu)化的變螺距結(jié)構(gòu)，盡量避免了堵料現(xiàn)象的發(fā)生。螺旋的出口也采用了可更換地納米金剛玉（陶瓷）鑲套。螺旋制造過程中增加振動時效處理及電腦動平衡自動配重平衡工藝，從而提高了機器的整體性能和工作壽命，使用壽命大于30000小時。
1.3.3 選用先進的漸開線行星齒輪差速器，螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差轉(zhuǎn)速為2～30r/min、差速調(diào)節(jié)精度值≤0.1rpm、螺旋扭矩≥8000Nm。
行星齒輪差速器安裝在轉(zhuǎn)鼓的大端。輸出軸與螺旋輸送器相連接，能夠使螺旋以稍稍不同于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。輸入軸通過帶輪、窄V帶與輔電機相連接。
臥螺離心機的差速器無故障運行時間達20000小時以上。
1.3.3.1背驅(qū)動裝置系統(tǒng)
自動調(diào)節(jié)差轉(zhuǎn)速(根據(jù)物料濃度及流量變化,導(dǎo)致螺旋力矩的變化,背驅(qū)動裝置連續(xù)不斷地測量、計算出變化的力矩,從而改變副電機的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)改變差速)，以保證泥餅的恒干度，得到較好的泥餅。根據(jù)物料情況,背驅(qū)動裝置, 改變旋轉(zhuǎn)反向,實現(xiàn)正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)功能。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的堆積,背驅(qū)動裝置實現(xiàn)反轉(zhuǎn),這時差速很大,使堆積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料容易排出。
 1.3.4臥螺機的主、輔雙電機，采用國際名牌ABB變頻調(diào)速電機，符合IEC43-1標準，380V、三相、50Hz，電動機為臥式交流鼠籠感應(yīng)電動機，電機保護等級符合IP55標準，絕緣等級為F級。臥螺機轉(zhuǎn)鼓由電動機、變頻器驅(qū)動，啟動平緩，運轉(zhuǎn)過程中無級可調(diào)。
1.3.5雙電機雙變頻能源再生系統(tǒng)
實現(xiàn)能量共享,電力消耗大可節(jié)約大(在螺旋滯后時，輔機都是處在發(fā)電狀態(tài)，主電機則是在電動狀態(tài)，輔機發(fā)電導(dǎo)致母線電壓上升，然后通過母線互聯(lián)，將上升電壓消耗在主機上，從而減少了從電網(wǎng)吸納的電能，起到了節(jié)能的作用)響應(yīng)速度快(變頻調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間僅150～200ms)離心機中的螺旋輸送器可正反轉(zhuǎn)，作就地清洗。
1.3.6 恒力矩控制系統(tǒng)
螺旋力矩的控制副電機變頻器自動連續(xù)測量計算螺旋推料力矩，該力矩信號送到模塊處理中心，將實際測量值和設(shè)定值進行比較，得到誤差，該誤差按預(yù)先編制好的程序運行，模塊處理中心輸出控制信號，該信號輸入被控制的進料變頻器，改變其輸出頻率，由于進料螺桿泵受變頻器控制，因此調(diào)節(jié)了進料泵的轉(zhuǎn)速，使進料流量朝著減小力矩誤差的方向變化，從而使螺旋推料力矩始終保持穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)沉泥不產(chǎn)生任何堆積現(xiàn)象，避免了堵料的發(fā)生。
1.3.7 機座采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)，底層噴涂含云母和氧化鐵底漆80μmDFT，表層噴涂高級氯丁橡膠漆100μm，并經(jīng)汽車專用烤漆房烘烤工藝，機殼、機罩殼，表面拋光鈍化后進行光飾亞光處理，保證各部件的耐腐蝕性和美觀性。所有與物料接觸的密封墊采用聚四氟乙烯材料和氟橡膠，氟橡膠耐高溫、耐磨、耐腐蝕。機架由空心方鋼梁焊接而成，表面有兩層底漆和兩層面漆，地腳配備減振器。
離心機機座底部配有AISI321不銹鋼材質(zhì)的污泥排出口管件，以法蘭形式與污泥無軸螺旋輸送機和清液排出管道軟連接。
1.3.8 所用連接緊固件全部采用AISI304，螺栓螺母符合ISO272、ISO4759/1 8.8級要求，墊圈符合ISO/R887要求，臥螺機與液體接觸的零部件材質(zhì)均使用不銹鋼材料，與機座連接緊固件均采用鍍鋅和涂漆保護。
所有旋轉(zhuǎn)部件裝于密閉殼體中，全密閉降低噪音。
1.3.9 整機裝配完成，空車調(diào)試階段采用電腦動平衡儀進行全程檢測，并做加水模擬負載動平衡實驗，確保機器運行的穩(wěn)定性和可靠性。
1.3.10 臥螺機軸承系統(tǒng)均采用油脂強制潤滑，壽命大于100000小時。
1.3.11 噪音和振動：
當整套設(shè)備空運轉(zhuǎn)，進料、出料口關(guān)閉的情況下，在制造廠測試，設(shè)備周圍1米處的平均噪音將不超過85dB（A）。
當離心機空轉(zhuǎn)，無水、在制造廠測試時，振動將不高于5mm/S。機器運行中，如果振動過大，為保證安全，可通過振動開關(guān)停車。
1.3.12 堵料故障無需拆機，只要啟動螺旋推料器裝置自動排渣，清除積料。
1.3.13離心機停機須進行反沖洗，反沖洗只需開啟沖洗水閥及沖洗水泵即可完成。
1.3.14 離心機設(shè)有緊急停機，電機過熱/過載，螺旋推料器過載，軸承溫度，振動等保護功能。
1.4. 主要配套件：
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序號
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名 稱
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生 產(chǎn) 公 司
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1
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所有密封
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臺灣SOG公司
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2
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軸承
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日本NSK公司
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3
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窄 V帶
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美國MOUNTAIN公司
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4
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差速器軸承
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日本NSK公司
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5
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高強度不銹鋼螺釘
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臺灣THE公司
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6
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耐磨材料
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德國GN－W2C硬質(zhì)合金成型塊
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7
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變頻器
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艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司
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1.5. 技術(shù)特點：
 1.5.1 離心機采用雙錐角結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善了螺旋排渣條件，保證排渣的順暢，運行中不會堵料，提高了處理量。
1.5.2 雙變頻的驅(qū)動系統(tǒng)為國際最先進和普遍采用的（譬如，瑞典a-Laval、德國Flottwege、Westfalia(GEA)、意大利的PIERALISI、ANDRITZ等）。該系統(tǒng)的主電機由變頻器控制通過V型膠帶直接驅(qū)動離心機的轉(zhuǎn)鼓。而差速系統(tǒng)的副電機由變頻器控制通過V型膠帶控制行星齒輪差速器的輸入軸轉(zhuǎn)速，以達到控制螺旋差轉(zhuǎn)速的目的。
1.5.3 特有軸承設(shè)計
用專業(yè)的程序設(shè)計選用合理的軸承尺寸、型號和精度等級，提高軸承的穩(wěn)定性和壽命，使得所選軸承有足夠的負荷比，確保軸承長周期運行的可靠性。
由于在長年的離心機制造過程中積累大量的經(jīng)驗，創(chuàng)造了獨特的軸承裝配條件的選用規(guī)則，能夠使高速轉(zhuǎn)動的軸承其工作溫度保持 在一個很安全的范圍。從根本上降低了高速運轉(zhuǎn)的離心機主軸承發(fā)生故障的可能性。
浮動端主軸承采用NU型滾柱軸承。該軸承承載能力大，軸向移動自如。螺旋軸承采用NJ型滾柱軸承。以限制螺旋的軸向移動。
固定端主軸承采用深溝球軸承。它能同時承載徑向與軸向兩個方向的載荷。螺旋軸承采用NG型滾柱軸承與推力軸承的組合，分別承載螺旋的徑向、軸向載荷。如下圖所示。
離心機主軸承和螺旋軸承均采用油脂潤滑。使用一般潤滑脂潤滑，主軸承需每24小時加油一次，螺旋軸承可以3個月加油一次。如果使用長效潤滑脂，那主軸承可以做到每1500小時加油一次。
對軸承的運行狀態(tài)進行嚴格的實時顯示監(jiān)控和報警，如有不正常的情況出現(xiàn)，可以及時報警和及時糾正運行中的偏差，可以杜絕離心機軸承故障，確保離心機安全、穩(wěn)定、可靠運行，延長了主機軸承使用壽命。臥螺離心機的主軸承無故障運行時間一般達2年以上。
1.5.4 先進的整機平衡技術(shù)
整機平衡是對采集到的離心機運行綜合振動信號經(jīng)過頻譜分析，確定影響機器振動的主要因素，通過加試重量的方法，最后科學(xué)地計算出機器平穩(wěn)運行需要的配重，使機器運行平穩(wěn)。
該方法的正確運用，能保證離心機能在一個比較低的振動環(huán)境中工作。
該技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先
1.6．濃縮脫水一體機的特點
將濃縮與脫水的二步污泥處理工藝流程合并為濃縮脫水一步流程，對離心機來說，進料的污泥的情況就發(fā)生了比較大的變化。離心機僅作為脫水機，進料污泥的濃度一般在2~6%Wt左右；而作為濃縮脫水機，進料污泥的濃度只有0.6~1.2%Wt左右了。這就需要離心機有比較大的沉降能力。同時，污泥濃度低，經(jīng)離心機分離出來的固相物也就相對減少，排渣含水率就會相對高。對此，在離心機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制方面采取以下措施。
1.6.1．轉(zhuǎn)鼓采用大長徑比結(jié)構(gòu)。長徑比L/D=4.27，加長了沉降區(qū)，提高了分離效果與處理能力。
1.6.2．采用大錐角加緩沖板的先進技術(shù)增加沉降能力
轉(zhuǎn)鼓錐段采用大錐角，加長了轉(zhuǎn)鼓直段的長度約12%，就提高了離心機的沉降能力12%。增加緩沖板，使離心機能在超液池深度的狀況下工作，增加沉降能力15%。綜合這兩項，離心機的沉降能力就會提高28.8%。
1.6.3．采用大錐角加緩沖板的先進技術(shù)降低排渣含水率
采用大錐角，沉渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)受到更大的擠壓，含水會更低。緩沖板的存在，會對沉渣進一步壓縮，沉渣的含水率會進一步降低。
1.6.4．在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面按周向等分地裝焊厚度適當?shù)慕顥l，筋條的存在使得在轉(zhuǎn)鼓與螺旋間的物料不會沿轉(zhuǎn)鼓周向滑動。提高螺旋輸送器的推料效率（見下圖）。
1.6.5．螺旋輸送器采用垂直于軸線的推進葉片。采用垂直于軸線的推進葉片會使螺旋輸送能力適當?shù)叵陆�，但同時會提高螺旋對沉渣的擠壓力，有利于沉渣脫水。這消除了離心機作為濃縮脫水一體機的負面效應(yīng)。
1.6.6. 在葉片上離液池液面五分之一的液池深度處，加工出如圖所示的鏤空圓孔，使得部分清液可以通過該孔直接穿越螺旋葉片沿轉(zhuǎn)鼓軸向流動，使流動速度降低到原來的三分之一，這樣就減少了液體流動對固相沉降的擾動效應(yīng)，提高了離心機的沉降能力，而低于液池深度五分之四的固相，由于流體的流速降低就更容易沉降，在螺旋推料器作用下被輸送到轉(zhuǎn)鼓出渣口排出，使固相的回收率提高，離心機沉降處理能力上升。鏤空式螺旋葉片設(shè)計使得固液分離的方向正好相反，大大地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。
1.6.7.采用恒扭矩的自動控制方法，使緩沖板一直處于正常發(fā)揮作用的狀態(tài)下，不會因為螺旋輸送器排泥太快而失去或減弱其作用。
1.6.8.臥螺離心脫水機的制造工藝措施
如前所述，離心機在超液池深度的狀態(tài)下工作，螺旋輸送器芯管直徑就會減小，就影響到整個輸送器的剛度與轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。所以在螺旋輸送器的制造加工過程中，要反復(fù)多次進行動平衡測試以保證其高速轉(zhuǎn)動時的平穩(wěn)性。
由于進料濃度低了，所以輸送器葉片表面粗糙度要低，要光滑，應(yīng)進行嚴格的拋光處理。
1.6.9．方便的操作與維修
1.6.9.1．結(jié)構(gòu)
離心機采用開放式結(jié)構(gòu)，將差速器、主軸承等經(jīng)常需要維護的部件外置，這樣，維護、維修差速器、更換主軸承就變的非常方便（如上圖所示）。
1.6.9.2．機罩
離心機在開車調(diào)試階段，裝拆時經(jīng)常需要打開上機罩。在離心機正常運行時，每個月也要打開機罩，為螺旋輸送器注油和對轉(zhuǎn)鼓的外表面進行保養(yǎng)。用人工打開機罩是一件很費力的事，往往需要2個以上人員才能做到。
轉(zhuǎn)鼓直徑大于500毫米（包括500毫米）的離心機專門設(shè)計的用液壓助推的新型機罩，開、合機罩相當方便、省力，只要一個人，就能完成開、合機罩的工作，并且增加了安全系數(shù)，避免意外受傷。
1.6.10.雙電機雙變頻與液壓差速器相比較
1、電功率消耗少，省去了油耗和冷卻水的消耗，因此綜合能耗相應(yīng)降低；
2、沒有油料和水的跑冒滴漏，污染環(huán)境；
3、雙電機雙變頻操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單，故障幾率大大減少；液壓差速器維護保養(yǎng)麻煩，故障幾率較多；
4、一旦離心機發(fā)生堵料時，雙電機雙變頻只要通過電機正反轉(zhuǎn)即可排除，反應(yīng)速度只有100～150ms，而液壓差速機構(gòu)就顯得操作比較麻煩，反應(yīng)速度慢，排除很困難；
5、液壓差速器差轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍只有0～20rpm，可調(diào)范圍較窄；雙電機雙變頻的控制方式其差轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍達2～30 rpm。
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