降低污泥脱水系统故障率的实现途径.pdf

2023 年第 3 期 41 CITY AND TOWN WATER SUPPLY自动化与信息技术降低污泥脱水系统故障率的实现途径韦志新 卢海翔（芜湖华衍水务有限公司，安徽芜湖 241000）摘要：通过统计净水厂污泥脱水系统工艺设备故障情况，采用人、机、料、法分析法，确定要因，根据 5W1H 制定对策，实施对策，检验效果。从而降低污泥脱水系统的故障率，提高污泥脱水系统运行的稳定可靠性。关键词：净水厂；污泥脱水；离心机；故障率1.水厂生产工艺华东地区某水厂设计规模为 15 万吨/天，现实际产量约 8 万吨/天。水源取自长江，水质常年大部分时间在类，水厂生产工艺为折板絮凝、平流沉淀、V 型砂滤池、液氯消毒。其中污泥处理工艺为上向流斜板浓缩池、离心式脱水机。每天产生脱水后的泥饼约 20 吨（含固率 20%30%）。2.污泥脱水主要设备及故障污泥脱水系统主要设备有螺杆泵、搅拌机、PAM 制备投加、离心脱水机、螺旋输送机等。脱水机房共设有2台卧式离心机，品牌为阿法拉伐，设备型号为 ALDEC-95，固体最大密度 1.5kg/dm3，最大转速 3250r/min。离心机由转鼓、主轴承、螺旋轴承、主驱动电机、后驱动系统和传送装置组成。离心机由主电动机驱动，通过一个 V 型皮带以及皮带轮驱动离心机的转鼓；物料从空心的螺旋输送器中央的进料管直通到机器转鼓圆锥体和圆柱体的交汇部分；物料在进入转鼓后，其中的液体分布在转鼓中形成内层水环，并平稳地加速到全转速，固相在离心力的作用下被沉降在转鼓内壁，螺旋输送器连续地将固体从转鼓的圆柱体部分通过圆锥体部分输送到圆锥体端部；固液分离发生在转鼓的整个圆柱部分，在转鼓的大端有可更换/可调节的堰板，澄清的液体通过堰板在转鼓的大端溢出，固体通过离心力从转鼓小端的出口排出。离心机作为污泥干化的主要设备，2021 年总运行台时 2000 小时（280 天），其中故障次数27 次，故障率约为 9.64%（27300），故障发生较为频繁且维修耗时长，影响整个污泥脱水系统的稳定可靠运行。表 1离心机及附属设备故障发生次数故障现象扭矩过大差速过低噪音及振动异常刀闸阀故障输送机故障发生次数1762112023 年第 3 期 42 CITY AND TOWN WATER SUPPLY自动化与信息技术图 1人、机、料、法分析图通过分析故障记录(质量检验阶段)，发现离心机常见故障为扭矩过高停机和最小差速停机(统计质量阶段)。造成这两种故障的原因都是离心机转鼓内脱水后的泥饼过干（含水率过低）。导致转鼓和螺旋的摩擦力增大。针对泥饼过干的问题，通过人、机、料、法进行全面分析，找出症结，制定对策并实施对策（全面质量管理阶段）。图 2要因分析3.要因确定通过要因分析可以得出，导致离心机发生故障的因素主要有操作人员及操作防方法、机器本身、进料及加药等三个方面，下面就从这三个方面进行逐一分析，从而确定要因。3.1 人的因素3.1.1 操作不熟练为防止操作人员对离心机相关知识掌握不充分，操作规程不熟练导致离心机发生故障的情况，对所有人员进行了离心机操作过程及相关知识的培训，同时结合考核的方式帮助熟悉相关知识，所有员工基本都能熟练掌握离心机操作规程。同时我们制作了离心机操作方法的视频教材，作为后续新员工的培训资料。3.1.2 监控不及时通过查询离心机运行记录当离心机发生扭矩过高停机时，其扭矩会上升为缓慢过程，由正常值到高限值（1.2 2.0kN m）一般至少持续几分钟，如果及时监控数据则能提前降低转速或关闭离心机从而防止故障的发生。3.2 机的因素3.2.1 参数设定不合理经过询问生产人员与现场检查，我们发现离心机主驱电机、背驱电机、加药泵和进料泵设定均合理而且故障多发于离心机运行一段时间后，所以我们认为参设设定方面没有问题。3.2.2 电机故障我们检查了主驱和背驱电机的三相绕组阻值；对地的绝缘情况以及运行时的噪音和震动，发现主驱和背驱电机状态良好。3.2.3 轴承磨损严重因轴承安装位置不便于检查是否磨损，所以我们对离心机运行时的震动进行了检测，发现较以往记录的数据相比增长明显。为轴承加注润滑脂后再次检测震动数据发现并没有改善，所以我们判断轴承磨损程度严重。因此轴承磨损严重是离心机故障的要因之一。3.2.4 进料系统检查了进料泵，切割机和进料管路及阀门，发现进料系统状态良好，设备运行稳定。3.2.5 加药系统检查了加药泵、静态混合器、加药管路及阀门，发现加药系统状态良好，设备运行稳定。3.3 料的因素3.3.1 进料浓度过高离心机运行之前我们会提前在平衡池内2023 年第 3 期 43 CITY AND TOWN WATER SUPPLY自动化与信息技术准备泥浆，由于其浓度无法每次控制在相同数值，所以我们一般固定加药量，只调整泥浆的进料量来控制离心机的出泥量。当离心机开始稳定运行后其出泥量不会发生较大幅度变化，但离心机经常发生扭矩过高停机的故障，其原因是泥浆浓度增大导致离心机转鼓堵塞。于是我们检查了平衡池，发现平衡池底部泥沙堆积过高，已经到达提升泵进料口的位置，提升泵运行时会把整块的泥沙吸入离心机内，导致泥浆浓度增大大，离心机扭矩过高停机。因此泥浆浓度过大是离心机故障的要因之一。3.3.2 药液浓度过高离心机在运行时一般只调整进泥量，不调整加药量及药液浓度，但导致出泥浓度变高的原因除了泥浆浓度增大还有药液浓度增大，所以我们对加注机进行了检查。我们发现两台加注机上的真空吸料机被长期腐蚀均已有不同程度的损坏，密封性下降，导致储药箱内存在大量结块的药粉，配药时结块的药粉掉入溶液池中会导致药液浓度增大，可能导致离心机扭矩过高停机。因此药液浓度增大是离心机故障的要因之一。4.制定对策根据确定的要因，采用 5W+1H 分析法，从原因（何因 Why）、对象（何事 What）、地点（何地 Where）、时间（何时 When）、人员（何人 Who）、方法（何法 How）等六个方面提出问题并制定方法。通过以上分析制定出措施，逐一进行实施。5.实施对策5.1 更换离心机轴承为解决轴承磨损导致的振动和噪音过大问题，更换轴承（包括主轴承、螺旋轴承和主驱电机轴承），同时更换了皮带、润滑脂、齿轮箱油，并对离心机进行了全面的检查和保养，动静平衡测试，保养结束后离心机运行状态良好，震动及噪音恢复正常。图 4更换离心机螺旋轴承5.2 更换真空吸料机更换了两台 PAM 加注机的真空吸料机，更换后储药箱密封程度良好，配药时下料均表 25W1H 分析表对策（what）目标（why）措施（how）地点 where）时间（when）负责人（who）轴承磨损降低振动更换轴承脱水机房2021 年 6 月韦志新药液浓度高降低药浓度更换真空吸料机脱水机房2021 年 6 月卢海翔泥浆浓度高降低泥浓度平衡池、浓缩池清於脱水机房2021 年 6 月韦志新2023 年第 3 期 44 CITY AND TOWN WATER SUPPLY自动化与信息技术匀，保证 PAM 浓度在 2左右，加药量 1m3/h,药液浓度过大的问题得到改善。图 5真空吸料机5.3 平衡池、浓缩池清淤图 6平衡池污泥对平衡池和浓缩池的积泥进行了清洗，保证了进泥浓度的相对稳定（1.5g/l），进泥量20m3/h。图 7浓缩池 6.实施效果及建议6.1 效果从 2021 年 7 月至 2022 年 6 月，离心机运行 260 天，故障次数 7 次，故障率由实施前9.64%降低至 2.69%，降低了 6.68%。6.2 建议目前污泥脱水系统的部分数据在上位机上无法实时监控，整个系统也无法实现远程操控。建议后期在智慧水厂改造项目中逐步实施，提高污泥脱水系统的自动化、智慧化水平。排泥水调节池（每个进水廊道只有一台）与平衡池（每座池子只有一台）中搅拌机数量偏少，导致泥沙容易堆积。建议增加搅拌机数量，以减少人工清淤的频次，提高运行效率。参考文献：1 杨劲松.离心式脱水机在水处理中应用分析 J.发展与创新，2019，1：201 2 徐壮.卧螺离心式脱水机运在污泥脱水过程中的行分析 J.城市建设理论研究（电子版）,2015，18，5759 3 张伟华.卧式螺旋离心机在污泥脱水中的运行控制 J.北方环境，2011,11：42 43 4 陆在宏，邹盛平，陈同春.离心脱水机在闵行水厂排泥水处理工程中的应用 J.给水排水,1999.7：22 25 作者通联：