引言
振动脱水筛是近我国10年来得到迅猛发展的一种新型机械。先后经历了仿制、引进和自主研发三个阶段,目前振动脱水筛在我国筛分机械制造业中呈高速发展趋势,它广泛应用于冶金、化工、矿山等各行各业中,尤其在火力发电厂灰渣脱水系统中作用更为突出。目前我国火力发电厂的燃料主要以煤为主,作为燃煤电厂锅炉的燃料均是煤粉,煤粉充分燃烧后,除渣方式一般分为干式除渣和湿式除渣,湿式除渣方式是在锅炉下方安装捞渣机,锅炉炉膛燃烧后的灰渣落入捞渣机水池中冷却,由捞渣机刮板刮至二级捞渣机,再由二级捞渣机皮带传送至渣仓,最后使用汽运方式集中处理。但在汽运灰渣过程中,由于灰渣经过捞渣机水冷却灰渣含水量较大,汽车在行走过程中对厂区内部场地、外部道路都造成了一定的环境污染,这成为了各个发电企业迫切需要解决的问题。
1.1振动筛的发展史
用筛分机把碎散物料筛分成不同的颗粒,已经有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献记载,在1589年提到煤的筛分。为了向市场提供各种颗粒的商品煤,广泛的对煤进行筛分,是到19世纪下半业才盛行起来。固定筛是古老的筛分机。当时,有的固定筛用若干木条构成,也叫棒筛,后来出现了有传动机构的棒条筛。这就是沿用至今的辊轴筛。为满足工业生产的需要,圆筒筛,摇动筛和振动筛也先后问世。振动筛采用抛射式筛分,筛子每振动一次,物料便被抛射一次,相对筛面冲击一次,被筛分物料的折中特点使得振动筛的筛分效率高,生产能力大,因此被广泛使用。
1.2振动筛的工作原理
由于筛箱的振动,筛上物料层被松散,使大颗粒本来就存在的间隙被进一步扩大,小颗粒乘机穿过间隙,转移到下层或运输机上。由于小颗粒间隙小,大颗粒并不能穿过,因此,大颗粒在运动中,位置不断升高。于是原来杂乱无章排列的颗粒群发生了分离,即按颗粒大小进行了分层,形成了小颗粒在下,粗颗粒居上的排列规则。到达筛面的细颗粒,小于筛孔者透筛,最终实现了粗、细粒分离,完成筛分过程。
1.3振动脱水筛在火力发电厂的实际应用及脱水效果
随着振动脱水筛设备加入到灰渣脱水系统中,极大解决了火力发电企业灰渣含水量大造成的环境污染问题。振动脱水筛的工作原理主要是把炉渣水混合物经脱水筛设备脱水后,达到渣水分离状态,炉渣通过捞渣机高差将料打入脱水筛进料口,脱水筛通过两台电机从进料口到出料口走直线运动,筛上炉渣自动排渣,水从筛下排出,排出干渣可以通过皮带机送走,或汽车运输。未经过脱水的炉渣含水率在35%左右,经过脱水后的炉渣含水率可降低到12%-15%,脱水效果显而易见,已经达到火力发电厂所需要的干湿分离状态。脱水率的大小可通过调整筛片筛孔尺寸及激振器振摆片的增减来实现。经脱水的炉渣,运输途中不会漏水,筛下水进入沉降池经过沉降可回收利用。用脱水筛进行炉渣脱水,减少了灰厂的灰水排放,脱水后的渣用汽车运至用户销售或灰场储存,以达到提高灰渣综合利用效益、节水节电、延长灰场的使用期限、改善灰场周围环境的综合目的。
1.4振动脱水筛技术特点及性能优势
脱水筛的振动电机更换方便,激振器采用一体化设计,当振动脱水筛出现故障时,将激振器及电机整体更换即可投入运行。底座采用橡胶弹簧减振设计,使振幅及噪音大幅度减小,运行更趋于稳定可靠。振动脱水筛筛箱采用有限元动态分析,侧板受力状况理想,侧板上无焊接点,防止应力过大造成的开裂隐患。振动脱水筛整体属挠性驱动设备,能有效地保护电机不受蛮力冲击,同时使力矩的传动没有轴向力的传递,从而使设备的运行更加稳定,振动脱水筛筛箱结构件之间的连接全部采用钢结构用扭剪型高强度螺栓,比环槽铆钉连接强度高,可有效避免铆接不当造成的螺栓孔开裂。振动脱水筛激振器和筛箱框架均采用模块化设计,备件通用化程度高,维护点少,激振器还可以根据出渣量及含水量的大小来合理调节振幅频率,使脱水工作更加持续有效。
1.5振动脱水筛运行中常见故障
造成振动筛工作异常的原因很多,一般来说主要有以下几种情况: 1、激振器处声音异常,表面过热;2、筛板破损、松动或筛条断裂,产生重复振动或混料;3、减振弹簧断裂频繁; 4、单电机运行或双电机未并联或虽然并联但未反向运转; 5、筛分机械的工作频率和某一固定频率相同产生共振;6、筛体安装不正确,基础不平;7、激振器轴与传动轴中心距偏离太大;8、激振力偏离筛体重心;
1.6处理方法及技术改进措施
第1种情况,需更换大游隙轴承。由于振动筛工作中,轴承内外圈温差较大,为降低摩擦力矩,改善调心性能,宜采用大游隙轴承,0.004mm-0.006mm为宜;根据作业现场情况,一般电机运行两周左右,必须补充一次适时的锂基或钙基润滑脂;其次检查配重块有无脱落现象。
第2种情况,更换已损坏的筛板或筛条,对松动螺栓进行紧定,消除筛板与筛条间的相对运动,避免重复振动。
第3种情况,首先从材料着手:弹簧材料需为60Si2MnA,热处理硬度应达到HRC45―50,还应考虑增大弹簧直径;弹簧度刚度的大小,要影响振动筛的工作频率,进而影响筛分效率。当工作频率确定之后,若采用不同刚度的弹簧,会影响振动筛的振幅稳定性,振动筛工作时二者的自振频率明显不同,因此必须确保更换损坏弹簧后振动筛同一级弹簧刚度一致性。
第4种情况,单电机运行是严禁禁止的行为,极易造成电机过载而烧坏。工作时双电机须并联;如果双电机同向运转可通过调整电源相序来改变电机旋转方向,从而实现振动电机的正常运行。
第5种情况,可采用增加变频器的方法改变工作频率,避免共振;一旦出现共振情况后,还可以通过改变配重块的数量或重量来调节,在增减配重块的时候一定对称增减,防止偏载。
第6种情况,振动筛安装是否水平,对振动筛的正确运行至关重要,安装调整时,可以四个支腿为基准,也可以筛面为基准,用水平仪进行测量,采用在支撑弹簧底座下加垫的方法反复调整,直至水平为止;调整后技术要求:支腿轴线与地面垂直度不大于0.5mm,两支退轴线平行度不大于0.5mm,激振器轴线与电机轴线同轴度不大于0.25mm。
第7种情况,一般运行激振器轴心比传动器轴心高2-3mm。其值太大,都将导致筛体扭动,造成参数异常。调整的方法是:先将筛体找正,并使其上的激振器出轴中心高于传动器的中心;振动电机轴线与振动筛纵向轴线方向一致(不平行,具有一夹角)。二台振动电机对称布置在筛体的上方、下部和两侧均可以。
第8种情况,振动筛的理想工作状态应是整机工作平稳,各处振幅一致,无摇摆。激振力作用线到质心的水平距离为偏移量,作用线的左侧为负,右侧为正,重合为零。
1.7、结束语
振动脱水筛作为火力发电企业的主要辅助设备,虽然能从根本上解决灰渣含水量大的问题,但是由于应用时间短,运行中易发生故障。在出现故障时应找准问题,认真分析,仔细拆装和精心调整是处理生产现场问题的正确途径。振动筛一种频率较高的振动机械,工作条件较恶劣,需要精心维护,定期注油,不得随意更改设备结构,严禁违规操作,以免给设备造成不可弥补的损失。
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