一、前言

臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)簡稱臥螺離心機(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)高效、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)的合理設(shè)計(jì)和操作維護(hù)是保證離心機(jī)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。近幾年來，隨著我國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，一些國外品牌的臥螺離心機(jī)紛紛涌入中國市場，國內(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)入市場。目前，進(jìn)口設(shè)備是國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的3倍左右，價(jià)格差距很大。但進(jìn)口機(jī)在國內(nèi)的應(yīng)用仍然占有很大的比重，尤其是在工業(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。就此情況從技術(shù)性能上對(duì)進(jìn)口和國產(chǎn)的數(shù)家臥螺離心機(jī)進(jìn)行逐一分析。

二、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實(shí)現(xiàn)固液分離的。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。

三、國內(nèi)外臥螺離心機(jī)發(fā)展?fàn)顩r及市場情況

我國生產(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濾離心機(jī)，臥螺離心機(jī)是近些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，國內(nèi)生產(chǎn)臥螺離心機(jī)的廠家，其技術(shù)有一部分主要來源于直接與國外離心機(jī)公司的技術(shù)合作、引進(jìn)以及生產(chǎn)。如與瑞典的阿法拉伐（Alfa Laval），德國洪堡（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)，自主創(chuàng)新，或?qū)饧夹g(shù)進(jìn)行引進(jìn)、消化和吸收的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。

在我國常見的進(jìn)口臥螺離心機(jī)廠家主要有：較早進(jìn)入中國市場的瑞典的阿法拉伐（Alfa Laval）、德國維斯伐利亞（Westfalia）、福利偉（Flottweg）、洪堡（Humboldt），意大利的貝亞雷斯（Pieralisi）、日本巴工業(yè)公司、瑞典諾克森（NOXON）、法國堅(jiān)納（Guinard）等公司，產(chǎn)品主要集中在市政以及工業(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。

四、國內(nèi)外臥螺離心機(jī)技術(shù)對(duì)比

1.材料

目前國內(nèi)與國外設(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)。尤其國內(nèi)廠家對(duì)于市政污水處理，工業(yè)污水處理和無腐蝕性場合，采用高強(qiáng)度碳鋼防腐，避免了過度設(shè)計(jì)，大大降低了制造成本，通過十余年的實(shí)踐證明，在市政污水處理中采用碳鋼防腐的材質(zhì)是完全可行的。

2.高干（效）型機(jī)型設(shè)計(jì)

所謂高干（效）型機(jī)型是國外較常用的叫法，國內(nèi)則習(xí)慣稱為濃縮脫水一體化機(jī)。可對(duì)未經(jīng)濃縮的污泥直接進(jìn)行脫水，通常可處理含固量在0.4-0.8%左右的市政及工業(yè)污泥。目前，國內(nèi)有部分廠家擁有此項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)主要來源于與國外公司技術(shù)合作、引進(jìn)，僅有少數(shù)廠家是對(duì)國外技術(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。國內(nèi)另有一小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)，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)椎體），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)下進(jìn)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)，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性的壓榨板。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，壓榨壓力逐漸升高，在出口處達(dá)到極值，并將濾液沿楔形間隙的切線方向從較寬的方向排出，但也有部分廠家通過對(duì)速差的反饋控制實(shí)現(xiàn)。

3.驅(qū)動(dòng)方式

在驅(qū)動(dòng)方式上，國內(nèi)與國外基本相同，進(jìn)口設(shè)備有多種不同的驅(qū)動(dòng)方式。采用較多的驅(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)通過減速器（差速器）驅(qū)動(dòng)螺旋。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，屬于簡單驅(qū)動(dòng)方式；或差速器輸入軸固定，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，如阿法拉伐公司與國內(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。

國內(nèi)設(shè)備多種不同的驅(qū)動(dòng)方式采用較多的驅(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)）通過皮帶輪直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺(tái)電機(jī)通過減速器（差速器）驅(qū)動(dòng)螺旋。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。

再有一種驅(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)方式所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：更大的驅(qū)動(dòng)扭矩（通常可達(dá)幾千~幾萬Nm，是普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)的2~4倍）。

國內(nèi)及國外離心機(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等形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。

4.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)在國產(chǎn)與進(jìn)口離心機(jī)上是基本相同的。

5.磨損保護(hù)

國內(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，但整體更換成本相對(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，成本相對(duì)較低。

6.自控方式

離心機(jī)的高效脫水性能必須通過完善的自控系統(tǒng)才能得以實(shí)現(xiàn)。目前國內(nèi)外的主流控制方式是PLC（可編程邏輯控制器）控制。國內(nèi)外幾乎所有廠家都采用PLC作為中央控制系統(tǒng)，控制功能能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求，廠家將先進(jìn)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。近幾年來，部分廠家已經(jīng)在十年前開始使用工業(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，采用菜單操作，人機(jī)界面友好，操作更為人性化。近期推出的技術(shù)可通過因特網(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)場離心機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程故障分析和處理，甚至可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場進(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)。

五、結(jié)論

通過以上整體的技術(shù)對(duì)比不難看出，雖然我國臥螺離心機(jī)工業(yè)起步較晚，部分廠家在技術(shù)、性能方面，已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，在某些專項(xiàng)技術(shù)上甚至已經(jīng)超過了部分國外品牌的離心機(jī)。但從我國離心機(jī)制造業(yè)整體來看，不可否認(rèn)的是，我國離心機(jī)制造行業(yè)的整體水平與國外的離心機(jī)制造、新技術(shù)研發(fā)、人性化以及某些新技術(shù)的應(yīng)用（主要是新概念的應(yīng)用）等方面還存在著差距。

總的來說：

國產(chǎn)離心機(jī)：質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格低，維護(hù)方便，維修快捷，維修費(fèi)用低。

進(jìn)口離心機(jī)：質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格高，維護(hù)不方便，維修時(shí)間長，維修費(fèi)用高。

在實(shí)際應(yīng)用中，除了一些化工類這樣很特殊的行業(yè)，國內(nèi)生產(chǎn)的離心機(jī)完全可以使用。