臥式螺旋推料沉降式離心機簡稱臥螺離心機，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、可靠的性能是產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、回收率的有效保證，同時離心機的公道設(shè)計和操縱維護是保證離心機運行的關(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紛紛涌進中國市場，國內(nèi)的一些廠家也推出自己的產(chǎn)品，以較低廉的價格進進市場。目前，進口設(shè)備是國產(chǎn)設(shè)備價格的2倍左右，價格差距很大。但進口機在國內(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，進口臥螺離心機占有較大比重。本文就此情況從技術(shù)性能上對進口和國產(chǎn)的數(shù)家臥螺離心機進行逐一分析，找出其中的原因。

    2、臥螺離心機的結(jié)構(gòu)及工作原理 臥螺離心機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現(xiàn)固液分離的。圖1所示為臥螺離心機結(jié)構(gòu)簡圖。轉(zhuǎn)鼓前方設(shè)計有一個錐段，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，再通過螺旋的運轉(zhuǎn)將干物料推出轉(zhuǎn)鼓。轉(zhuǎn)鼓的運轉(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。它對處理量、停留時間和固體排出都有直接影響。

    3、國內(nèi)外臥螺離心機發(fā)展?fàn)顩r及市場情況 我國生產(chǎn)離心機至今已有20余年的歷史，開始大多是立式離心機和其他形式的推料或過濾離心機，臥螺離心機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)的機型。 

    目前，國內(nèi)生產(chǎn)臥螺離心機的廠家有：張家港市離心機制造廠，重慶江北機械廠，廣州重型機械廠、湘潭離心機廠、解放軍4819工廠、浙*田特種設(shè)備廠、南京綠洲機械廠、上海化工機械廠、上海離心機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：重慶江北機械廠、解放軍4819工廠、上海離心機械研究所等。其技術(shù)有一部分主要來源于直接與國外離心機公司的技術(shù)合作、引進以及生產(chǎn)，如與法國堅納（Guinard），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)，或?qū)饧夹g(shù)進行引進、消化和吸收的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，但仍有一部分停留在模仿國外公司的技術(shù)上，基本上屬于對國外技術(shù)的簡單翻版，缺少自主創(chuàng)新。 目前在我國常見的進口臥螺離心機廠家主要有：較早進進中國市場的瑞典的阿法拉伐（Alfa Laval）、德國維斯伐利亞（Westfalia）、福樂偉（Flottweg）、洪堡（Humboldt），意大利的貝亞雷斯（Pieralisi）、日本巴產(chǎn)業(yè)公司等，以及近期進進中國的瑞典諾克森（NOXON）、法國堅納（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)特點基本相同，但在技術(shù)細(xì)節(jié)上存在較大的差異。

    4、國內(nèi)外臥螺離心機技術(shù)對比:

     （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)國外廠家可針對不同的處理對象及介質(zhì)的要求，采用適合的材質(zhì)，如對于市政污水處理和無腐蝕性場合，采用高強度碳鋼防腐，避免了過度設(shè)計，大大降低了制造本錢，通過十余年的實踐證實，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）型機型設(shè)計 所謂高干（效）型機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。可對未經(jīng)濃縮的污泥直接進行脫水，通常可處理含固量在0.4～0.8%左右的市政及產(chǎn)業(yè)污泥。 目前，國內(nèi)僅有部分廠家擁有此項技術(shù)，技術(shù)主要來源于與國外公司技術(shù)合作、引進，僅有少數(shù)廠家是對國外技術(shù)進行消化吸收、改進后的創(chuàng)新技術(shù)，但又各有不同： 國內(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，見圖2，即在離心機錐段的螺旋出料端設(shè)置一個特殊擋板，即BD擋板，或增大錐段螺旋設(shè)計（內(nèi)錐體），可使離心機處于超深液池狀態(tài)，使池中液面處于高于固體排放面狀態(tài)下運行，并在錐段減小污泥空間體積，增加對泥餅的壓力，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)，實現(xiàn)壓榨脫水（類似于螺旋壓榨脫水機），使出泥更干。 螺旋輸送器的螺旋葉片設(shè)計成螺距漸變的形式，螺距從轉(zhuǎn)鼓大端至小端逐漸減小，使沉渣在輸送時出受到徑向的離心力壓實外，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，見圖3。當(dāng)沉渣從螺旋圓柱段推向錐段時，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]。 國外離心機的高干型設(shè)計除上述兩種之外，近期瑞典諾克森（NOXON）公司推出一種新型技術(shù)，稱為Lamella技術(shù)，即采用斜板沉淀的原理，將離心機螺旋推料器葉片設(shè)計成傾斜狀態(tài)，其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到*處理效果。使固體沉降時間縮短數(shù)倍，大大減少螺旋推料葉片對澄清液池的擾動，絮凝劑的消耗量比普通離心機減少30％～40％，而處理能力比普通離心機進步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低進料濃度可達(dá)0.2%。 國外不同廠家的離心機在高干（效）型設(shè)計方面采用不同的技術(shù)，在實現(xiàn)的方式也各有差異，高干型設(shè)計主要是通過改變轉(zhuǎn)鼓與螺旋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，但也有部分廠家通過對速差的反饋控制實現(xiàn)。限于篇幅在此不再逐一贅述。

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

    再有一種常見驅(qū)動方式是采用液壓驅(qū)動，即轉(zhuǎn)鼓及螺旋分別由獨立的液壓系統(tǒng)驅(qū)動（或轉(zhuǎn)鼓由變頻電機直接驅(qū)動），具有其他驅(qū)動方式所不可相比的優(yōu)點：更大的驅(qū)動扭矩（通常可達(dá)幾千～幾萬Nm，是普通電機驅(qū)動的2～4倍）、更為簡便的速差控制方式以及更低的速差。目前國外采用液壓驅(qū)動方式的公司有：德國的洪堡（Humboldt）、福樂偉（Flottoweg）、瑞典的諾克森（NOXON）等。其中諾克森（NOXON）產(chǎn)品在該種驅(qū)動方式上又有改進和創(chuàng)新，使機器的速差達(dá)到0.2r.p.m，速差精度達(dá)0.01 r.p.m。這種驅(qū)動方式的缺點是設(shè)備本錢較高，對液壓系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)要求*，由于液壓聯(lián)接點較多，存在泄漏的機會也較多。因此這種驅(qū)動方式對液壓元件的質(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)動方式，各有利弊，在此不再逐一贅述。 由于不同驅(qū)動方式*會導(dǎo)致不同的速差，國產(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，對螺旋的磨損也相應(yīng)減少，從而可大大延長螺旋的使用壽命。

    ( 4）差速器 在臥螺離心機中泥餅在轉(zhuǎn)鼓表面的移動全靠差速器產(chǎn)生的螺旋對轉(zhuǎn)鼓的相對運動來實現(xiàn)，由于臥螺離心機的轉(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)點是體積小、重量輕、傳動比大、效率高達(dá)90～99％，承載能力大等。 國內(nèi)及國外離心機所采用的差速器結(jié)構(gòu)形式基本相同，一般多為雙級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行，離心機生產(chǎn)廠家往往需要專門設(shè)計及加工。 國內(nèi)很多廠家進行過差速器的國產(chǎn)化嘗試，部分廠家的的機械加工精度以及某些性能基本達(dá)到水平，但從整體來看，尤其是在裝配精度和裝配經(jīng)驗上仍存在一定差距，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)計要求，效率較低，壽命短。因此國產(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]。目前國內(nèi)很多廠家往往采用進口差速器來滿足設(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械密封或迷宮式密封，這點在國產(chǎn)與進口離心機上是基本相同的。

    （6）磨損保護 國內(nèi)外主要廠家的離心機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較高。部分廠家對螺旋葉片外緣進行碳化鎢熱噴涂處理，本錢相對較低。

    （7）自控方式 離心機的脫水性能必須通過完善的自控系統(tǒng)才能得以實現(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)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，但與國外離心機控制系統(tǒng)存在較大差距。國內(nèi)離心機廠家?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)國內(nèi)廠家將*的觸摸屏顯示技術(shù)用于離心機的控制，同時實現(xiàn)上位機鏈接，在國內(nèi)離心機控制系統(tǒng)方面處于地位。 國外部分廠家的離心機的控制技術(shù)目前比國內(nèi)數(shù)年，近幾年來，部分廠家已經(jīng)在十年前開始使用產(chǎn)業(yè)計算機或DCS控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)比PLC系統(tǒng)更多、更強大的控制功能。采用大屏幕顯示，可對所有控制參數(shù)、運行狀態(tài)一次性顯示，采用菜單操縱，人機界面友好，操縱更為人性化。近期推出的技術(shù)可通過因特網(wǎng)實現(xiàn)上位機鏈接，與生產(chǎn)廠家進行數(shù)據(jù)通訊，便于生產(chǎn)商對現(xiàn)場離心機進行遠(yuǎn)程故障分析及處理，甚至可以通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場機進行實時數(shù)據(jù)組態(tài)和更新運行軟件的服務(wù)。

    5、結(jié)論
    以上通過整體的技術(shù)對比不丟臉出，固然我國臥螺離心機產(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，在某些專項技術(shù)上甚至已經(jīng)超過了部分國外品牌的離心機。但從我國離心機制造業(yè)整體來看，不可否認(rèn)的是，我國離心機制造行業(yè)的整體水平與國外的離心機制造、新技術(shù)研發(fā)、尤其在整機可靠性、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。 建議國內(nèi)離心機制造商能從多方面考慮進行設(shè)計、改進，使我國的臥螺離心機新技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)技術(shù)等方面得到進一步進步。