温 暖，刘混举

(1.太原理工大学 机械工程学院，山西 太原 030024；2.神东煤炭集团公司， 陕西 神木 719300)

0 引言

在洗选煤行业中，作为一种固液分离的设备，离心机发挥着重要的作用。离心机可浮选精煤中的水分，且具有单位时间内处理的煤炭量大、脱水效果好、结构简单、对场地的要求较小等优点。因此研究离心机的工况，并对其进行故障分析和故障排除，可以减小故障率，提高运行的可靠性，从整体上提高运行效率。本文以神东洗选公司在用的几种典型脱水离心机为例，结合离心机的工况进行分析，提出了离心机常见故障和排除方法，以降低离心机发生故障的可能性，进而提高离心机的煤炭脱水效率和运行的可靠性。

1 洗煤厂离心机的类型

根据不同的分类原则，离心机可以分为不同的类型。本文中按照脱水后固体的卸载方式将离心机分为三种类型，即惯性卸料、振动卸料和刮刀卸料。再根据设备整体的结构形式，将振动卸料离心机分为立式和卧式两种。

2 洗煤厂离心机工作原理

2.1 卧式振动卸料离心机工作原理

物料在卧式振动离心机中主要受到两个力，一个是直径方向高速旋转离心力，另一个是来自于轴向振动的惯性力。因为与离心力相比，物料的重力要小很多，因此可忽略不计。目前使用的振动卸料离心机的分离因数一般在60～140之间，适用于直径为0 mm～13 mm物料的脱水。

待处理的物料在离心机的内部受到的振动惯性力的方向和大小都是一直变化的。当惯性力方向向右且数值达到最大时，可将离心力C正交分解为对筛表面的两个正交作用力，即CP和Ct；同样振动惯性力J也可分解为两个力，即JP和Jt。将振动惯性力的切向分力和离心力的切向分力相加，当二者之和大于物料与筛面的摩擦力时，物料就会在切向分力之和的作用下克服摩擦力的作用沿着筛篮表面向外端移动，即卸料过程。

当物料为原煤时，摩擦因数f一般在0.3～0.5之间。考虑筛网较光滑，物料在振动作用下一般是分散状态，所以f取小值，相当于摩擦角选取17°，而一般情况下筛篮的半锥角处于10°～15°之间，因此物料只在离心力切向分力Ct的作用下不会向筛面外侧滑动。因为来自于振动惯性力的那一部分切向分力Jt一直在发生变化，因此两个切向分力的和也是一直在变化。当摩擦力小于二者之和时，物料在合力的作用下沿着筛篮表面外侧移动；当摩擦大于二者之和时，物料处于静止状态。因此说，在筛篮中的物料发生着间断性运动，物料向筛篮外侧移动的速度大小取决于筛篮的锥角。在运动和停止这两种状态的交替作用中，物料处于分散状态，这样有利于增大物料之间的空隙，便于水分排出，从而提高细粒物料的脱水效果。

2.2 立式振动卸料离心机工作原理

在结构上，立式振动离心机和卧式振动离心机基本相同，区别就在于筛篮的排列分布形式上，筛篮在立式离心机中的放置形式是垂直的。立式振动卸料离心机的工作原理是：物料经入料漏斗进入离心机，并均匀地分配到筛篮底部，在离心力的作用下物料逐渐加速并被甩向筛篮小端锥面；由于轴向振动，物料沿筛面由下向上运动，在运动过程中实现固液分离；离心液通过集水槽排出，脱水后的物料由筛篮的上端排出，受到机壳阻挡后，再折返落入底部排出。振动的作用还促进物料处于松散状态，从而改善了离心脱水机的脱水效果。

2.3 刮刀卸料离心机的工作原理

根据筛篮排布形式，刮刀卸料离心机同样可以分为卧式和立式两种。刮刀卸料离心脱水机采用离心过滤的原理，湿煤通过入料口进入筛篮与螺旋刮刀之间的空间。在离心机的作用下，水和小的颗粒(离心液)透过物料层，穿过筛网，沿上盖流入上部外壳的集水槽，然后通过设计在机器两侧的排液管排出机外,煤粒则保持在筛网内侧，因螺旋刮刀与筛篮之间有一转速差，螺旋刮刀可将煤粒从筛网上刮下，并将其排送至筛网底部，从而把脱水后的煤卸到机器下边的收料漏斗里。

刮刀螺旋角β是指煤流运动轨迹与筛条之间的夹角，目前设计值β=45°～60°，则筛缝的有效宽度B=b/sinβ(其中，b为刮刀螺距)。由此可见，正确选择刮刀螺距对离心机脱水很有意义。刮刀和筛篮之间的间隙要求为(2±1)mm，可以通过增减轴凸缘上的垫子，使刮刀升高或降低来调节此间隙。

3 离心机的故障分析与排除

所谓离心机的故障分析与排除，就是当设备出现故障时能够准确识别出故障原因并采取对应的措施将故障排除，实质上是一个故障分析和故障诊断的问题。

3.1 过滤式刮刀卸料离心机常见故障分析与处理

过滤式刮刀卸料离心机的常见故障、故障原因和排除措施如表1所示。

表1 过滤式刮刀卸料离心机故障分析与排除

3.2 卧式振动卸料离心机常见故障及处理

卧式振动卸料离心机的常见故障、故障原因和排除措施如表2所示。

3.3 立式振动卸料离心机常见故障及处理

立式振动卸料离心机的常见故障、故障原因和排除措施如表3所示。

3.4 操作人员应注意的事项

(1) 操作人员在工作前应阅读值班记录，并进行设备的总检查。检查内容包括三角带的张紧程度、振动器中的油位情况、筛面张紧情况、各部螺栓紧固情况和筛面破损情况。

(2) 筛子启动应遵循工艺系统顺序。

(3) 在筛子工作运转时，应用视觉和听觉检查激振器和筛箱工作情况。停车后应用手触摸轴承盖附近，检查轴承温升。

(4) 筛子停车应符合工艺系统顺序。除特殊要求外，严禁带料停车后继续向筛子给料。

(5) 筛子是高速运动的设备，筛子运转时操作巡视人员应与之保持一定的安全距离，以防发生人身事故。

3.5 定期检查

(1) 周检：检查激振器、筛面、支撑装置等各部螺栓紧固情况，当有松动时应加以紧固；检查传动装置的使用状况和连接螺栓的锁紧情况；检查三角带张紧程度，必要时适当张紧。 检查筛子时，需特别注意查看在飞轮上的不平衡重块固定的是否可靠，若固定不牢，筛子运转时不平衡重块就可能脱离飞轮，导致安全事故。

表2 卧式振动卸料离心机故障分析与排除

表3 立式振动卸料离心脱水机故障排除一览表

(2) 月检：检查筛面磨损情况，如发现明显的局部磨损应采取必要的措施，并重新紧固筛面；检查整个筛框，主要检查主梁和全部横梁焊缝情况，并仔细检查是否有局部裂纹；检查筛箱侧板全部螺栓情况，当发现螺栓与侧板有间隙或松动时，应更换新的螺栓。

4 结语

通过对选煤厂离心机的故障分析，可知离心机的故障表现形式多样。本文通过对三种类型离心机异常故障的分析，确定了常见的故障，并给出了具体的解决方法。离心机是一种高效脱水设备，为确保设备高效、稳定、正常运转，必须严格遵守操作规程，加强设备的日常维护、使用和管理，对出现的事故及时进行分析和采取有效措施，才可以有效提高离心机的使用效率。

参考文献：

[1] 郭苗,王新文,王宏凯,等.进口卧式刮刀离心机的基本原理及实践[J].煤矿机械,2010,31(9):197-199.

[2] 温艳辉,阚晓平,石永超.立式刮刀卸料离心脱水机的改进及常见故障诊断[J].煤矿机械,2008,29(8):123-125.

[3] 张新义.HSG型卧式振动卸料离心机结构与常见故障[J].机械管理开发,2015,30(6):118-121.