如图 2所示，卧式螺杆离心机是一种卧式 螺 旋卸料、连续操作的沉降设备，其结构比较复杂，主要由转鼓、螺旋推进器、差速器、溢流挡板、轴承及轴承座、机座、进料和排渣系统、驱动系统、控制系统等组成^[2]。

图 2

卧式螺杆离心机结构简图

机壳内有2个装在主轴承上的同心回转部件，外部是无孔转鼓，内部是螺旋推进器，转鼓和螺旋推进器同心安装在左端轴承和右端轴承上。正常工作时，转鼓与螺旋推进器以一定差速同向高速旋转，转速差通过差速器来实现，通常为转鼓转速的0.2%～3.0%，差速器一般为行星齿轮箱。

转鼓由主电动机驱动大端带轮转动，差速器由副电动机驱动小端带轮转动，差速器带动螺旋推进器转动。物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，悬浮液中的固相密度较大，所受惯性离心力也较大，在离心力的作用下，较重的固相沉积在转鼓壁的内壁上形成沉渣层。螺旋推进器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。较轻的液相则形成内层液环，由转鼓大端盖上的溢流口连续溢出转鼓，经排液口排至机外。

卧式螺杆离心机主要技术参数如表 2所示。

如图 3所示：来自前系统的含渣黑水进入沉降槽，在重力和絮凝作用下，沉降槽底部得到高含固量的黑水，沉降槽底流泵将该黑水送入卧式螺杆离心机；在黑水管线上设置冲洗水，以便清洗泵、管线和离心机；絮凝剂通过絮凝剂自动投配装置配成溶液，由絮凝剂泵注入黑水管线，与黑水混合后一起进入卧式螺杆离心机；经卧式螺杆离心机处理后，泥饼通过无轴螺旋输送机送至渣车，分离液返回渣水系统重复利用。

图 3

含渣黑水处理工艺流程

(1) 卧式螺杆离心机利用离心沉降原理使固液分离，由于没有滤网，不会出现堵塞现象；带式压滤机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需用高压水不断进行冲刷。

(2) 在脱水过程中，当进料浓度发生变化时，卧式螺杆离心机的转鼓与螺旋的转速差和扭矩会自动跟踪调整，无需安排专人操作；而同样情况下的带式压滤机的带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需进行调整，操作要求较高。

(3) 在卧式螺杆离心机内，细小的颗粒也能与水分离，絮凝剂投加量较少；而带式压滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小颗粒的漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形成较大的絮团。

(4) 卧式螺杆离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药装置和进出料输送机，整机全密封操作，操作环境好；而带式压滤机占地面积大，需要配备风机和水环式真空泵，整机密封性差，产生的水雾和臭味会污染环境，如果管理不善，会造成泥浆四溢。

(5) 卧式螺杆离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3年以上；而带式压滤机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，价格昂贵^[3]。

如表 3所示，在相同进料量的情况下，卧式螺杆离心机具有滤液清、加药量少、系统水质好等优点，而且由于滤饼外运对含水量要求不高，滤饼水分含量略偏高也可接受。

卧式螺杆离心机是通过对主机转速(转鼓转速)和差速的调整来操作。主机转速越高对物料分离越有利，但离心机属于高速旋转设备，一般转速越高其使用寿命越短，所以在满足生产工艺要求的前提下，主机转速越低越好。对于密度大且黏度大的物料，转速越高，物料在转鼓中沉降得越结实，螺旋推料的功率就越大。为了使物料分离后能够从转鼓中排出，差速越大，物料排出的速度越快，差速达到一定程度时，排出的泥饼含水率会提高；如果差速过小，运行过程中可能会因物料聚集在转鼓中而造成主机过载。

通过现场检测和处理效果评定，设置主机操作转速为2 000～2 300 r／min，差速为16～25 r／min。如果泥饼含水量较高，可适当减小差速、增大转速(不得超过2 300 r／min)；如果进料浓度增大，副电机电流相应增大，此时允许对差速进行调整，增大差速可加快主机排渣，但差速不能超过30 r／min。

当主机转速为2 100 r／min、分离因数为2 200、进料量为17～22 m³/h、进料质量浓度为117.3～208.8 g/L时，对絮凝剂添加量进行了试验，试验结果如表 4所示。

由表 4可看出，在其他参数基本不变的情况下，絮凝剂耗量越大，分离效果越好。为了降低生产成本，絮凝剂日耗量控制在12.5～15.2 kg。在主机转速、分离因数和絮凝剂耗量不变的情况下，分离效果随差速下降而提高。当差速为18 r／min时，降低转速对滤饼水分含量和滤液浓度的影响不明显，而离心机扭矩达3 kN·m，接近设定的联锁停车值(5 kN·m)。因此，差速设置为18 r／min。

在运行初期，卧式螺杆离心机经常出现因机身振动大而跳车的现象，而引起离心机振动的直接原因是转鼓内部存在不平衡。通过现场观察和分析，认为其原因是：①短时间内进料量或物料浓度突然增大，进料流动性差，导致进料后物料在主机内布料不均匀，并且主机中的沉渣无法在短时间内排出。②停机清洗不彻底，主机没有完全清洗干净，在运行状态下，水和渣受到不同的离心力，在主机内部形成一个固体环和一个液体环，引起不平衡。因此，应制订停车冲洗规程并要求操作人员严格遵守。当煤质灰分含量高或气化炉锁斗系统发生故障时，会导致黑水含固量增加，此时可在沉降槽底流泵前通入灰水以降低进料浓度。

加注润滑油脂时未遵循“按时加注不过量的原则”(表 5)，超期不加注或一次性加注过量都会造成轴温偏高而引发报警。润滑油脂具有润滑散热的作用，一次性加注过量将造成轴承座油腔内短时间充满油脂，经高速旋转后油脂被甩开，散发出很大的热量，油腔又重新被油脂充满，短时间内热量无处散发而造成轴温偏高。

卧式螺杆离心机的主机采用ABB变频器，在发生功率过载的情况下会自动降低转速以得到更大的输出力矩。在执行降速后，如果能够控制在额定的功率或设定的保护转速范围内，则转速自动提高至原有状态，如果降速后仍不能满足使用要求则跳车保护。出现该问题的原因在于进料量或物料浓度出现波动，需要在进料后的30 min内观察主、副电机电流，通过调整进料量将其控制在操作规程要求的范围内，给主机留出足够的调整空间。