【正文】 1 緒 論 離心機(jī)是實(shí)現(xiàn)離心分離過(guò)程的機(jī)器。鹵水蒸發(fā)水分以后鹽呈結(jié)晶析出，將固體晶鹽從含鹽漿料液中分離出來(lái)，此分離過(guò)程就是靠離心機(jī)來(lái)完成的。鹽漿離心脫水的好壞不僅與結(jié)晶鹽粒的粗細(xì)、鹽漿中含固體石膏的多少，旋流后鹽漿的固液比以及料液的粘度等因素有關(guān)外，還直接與選用的離心機(jī)機(jī)型有關(guān)。制鹽生產(chǎn)中使用的離心機(jī)的機(jī)型較多，但是，我國(guó)現(xiàn)行真空制鹽生產(chǎn)中普遍使用的離心機(jī)則不外乎兩種關(guān)型 : 第一種，活塞卸料離心機(jī)，如廣重產(chǎn)的 WH800 活塞卸料離心機(jī)、引進(jìn)瑞士的 P4/2型雙級(jí)活塞卸料離心機(jī)、江北機(jī)械廠生產(chǎn)的 HR500N 型雙級(jí)活塞卸料離心機(jī)及杭州產(chǎn)的雙級(jí)活塞卸料離心機(jī)等。第二種，離心力卸料離心機(jī)，如廣重產(chǎn)的 wi650 型錐藍(lán)離心機(jī)及自行改裝 wzsso 型錐藍(lán)離心機(jī)等。 表 01 各種機(jī)型離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 一、各種機(jī)型結(jié)構(gòu)的比較 上述幾種離心機(jī)其工作原理是相同的，都是利用離心分離的原理來(lái)分離物料的，所不同的只是其結(jié)構(gòu)上的差異和卸料方式的不同而已，這就決定了它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上存在著諸多的異同點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)：由于這幾種離心機(jī)分離的工作原理相同，因此它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上必有很多相同點(diǎn) .此四種機(jī)型的離心機(jī) 都有回轉(zhuǎn)體，機(jī)殼、軸承座、機(jī)座等部件 .活塞卸料離心機(jī)都有卸料機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)。而且這些部件在不同的機(jī)型上所起的作用也是相同的，回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)鼓壁上開(kāi)有過(guò)濾孔，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有篩網(wǎng)，用以阻留物料，分離料液，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸同轉(zhuǎn)鼓相連，用以傳遞轉(zhuǎn)矩 。布料斗 (分配盤(pán) )同轉(zhuǎn)鼓同步旋轉(zhuǎn)，均勻分布物料于篩網(wǎng)上，機(jī)殼則起收集物料及分離出的料液 。軸承座起支撐回轉(zhuǎn)體的作用。而機(jī)座除支撐軸承座外還 2 起降低設(shè)備的重心，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性等作用。對(duì)于活塞卸料離心機(jī)，其液壓系統(tǒng)是提供液壓油，而卸料機(jī)構(gòu)則以液壓油為動(dòng)力，將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料推出進(jìn)入前機(jī)殼或集料槽。 結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn)：以上幾種離心機(jī)，錐藍(lán)離心機(jī)的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，它沒(méi)有液壓系統(tǒng)和卸料機(jī)構(gòu)，其卸料是靠其本身高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力來(lái)完成的。其轉(zhuǎn)鼓是圓錐形的，電機(jī)帶動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)鼓隨同主軸一起旋轉(zhuǎn)，在分離出料液的同時(shí)物料在離心力的作用下沿著篩網(wǎng)的表面卸出而進(jìn)入前機(jī)殼。所以它的結(jié)構(gòu)較活塞卸料離心機(jī)大大簡(jiǎn)化?；钊读想x心機(jī)的物料卸出是靠液壓系統(tǒng)提供的液壓油使活塞在換向滑桿的作用下實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由與推桿相連的推料盤(pán)將物料卸出，也正由于它們有液壓系統(tǒng)和推料機(jī)構(gòu)，并有安全閥、調(diào)節(jié)閥等附屬結(jié)構(gòu)，較錐藍(lán)離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多。而雙級(jí)活塞卸 料離心機(jī)較單級(jí)活塞卸料離心機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，雙級(jí)活塞卸料離心機(jī)有兩級(jí)轉(zhuǎn)鼓，其推桿是與一級(jí)轉(zhuǎn)鼓相連，而推料盤(pán)在軸向和徑向上均與二級(jí)轉(zhuǎn)鼓保持相對(duì)固定，其初級(jí)轉(zhuǎn)鼓兼作二級(jí)轉(zhuǎn)鼓的推料盤(pán)。其檢修難度較單級(jí)活塞卸料離心機(jī)要大，檢修時(shí)間也長(zhǎng)。 全套圖紙，加 153893706 因此，從結(jié)構(gòu)上看，錐藍(lán)離心機(jī)明顯優(yōu)越于其它機(jī)型的離心機(jī) :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便。 二、 分離能力的比較 離心機(jī)分離因數(shù) Fr = Rw2 /g 是表示離心機(jī)性能的重要參數(shù)，其值愈大，表示物料受到的離心力愈大，則分離的效果也愈好。從表 1 可以看出錐藍(lán)離心機(jī)的分離因數(shù)最大，故分離效果也最好 。單級(jí)活塞離心機(jī) WH800 的分離因數(shù)最小 .故分離的效果也最差 。而P4/2 或 HR500N 型 )型的離心機(jī)的分離因數(shù)介于前二者之間。物料的含水量也是衡量離心機(jī)分離效 果好壞的一個(gè)重要指標(biāo)?；钊读想x心機(jī)，由于其物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)推料盤(pán)的脈動(dòng)推料，物料有個(gè)不斷被擠壓的過(guò)程，所以分離出的物料含水量較小 。對(duì)于雙級(jí)活塞卸料離心機(jī)，其物料在卸出的過(guò)程中有個(gè)完全疏松、重新布料的過(guò)程，故其分離的效果更好，含水量更小。含水量越小，越有利于下一工序 — 干燥。由上所述可知， P4/2 型 (或 HR500N 型 )離心機(jī)較 WI 一 650(或 WZ 一 650)型或 WH 一 800 型離心機(jī)更適合于制鹽生產(chǎn)。 1 生產(chǎn)能力及能耗的比較 表 01 可以看出 P4/2 型 (或 HR500N 型 )離心機(jī)的生產(chǎn)能 力最大，每小時(shí)可產(chǎn)鹽12 ~18t。錐藍(lán)離心機(jī)的生產(chǎn)能力為 7 ~12t/h, WH800 型離心機(jī)的生產(chǎn)能 .力最小，為 3 3~7t/h，一臺(tái) P4/2 型離心機(jī)相當(dāng)于兩臺(tái) WH800 離心機(jī)的生產(chǎn)能力還要多。由 0表 2可知，錐藍(lán)離心機(jī)噸鹽耗電最小 。而 WH800 離心機(jī)噸鹽耗電最多，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì) .P4/2 型則介于其間。 2 操作及卒故頻度的比較 現(xiàn)真空制鹽所使用的離心機(jī)均需手動(dòng)洗車(chē)，人工調(diào)節(jié)進(jìn)料量，其自動(dòng)化程序較低，但是其操作均較簡(jiǎn)單。對(duì)于活塞卸料離心機(jī)，可每班洗車(chē)一次 .在工藝穩(wěn)定的情況下，其運(yùn)行狀況是很穩(wěn)定的，而不 需經(jīng)常調(diào)節(jié)，一旦工藝有波動(dòng)，則對(duì)其影響較大 .需適當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)料量 。對(duì)于錐藍(lán)離心機(jī) .則需每半小時(shí)洗車(chē)一 .次，操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度較活塞卸料離心機(jī)要大。但是其運(yùn)行狀況較活塞卸料離心機(jī)要穩(wěn)定得多，其原因是物料的錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間很短，短時(shí)的不均勻進(jìn)料對(duì)其影響很小，一旦進(jìn)料正常，它可很快回到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)節(jié)進(jìn)料量次數(shù)比活塞卸料離心機(jī)要少。 錐藍(lán)離心機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 .運(yùn)行狀況穩(wěn)定，出現(xiàn)設(shè)備事故的情況很少，如我廠除因油泵電機(jī)燒毀、電氣聯(lián)鎖裝置失靈而使軸承燒毀情況外，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)其它事故。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的不斷完善和改進(jìn)，更換面網(wǎng)更為 方便，面網(wǎng)的使用壽命大為延長(zhǎng)，停機(jī)檢修的頻度很小。 WH800 離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推料速度慢，對(duì)工藝波動(dòng)適應(yīng)性最差，經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)、機(jī)身螺絲斷或松動(dòng)、轉(zhuǎn)鼓松動(dòng)等事故，事故發(fā)生率最高 。P4/2 型 (或 HR500N 型 )離心機(jī)推料速度較快，對(duì)工藝波動(dòng)適應(yīng)性較WH800 離心機(jī)要好得多，雖然其結(jié)構(gòu)較 WH800 型離心機(jī)要復(fù)雜，但是其發(fā)生事故的頻率卻較小。因此，從這方面來(lái)看， WI650 型離心機(jī)和 P4/2 型 (或 HR500 一 N 型 )離心機(jī) WH 一 800 型離心機(jī)。 因此， WI 650 型離心機(jī)和 P 4/2 型 (或 HR500N 型 )離心機(jī)較 WH 一 800 離心機(jī)運(yùn)行要經(jīng)濟(jì)。以上從三個(gè)方面對(duì)制鹽在役的幾種離心機(jī)進(jìn)行比較，我們可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論 : 1.．不論從哪一方面看， WH 800 離心機(jī)都應(yīng)屬于被淘汰的機(jī)型。 2.．雖然從結(jié)構(gòu)、能耗及故障率等方面來(lái)看，錐藍(lán)離心機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì) .但是從設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性，鹽的含水量、生產(chǎn)能力及勞動(dòng)強(qiáng)度的改善方面來(lái)看， P4/2(或 HR500N)型離心機(jī)比 WI650 型錐藍(lán)離心機(jī)更適合于制鹽生產(chǎn)。 、檢修方使等特點(diǎn)。它在很長(zhǎng)一段時(shí)間將同 P4/2(或HR500N 型 )離心機(jī)并存而不會(huì)被取而代之，如果其自動(dòng)洗車(chē)問(wèn)題得到解決，它將有很大的發(fā)展前途。 三、選型論證，總體結(jié)構(gòu)概述，本機(jī)型的發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì) 分離機(jī)械的選型應(yīng)從分離物料的性質(zhì)、分離效果、處理量、分離過(guò)程的工藝要求、經(jīng)濟(jì)性等幾方面考慮。 4 (一 )分離物料的性質(zhì)、分離效果 分離物料的特性對(duì)分離機(jī)械的選用至關(guān)重要。物料中固相濃度含量、固體顆粒大小、形狀及分布、液固相的重度、液相粘度、揮發(fā)性、 pH 值、顆粒聚積狀態(tài)、腐蝕性、是否易燃、易爆、有毒等，這些特性決定了分離機(jī)械的類(lèi)型，如液一液分離，則用分離機(jī)；如 有毒則必須使用密閉式的，含固量少且顆粒小的宜用分離因素大的分離機(jī)；易揮發(fā)的不宜用真空過(guò)濾機(jī)；固相顆粒較細(xì)，物料易堵塞濾布或?yàn)V網(wǎng)不易再生的，可采用沉降式離心機(jī)等等。另外分離效果、分離要求對(duì)選型也至關(guān)重要。若分離后回收的是濾渣，則應(yīng)考慮濾渣的完整性，如不允許破壞固體顆粒結(jié)晶的則不能用刮刀卸料離心機(jī)或螺旋卸科離心機(jī)，還應(yīng)考慮濾渣的干燥度及洗滌效果等；若分離后回收的是濾液，則須考慮濾液的澄清度，濾液的回收率等。 (二 )分離過(guò)程的工藝要求及處理量 分離過(guò)程為間歇的還是連續(xù)的，卸渣是人工的還是自動(dòng)的，自控的程度為多少， 處理量的大小，這些因素對(duì)分離機(jī)械的選型起決定性的作用。如管式分離機(jī)適于處理量較小的場(chǎng)合等。選擇分離機(jī)械時(shí)，可根據(jù)分離物料的要求及物料特性，選出一種或幾種適用的機(jī)械，再根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、安裝維修是否方便等選出最佳的分離機(jī)械。 三足式離心機(jī)：三足式離心機(jī)是一種間歇操作的離心機(jī)。適用于分離含固相顆≥ μm的懸浮液，如枝狀、結(jié)晶狀或纖維狀物料，也可供紡織物的脫水，金屬切削鐵屑和潤(rùn)滑油的回收等。該類(lèi)機(jī)型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，過(guò)濾時(shí)間可根據(jù)物料特性及分離要求靈活掌握，濾渣洗滌充分，固體顆粒不易破碎等優(yōu)點(diǎn)。 主 要技術(shù) 參數(shù) 表 02 表 02 轉(zhuǎn)鼓 直徑 mm 800 高度 mm 400 有效容積 L 100 裝料限度 kg 1000 轉(zhuǎn)速 r/min 1500 分離因素 1000 電機(jī)功率 KW 外形尺寸長(zhǎng) 寬 高 mm 16301 250980 主機(jī)重量 kg 988 5 第 1 章 材料選擇 轉(zhuǎn)鼓的材料 NaCl 與轉(zhuǎn)鼓有直接接觸，對(duì)一般的材料具有腐蝕作用，故需采用抗腐蝕材料對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行設(shè)計(jì)，不銹鋼鋼種很多，性能又各 異，常見(jiàn)的分類(lèi)方法有： ① 按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類(lèi)，如馬氏體不銹鋼、鐵索體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼等。 ② 按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中一些特征元素來(lái)分類(lèi)，如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。 ③ 按鋼的性能特點(diǎn)和用途分類(lèi)，如耐硝酸 (硝酸級(jí) )不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等。 ④ 按鋼的功能特點(diǎn)分類(lèi)，如低溫不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。 鉻鎳奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼類(lèi)，鉻鎳奧氏體不銹鋼在多種腐蝕介質(zhì)中具有優(yōu)秀的耐蝕 性，并且綜合力學(xué)性能良好，同時(shí)工藝性能和可焊性等優(yōu)良，因此選用此類(lèi)不銹鋼作為轉(zhuǎn)鼓的材料制造，由于介質(zhì)中含有 Cl1離子，所以要加入鉬這種合金元素，加入鉬后的鉻鎳奧氏體不銹鋼，提高了鋼的耐還原性介質(zhì)的腐蝕性能和耐點(diǎn)腐蝕、耐縫隙腐蝕等的性能，所以在實(shí)際應(yīng)用中此類(lèi)不銹鋼常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。選用的不銹鋼的鋼號(hào)為： 0Cr18Ni12Mo2Ti。性能如下： 表 11 化學(xué)成分 (%) 鋼號(hào) C Si Mn Cr Ni Mo Ti S P 0Cr18Ni12Mo2Ti ≤ ≤ ≤ 16～19 11～14 ～ 5 (C%～) ≤ ≤ 表 12 力學(xué)性能 熱處理制度 室溫力學(xué)性能 σb， MPa σs， MPa δb,% ψ， % 6 1000～ 1100℃水冷 ≥ 530 ≥ 205 ≥ 40 ≥ 55 1000～ 1100℃水冷 539～ 767 216～ 414 ～ 67 55～ 熱處理制度 溫度℃ 高溫力學(xué)性能 σb， MPa σ02， MPa δ， % ψ， % αK， ， 109J/m2 20 200 400 500 600 700 588 451 451 431 392 304 255 177 177 128 118 118 65 38 32 40 35 47 75 68 61 62 62 47 狀態(tài) 溫度 ℃ 低溫力學(xué)性能 σb， MPa σs， MPa δ,% ψ， % 退火冷卻后 21 － 76 932 1275 824 932 23 31 73 60 表 13 耐蝕性 （主要為 Cl離子腐蝕） 介質(zhì)條件 腐蝕速度 mm/a 介質(zhì) 濃度， % 溫度， ℃ 鹽酸 1 1 5 5 10 10 20 20 30 20 沸騰 20 50 20 60 20 60 20 60 20 ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ～ ＜ ＜ ～ 氯 干燥的 潮濕的 潮濕的 氯水 20 20 100 20 ＜ ＜ ＞ ＜ 7 氯化氫 干燥的氣體 干燥的氣體 20～ 100 200 ＜ ＜ 氯化鐵 氯化銨 氯化鈣 碘 碘仿 溴化鉀 30～ 50 28～飽和溶液 飽和溶液 溶液 蒸汽 溶液 20 100 100 20 60 20 ＜ ＜ ＞ ＜ ＜ 工藝性能： 0Cr18Ni12Mo2Ti 鋼有良好的冷、熱加工性能，熱加工適宜溫度為 900～ 1200℃，此鋼可進(jìn)行冷軋、冷拔、深沖、彎曲、卷邊、折疊等冷加工成型而無(wú)特殊困難。固溶處理溫度為 1000～ 1100℃，加熱后需快冷 (水冷或空冷 )。 此類(lèi)鋼的焊接性能均佳，可采用通用的方法進(jìn)行焊接。但鎢極氬弧焊、金屬極氬弧焊和手工電弧焊最為常用，焊后均無(wú)晶間腐蝕傾向。一般采用奧 202，奧 207，奧 212