國(guó)產(chǎn)離心機(jī)與進(jìn)口離心機(jī)對(duì)比

    臥式螺旋推料沉降式離心機(jī)簡(jiǎn)稱臥螺離心機(jī)，是目前在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)及廢水處理等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的、理想的固液分離設(shè)備之一。離心機(jī)、可靠的性能是產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、回收率的有效保證，同時(shí)離心機(jī)的公道設(shè)計(jì)和操縱維護(hù)是保證離心機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵。 近幾年來(lái)，隨著我國(guó)大型市政污水處理廠的大量興建，臥螺離心機(jī)在市政污泥脫水領(lǐng)域的應(yīng)用逐年增多，一些國(guó)外品牌的臥螺離心機(jī)紛紛涌進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)的一些廠家也推出自己的產(chǎn)品，以較低廉的價(jià)格進(jìn)進(jìn)市場(chǎng)。目前，進(jìn)口設(shè)備是國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的2倍左右，價(jià)格差距很大。但進(jìn)口機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用仍然占有很大的比重，尤其是在產(chǎn)業(yè)及市政污水處理中的污泥脫水領(lǐng)域，特別是一些新建的市政污水處理廠，進(jìn)口臥螺離心機(jī)占有較大比重。本文就此情況從技術(shù)性能上對(duì)進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的數(shù)家臥螺離心機(jī)進(jìn)行逐一分析，找出其中的原因。

    2、臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 臥螺離心機(jī)是依靠固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離的。圖1所示為臥螺離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。轉(zhuǎn)鼓前方設(shè)計(jì)有一個(gè)錐段，根據(jù)物料性質(zhì)的不同，按照設(shè)定的速度高速旋轉(zhuǎn)，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁以設(shè)計(jì)速度旋轉(zhuǎn)，沿著轉(zhuǎn)鼓殼體形成一同心液層，稱為液環(huán)層。物料內(nèi)所含的固體在離心力的作用下沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上，再通過(guò)螺旋的運(yùn)轉(zhuǎn)將干物料推出轉(zhuǎn)鼓。轉(zhuǎn)鼓的運(yùn)轉(zhuǎn)速度直接決定分離因數(shù)，而螺旋的速差則直接影響被輸送到轉(zhuǎn)鼓外的固體含水率。它對(duì)處理量、停留時(shí)間和固體排出都有直接影響。

    3、國(guó)內(nèi)外臥螺離心機(jī)發(fā)展?fàn)顩r及市場(chǎng)情況 我國(guó)生產(chǎn)離心機(jī)至今已有20余年的歷史，開始大多是立式離心機(jī)和其他形式的推料或過(guò)濾離心機(jī)，臥螺離心機(jī)是近幾年隨著污水處理工程的增多才大量開始研制和生產(chǎn)的機(jī)型。 

    目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)臥螺離心機(jī)的廠家有：張家港市離心機(jī)制造廠，重慶江北機(jī)械廠，廣州重型機(jī)械廠、湘潭離心機(jī)廠、解放軍4819工廠、浙*田特種設(shè)備廠、南京綠洲機(jī)械廠、上海化工機(jī)械廠、上海離心機(jī)械研究所等十余家企業(yè)，其中在行業(yè)內(nèi)具有代表性的企業(yè)有：重慶江北機(jī)械廠、解放軍4819工廠、上海離心機(jī)械研究所等。其技術(shù)有一部分主要來(lái)源于直接與國(guó)外離心機(jī)公司的技術(shù)合作、引進(jìn)以及生產(chǎn)，如與法國(guó)堅(jiān)納（Guinard），德國(guó)洪堡（Humboldt）等公司的合作。另有一部分廠家的技術(shù)主要源于自主開發(fā)，或?qū)?guó)外技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)、消化和吸收的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的，但仍有一部分停留在模仿國(guó)外公司的技術(shù)上，基本上屬于對(duì)國(guó)外技術(shù)的簡(jiǎn)單翻版，缺少自主創(chuàng)新。 目前在我國(guó)常見(jiàn)的進(jìn)口臥螺離心機(jī)廠家主要有：較早進(jìn)進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)的瑞典的阿法拉伐（Alfa Laval）、德國(guó)維斯伐利亞（Westfalia）、福樂(lè)偉（Flottweg）、洪堡（Humboldt），意大利的貝亞雷斯（Pieralisi）、日本巴產(chǎn)業(yè)公司等，以及近期進(jìn)進(jìn)中國(guó)的瑞典諾克森（NOXON）、法國(guó)堅(jiān)納（Guinard）等公司，產(chǎn)品主要集中在市政以及產(chǎn)業(yè)污水處理中的污泥脫水領(lǐng)域。主要技術(shù)特點(diǎn)基本相同，但在技術(shù)細(xì)節(jié)上存在較大的差異。

    4、國(guó)內(nèi)外臥螺離心機(jī)技術(shù)對(duì)比:

     （1）材料 目前國(guó)內(nèi)與國(guó)外設(shè)備中，主要部件都采用不銹鋼制造，尤其是轉(zhuǎn)鼓與螺旋部分全部采用不銹鋼，只有少數(shù)國(guó)外廠家可針對(duì)不同的處理對(duì)象及介質(zhì)的要求，采用適合的材質(zhì)，如對(duì)于市政污水處理和無(wú)腐蝕性場(chǎng)合，采用高強(qiáng)度碳鋼防腐，避免了過(guò)度設(shè)計(jì)，大大降低了制造本錢，通過(guò)十余年的實(shí)踐證實(shí)，在市政污水處理中采用碳鋼防腐的材質(zhì)是*可行的。

    （2）高干（效）型機(jī)型設(shè)計(jì) 所謂高干（效）型機(jī)型是國(guó)外較常用的叫法，國(guó)內(nèi)則習(xí)慣稱為濃縮脫水一體化機(jī)?？蓪?duì)未經(jīng)濃縮的污泥直接進(jìn)行脫水，通?？商幚砗塘吭?.4～0.8%左右的市政及產(chǎn)業(yè)污泥。 目前，國(guó)內(nèi)僅有部分廠家擁有此項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)主要來(lái)源于與國(guó)外公司技術(shù)合作、引進(jìn)，僅有少數(shù)廠家是對(duì)國(guó)外技術(shù)進(jìn)行消化吸收、改進(jìn)后的創(chuàng)新技術(shù)，但又各有不同： 國(guó)內(nèi)另有一少部分公司則吸收了阿法拉伐公司的BD擋板技術(shù)，或其他公司的壓榨式螺旋設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖2，即在離心機(jī)錐段的螺旋出料端設(shè)置一個(gè)特殊擋板，即BD擋板，或增大錐段螺旋設(shè)計(jì)（內(nèi)錐體），可使離心機(jī)處于超深液池狀態(tài)，使池中液面處于高于固體排放面狀態(tài)下運(yùn)行，并在錐段減小污泥空間體積，增加對(duì)泥餅的壓力，并且只輸送下部沉渣，而將上部含水率高的污泥截留在壓榨錐段外側(cè)，實(shí)現(xiàn)壓榨脫水（類似于螺旋壓榨脫水機(jī)），使出泥更干。 螺旋輸送器的螺旋葉片設(shè)計(jì)成螺距漸變的形式，螺距從轉(zhuǎn)鼓大端至小端逐漸減小，使沉渣在輸送時(shí)出受到徑向的離心力壓實(shí)外，還受到軸向的雙向擠壓作用，沿軸向產(chǎn)生擠壓力。于是沉渣的毛細(xì)孔隙減小，所含的水分向外排放，從而使沉渣的含水量降低。 另一種設(shè)計(jì)是在螺旋筒體上設(shè)置橫截面為阿基米德螺線形的壓榨板，見(jiàn)圖3。當(dāng)沉渣從螺旋圓柱段推向錐段時(shí)，螺線形壓榨板將沉渣逐漸壓縮。由于壓榨板與轉(zhuǎn)鼓筒體形成楔形通道壓渣壓力逐漸升高，在出口處達(dá)到zui大，并將濾液沿楔形間隙的切線方向從較寬的方向排出[1]。 國(guó)外離心機(jī)的高干型設(shè)計(jì)除上述兩種之外，近期瑞典諾克森（NOXON）公司推出一種新型技術(shù)，稱為L(zhǎng)amella技術(shù)，即采用斜板沉淀的原理，將離心機(jī)螺旋推料器葉片設(shè)計(jì)成傾斜狀態(tài)，其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到*處理效果。使固體沉降時(shí)間縮短數(shù)倍，大大減少螺旋推料葉片對(duì)澄清液池的擾動(dòng)，絮凝劑的消耗量比普通離心機(jī)減少30％～40％，而處理能力比普通離心機(jī)進(jìn)步40％。特別適用于處理一些超細(xì)或凝膠狀固體。目前處理的zui低進(jìn)料濃度可達(dá)0.2%。 國(guó)外不同廠家的離心機(jī)在高干（效）型設(shè)計(jì)方面采用不同的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)的方式也各有差異，高干型設(shè)計(jì)主要是通過(guò)改變轉(zhuǎn)鼓與螺旋結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，但也有部分廠家通過(guò)對(duì)速差的反饋控制實(shí)現(xiàn)。限于篇幅在此不再逐一贅述。

    （3）驅(qū)動(dòng)方式 在驅(qū)動(dòng)方式上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外有較大的差異，同時(shí)進(jìn)口設(shè)備又有多達(dá)5～6種不同的驅(qū)動(dòng)方式。 國(guó)內(nèi)離心機(jī)驅(qū)動(dòng)方式通常較為單一，采用zui多的驅(qū)動(dòng)方式為雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，即一臺(tái)電機(jī)（通常為變頻電機(jī)）通過(guò)皮帶直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺(tái)電機(jī)通過(guò)減速器（差速器）驅(qū)動(dòng)螺旋。 而進(jìn)口設(shè)備中往往可提供除常用的雙電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式外，還有多種驅(qū)動(dòng)方式的選擇。 單電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式：即一臺(tái)電機(jī)通過(guò)主皮帶輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，次級(jí)皮帶驅(qū)動(dòng)差速器的軸，從而產(chǎn)生差轉(zhuǎn)速，調(diào)整速差時(shí)需要停機(jī)進(jìn)行，屬于簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)方式；或差速器輸進(jìn)軸固定，轉(zhuǎn)鼓由單電機(jī)驅(qū)動(dòng)；還有一種單電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，如阿法拉伐（Alfa Laval）公司與國(guó)內(nèi)少數(shù)廠家采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)主轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電磁渦流差速器產(chǎn)生速差，這是一種制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，類似于剎車裝置，產(chǎn)生負(fù)速差，優(yōu)點(diǎn)是控制方便、節(jié)約能源，缺點(diǎn)是推料扭矩小[2]。 

    再有一種常見(jiàn)驅(qū)動(dòng)方式是采用液壓驅(qū)動(dòng)，即轉(zhuǎn)鼓及螺旋分別由獨(dú)立的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)（或轉(zhuǎn)鼓由變頻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)），具有其他驅(qū)動(dòng)方式所不可相比的優(yōu)點(diǎn)：更大的驅(qū)動(dòng)扭矩（通?？蛇_(dá)幾千～幾萬(wàn)Nm，是普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)的2～4倍）、更為簡(jiǎn)便的速差控制方式以及更低的速差。目前國(guó)外采用液壓驅(qū)動(dòng)方式的公司有：德國(guó)的洪堡（Humboldt）、福樂(lè)偉（Flottoweg）、瑞典的諾克森（NOXON）等。其中諾克森（NOXON）產(chǎn)品在該種驅(qū)動(dòng)方式上又有改進(jìn)和創(chuàng)新，使機(jī)器的速差達(dá)到0.2r.p.m，速差精度達(dá)0.01 r.p.m。這種驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是設(shè)備本錢較高，對(duì)液壓系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)要求*，由于液壓聯(lián)接點(diǎn)較多，存在泄漏的機(jī)會(huì)也較多。因此這種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)液壓元件的質(zhì)量和可靠性均有嚴(yán)格的要求。 另外還有很多種不同的驅(qū)動(dòng)方式，各有利弊，在此不再逐一贅述。 由于不同驅(qū)動(dòng)方式*會(huì)導(dǎo)致不同的速差，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的速差一般zui低值都在數(shù)轉(zhuǎn)/分鐘，僅有少數(shù)廠家可達(dá)0.5 r.p.m，而國(guó)外的zui低速差可達(dá)到0.2r.p.m，相差十余倍，即污泥的停留時(shí)間可增加十余倍。速差是影響泥餅含水率的關(guān)鍵因素，低速差可產(chǎn)生更干的泥餅，對(duì)螺旋的磨損也相應(yīng)減少，從而可大大延長(zhǎng)螺旋的使用壽命。

    ( 4）差速器 在臥螺離心機(jī)中泥餅在轉(zhuǎn)鼓表面的移動(dòng)全靠差速器產(chǎn)生的螺旋對(duì)轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間速差小而扭矩大，一般差速器采用周轉(zhuǎn)輪系結(jié)構(gòu)，常采用行星擺線針輪、漸開線齒輪差速器。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高達(dá)90～99％，承載能力大等。 國(guó)內(nèi)及國(guó)外離心機(jī)所采用的差速器結(jié)構(gòu)形式基本相同，一般多為雙級(jí)2K-H、3K、K-H-V等型式行星漸開線齒輪差速器，或采用行星擺線針輪及漸開線齒輪差速器的組合形式。由于差速器轉(zhuǎn)速高，傳遞扭矩大，對(duì)各零件在組裝過(guò)程中的間隙調(diào)整要求特別高、公差要求非常精密，間隙太大或太小均不利于差速器的運(yùn)行，離心機(jī)生產(chǎn)廠家往往需要專門設(shè)計(jì)及加工。 國(guó)內(nèi)很多廠家進(jìn)行過(guò)差速器的國(guó)產(chǎn)化嘗試，部分廠家的的機(jī)械加工精度以及某些性能基本達(dá)到水平，但從整體來(lái)看，尤其是在裝配精度和裝配經(jīng)驗(yàn)上仍存在一定差距，加之主要部件選用材質(zhì)不當(dāng)或受材料質(zhì)量的制約，往往造成差速器達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，效率較低，壽命短。因此國(guó)產(chǎn)差速器的關(guān)鍵不僅取決于制造質(zhì)量，更重要的是裝配質(zhì)量和材料的選擇[3][4][5]。目前國(guó)內(nèi)很多廠家往往采用進(jìn)口差速器來(lái)滿足設(shè)備的性能。

    （5）螺旋的密封方式 螺旋的密封方式大多采用機(jī)械密封或迷宮式密封，這點(diǎn)在國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口離心機(jī)上是基本相同的。

    （6）磨損保護(hù) 國(guó)內(nèi)外主要廠家的離心機(jī)在與污泥接觸的螺旋葉片外緣采用了燒結(jié)耐磨合金片或陶瓷片鑲嵌工藝，可方便更換，但整體更換本錢相對(duì)較高。部分廠家對(duì)螺旋葉片外緣進(jìn)行碳化鎢熱噴涂處理，本錢相對(duì)較低。

    （7）自控方式 離心機(jī)的脫水性能必須通過(guò)完善的自控系統(tǒng)才能得以實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)外的主流控制方式是PLC（可編程邏輯控制器）控制。 國(guó)內(nèi)幾乎所有廠家都采用PLC作為中心控制系統(tǒng)，控制功能較為單一，固然能夠?qū)崿F(xiàn)基本的控制要求，但與國(guó)外離心機(jī)控制系統(tǒng)存在較大差距。國(guó)內(nèi)離心機(jī)廠家?guī)缀鹾苌俨捎么笃聊伙@示，基本上都采用LED數(shù)碼管逐條顯示，需要顯示的工作參數(shù)需要不斷調(diào)用，操縱繁瑣，控制功能較少。目前僅有極少數(shù)國(guó)內(nèi)廠家將*的觸摸屏顯示技術(shù)用于離心機(jī)的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)鏈接，在國(guó)內(nèi)離心機(jī)控制系統(tǒng)方面處于地位。 國(guó)外部分廠家的離心機(jī)的控制技術(shù)目前比國(guó)內(nèi)數(shù)年，近幾年來(lái)，部分廠家已經(jīng)在十年前開始使用產(chǎn)業(yè)計(jì)算機(jī)或DCS控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)比PLC系統(tǒng)更多、更強(qiáng)大的控制功能。采用大屏幕顯示，可對(duì)所有控制參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)一次性顯示，采用菜單操縱，人機(jī)界面友好，操縱更為人性化。近期推出的技術(shù)可通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)鏈接，與生產(chǎn)廠家進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，便于生產(chǎn)商對(duì)現(xiàn)場(chǎng)離心機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程故障分析及處理，甚至可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組態(tài)和更新運(yùn)行軟件的服務(wù)。

    5、結(jié)論
    以上通過(guò)整體的技術(shù)對(duì)比不丟臉出，固然我國(guó)臥螺離心機(jī)產(chǎn)業(yè)起步較晚，但已經(jīng)有部分廠家、在某些技術(shù)、性能方面，已經(jīng)達(dá)到了*水平，在某些專項(xiàng)技術(shù)上甚至已經(jīng)超過(guò)了部分國(guó)外品牌的離心機(jī)。但從我國(guó)離心機(jī)制造業(yè)整體來(lái)看，不可否認(rèn)的是，我國(guó)離心機(jī)制造行業(yè)的整體水平與國(guó)外的離心機(jī)制造、新技術(shù)研發(fā)、尤其在整機(jī)可靠性、穩(wěn)定性、使用壽命、裝配精度、操縱的靈活性、人性化、以及某些新技術(shù)的應(yīng)用（主要是是新概念的應(yīng)用）等方面等方面還存在一定的差距。 建議國(guó)內(nèi)離心機(jī)制造商能從多方面考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)，使我國(guó)的臥螺離心機(jī)新技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)技術(shù)等方面得到進(jìn)一步進(jìn)步。