Hydrocyclone common five failure analysis and solution

Como um equipamento eficiente de separação e classificação, o hidrociclone é amplamente utilizado em diversas indústrias, como mineração, química, proteção ambiental, entre outras, devido à sua estrutura simples, tamanho compacto, grande capacidade de processamento e outras vantagens. No entanto, durante a operação, os hidrociclones frequentemente apresentam flutuações na pressão de alimentação, entupimentos, concentração e fluxo de subfluxo anormais, concentração e finura de transbordamento anormais, além de problemas com bicos de jato de areia por pulverização ou corda. Essas falhas não apenas afetam a operação normal e a eficiência da separação do equipamento, mas também podem levar a interrupções na produção, aumento dos custos de manutenção e até mesmo riscos à segurança. Portanto, uma análise aprofundada das causas dessas falhas e a proposta de soluções eficazes são de grande importância para garantir a operação estável e eficiente dos hidrociclones.

一.As flutuações da pressão de alimentação

1. Fenômeno de falha

No processo de operação do hidrociclone, a pressão de alimentação mostra flutuações irregulares e grandes, às vezes a pressão aumenta repentinamente, excedendo a pressão nominal de trabalho do equipamento, resultando em aumento da vibração do equipamento; às vezes a pressão cai bruscamente, o que faz com que o efeito de separação se deteriore e não consiga atender aos requisitos de produção.

2.Análise de causas

Instabilidade do sistema de alimentação: o desempenho instável da bomba de alimentação, como flutuações na velocidade da bomba, desgaste do impulsor, etc., levará a um fluxo de alimentação irregular, o que causará flutuações na pressão de alimentação. Além disso, o arranjo do tubo de alimentação não for razoável, há muitos cotovelos, válvulas ou o diâmetro interno do tubo não é consistente, também aumentará a resistência ao fluxo do fluido, resultando em flutuações de pressão. Alterações nas propriedades do material: Quando a concentração e a distribuição do tamanho das partículas do material que entra no hidrociclone mudam significativamente, isso afetará as propriedades reológicas do fluido. Por exemplo, um aumento repentino na concentração do material aumentará a viscosidade do fluido, aumentando a resistência ao fluxo, resultando em um aumento na pressão de alimentação; enquanto o tamanho das partículas se torna mais fino, pode fazer com que o material na tubulação intensifique o fenômeno de deposição, também causará flutuações de pressão. Bloqueio ou vazamento na tubulação: Se houver material estranho bloqueando dentro da tubulação de alimentação, isso dificultará o fluxo normal de materiais e fará com que a pressão local aumente; enquanto o vazamento na tubulação levará à queda de pressão. À medida que a situação de bloqueio ou vazamento muda, a pressão de alimentação flutuará de acordo.

3.Soluções

Otimize o sistema de alimentação: escolha uma bomba de alimentação com desempenho estável e vazão uniforme, realize manutenção e revisão regulares da bomba e substitua o impulsor e as vedações desgastados a tempo. Projete a tubulação de alimentação de forma racional, minimize o número de cotovelos e válvulas, garanta a consistência do diâmetro interno da tubulação e reduza a resistência ao fluxo do fluido. Sensores de pressão e controladores de fluxo podem ser instalados na tubulação para monitorar e ajustar a pressão e a vazão de alimentação em tempo real, garantindo a estabilidade da alimentação. Controle a natureza dos materiais: fortaleça o monitoramento e o gerenciamento dos materiais recebidos e controle rigorosamente a concentração e a distribuição granulométrica dos materiais. Antes que o material entre no hidrociclone, instale as conexões de pré-tratamento necessárias, como a utilização de equipamentos de mistura para uniformizar a concentração do material e o uso de equipamentos de peneiramento para remover partículas superdimensionadas. Quando a natureza do material mudar, ajuste os parâmetros operacionais do hidrociclone a tempo para se adaptar às novas condições de trabalho. Verifique e faça a manutenção da tubulação: inspecione a tubulação de alimentação regularmente e limpe a tubulação de materiais estranhos e sedimentos a tempo para evitar bloqueios. Ao mesmo tempo, verifique as peças de conexão da tubulação para garantir uma boa vedação e detectar vazamentos a tempo.

O entupimento do hidrociclone

1. Fenômeno de falha

entrada do hidrociclone, subfluxo ou bloqueio do canal de fluxo interno, resultando em uma redução no fluxo de alimentação, subfluxo e descarga de transbordamento não são suaves, o equipamento operando com som anormal, a eficiência da separação diminuiu significativamente.

2.Análise de causas

Fatores materiais: o material contém partículas grandes, substâncias fibrosas ou impurezas viscosas, que se acumulam facilmente na entrada do ciclone, na boca do fluxo de fundo ou em partes estreitas internas, resultando em bloqueios. Além disso, uma concentração muito alta de material também aumenta o risco de entupimento, pois a alta concentração de material no processo de fluxo facilita a formação de aglomerados, dificultando o fluxo do fluido. Parâmetros operacionais inadequados: pressão de alimentação muito alta ou muito baixa afetará o estado do fluxo do material no ciclone. Quando a pressão é muito alta, a vazão do material é muito rápida, o que pode fazer com que as partículas maiores atinjam diretamente a parede interna do ciclone ou a boca do fluxo de fundo, resultando em entupimento; uma pressão muito baixa resulta em um tempo de residência do material no ciclone muito longo, propenso à sedimentação e entupimento. Um diâmetro muito pequeno da porta de fluxo de fundo também limita a descarga de materiais, aumentando a possibilidade de entupimento. (C) Solução

Reforçar o pré-tratamento do material: Antes de o material entrar no hidrociclone, aumente o equipamento de pré-tratamento, como filtração, peneiramento, etc., para remover partículas grandes, materiais fibrosos e impurezas viscosas. Peneiras vibratórias, filtros e outros equipamentos podem ser usados para peneirar e purificar preliminarmente o material. Ao mesmo tempo, a concentração do material é controlada de forma razoável para evitar concentrações excessivas que levem a entupimentos. A concentração do material pode ser controlada em uma faixa adequada, ajustando a quantidade de alimentação e a proporção de água de diluição. Otimize os parâmetros operacionais: de acordo com a natureza do material e o desempenho do equipamento, ajuste razoavelmente a pressão de alimentação e o diâmetro da porta de underflow. No estágio inicial da operação do equipamento, os melhores parâmetros operacionais são determinados por meio de testes e ajustados de acordo com a situação real durante a operação.

Concentração e fluxo anormais do fluxo de fundo

1. Fenômeno de falha

A concentração do fluxo de fundo está muito alta ou muito baixa, além da faixa normal, afetando o efeito do processamento do processo subsequente; o fluxo do fluxo de fundo é instável, às vezes grande e às vezes pequeno, resultando em um processo de produção difícil de controlar.

2.Análise de causas

Alterações nos parâmetros operacionais: Alterações nos parâmetros operacionais, como pressão de alimentação, vazão de alimentação, diâmetro da porta de fluxo de fundo, etc., afetarão diretamente a concentração e a vazão do fluxo de fundo. Por exemplo, um aumento na pressão de alimentação aumentará a vazão de fundo e reduzirá a concentração; a expansão do diâmetro da porta de fluxo de fundo também levará a um aumento na vazão de fundo e a uma diminuição na concentração. Alterações nas propriedades do material: Quando a distribuição do tamanho das partículas do material, densidade, concentração e outras propriedades mudam, isso afetará o efeito de separação do material no ciclone, o que levará a uma concentração e vazão de subfluxo anormais. Como o aumento do tamanho das partículas do material, fará com que partículas mais grossas entrem no subfluxo, resultando em aumento da concentração de subfluxo; a concentração do material é reduzida, a vazão de subfluxo será reduzida e a concentração também será reduzida consequentemente. (C) Solução

Ajuste preciso dos parâmetros operacionais: estabelecer um sistema de monitoramento perfeito para os parâmetros operacionais, monitorando em tempo real os principais parâmetros, como pressão de alimentação, vazão, concentração do fluxo de fundo e vazão. De acordo com os requisitos do processo de produção e a natureza do material, determinar a melhor combinação de parâmetros operacionais por meio de testes e operar em estrita conformidade com os parâmetros. Quando forem encontradas concentrações e vazão de fluxo de fundo anormais, as causas são analisadas em tempo hábil e os parâmetros relevantes são ajustados. Por exemplo, quando a concentração do fluxo de fundo estiver muito alta, você pode aumentar adequadamente a pressão de alimentação ou expandir o diâmetro da porta de fluxo de fundo; quando a vazão de fundo estiver instável, verificar se a vazão de alimentação está estável e fazer os ajustes correspondentes. Monitorar a natureza dos materiais: fortalecer a detecção e a análise das propriedades dos materiais e compreender as mudanças na distribuição do tamanho das partículas, densidade, concentração e outros materiais em tempo hábil. Quando a natureza do material sofrer grandes mudanças, ajustar os parâmetros operacionais do hidrociclone com antecedência para se adaptar às novas características do material.

Concentração e finura de transbordamento anormais

1.Fenômeno de falha

O conteúdo de partículas sólidas no transbordamento é muito alto e a concentração excede a faixa normal, afetando a qualidade do produto; o tamanho das partículas no transbordamento não atende aos requisitos, a finura não atende ao padrão e não pode atender às necessidades dos processos subsequentes.

2.Análise de causa

Pressão de alimentação e vazão inadequadas: se a pressão de alimentação for muito baixa, a força centrífuga do material no ciclone será insuficiente, resultando na incapacidade de separar efetivamente partículas finas, aumentando assim a concentração de transbordamento e engrossando a finura; se a vazão de alimentação for muito grande, o campo de fluxo no ciclone será turbulento, o efeito de separação será ruim e a concentração de transbordamento e a finura também serão anormais.

Tamanho inadequado da porta de transbordamento: se o diâmetro da porta de transbordamento for muito grande, mais fluido contendo partículas sólidas entrará no transbordamento, resultando em um aumento na concentração de transbordamento; se o diâmetro da porta de transbordamento for muito pequeno, ele limitará a descarga de partículas finas e tornará a finura do transbordamento mais grossa.

Flutuações nas propriedades do material: flutuações na distribuição do tamanho das partículas, densidade, concentração e outras propriedades do material alterarão o comportamento de separação do material no ciclone.

3.Solução

Ajuste os parâmetros operacionais: de acordo com as propriedades do material e os requisitos do processo de produção, ajuste razoavelmente a pressão de alimentação e a vazão. Determine os valores ideais de pressão e vazão por meio de experimentos e mantenha-os estáveis durante a operação. Quando a concentração e a finura do transbordamento forem anormais, ajuste a pressão de alimentação e a vazão a tempo para observar as mudanças no efeito de separação. Por exemplo, quando a concentração do transbordamento for muito alta, a pressão de alimentação pode ser aumentada adequadamente para aumentar a força centrífuga e promover a separação de partículas finas; quando a finura do transbordamento não estiver dentro dos padrões, a vazão de alimentação pode ser ajustada para otimizar o campo de fluxo no ciclone.

Otimize o tamanho da porta de transbordamento: de acordo com os parâmetros de projeto e a operação real do hidrociclone, otimize o tamanho da porta de transbordamento. Se a concentração de transbordamento for muito alta, o diâmetro da porta de transbordamento pode ser reduzido adequadamente.

Estabilizar as propriedades do material: fortalecer o gerenciamento das fontes de material e tentar garantir a estabilidade das propriedades do material. Antes de o material entrar no hidrociclone, misture e homogeneize completamente o material para reduzir a flutuação das propriedades do material. Quando as propriedades do material mudarem, ajuste os parâmetros operacionais do hidrociclone a tempo para se adaptar às novas propriedades do material.

5. Bicos de jato de areia em forma de spray ou corda

1.Fenômeno de falha

O bico de jato de areia do hidrociclone possui descarga em forma de spray ou corda, que é diferente do estado normal de descarga uniforme, afetando a operação normal e o efeito de separação do equipamento.

2.Análise de causa

Desgaste do bico de jato de areia: Durante o uso prolongado, o bico de jato de areia é lavado por fluidos de alta velocidade e partículas sólidas, desgastando-se gradualmente. O desgaste e a expansão do furo interno do bico de jato de areia, danos na borda ou o aumento da rugosidade da superfície podem causar descarga irregular, respingos ou fenômenos em forma de corda.

Bloqueio de material: Se houver bloqueio de material dentro do bico de jato de areia, a direção e a velocidade do fluxo do fluido serão alteradas, causando descarga anormal. O bloqueio pode ser causado por partículas grandes, impurezas no material ou materiais depositados quando o equipamento é desligado.

Parâmetros operacionais anormais: Parâmetros operacionais anormais, como pressão de alimentação muito alta ou muito baixa e vazão instável, afetarão o estado do fluxo do material no bico de jateamento. Pressão muito alta fará com que o fluido seja pulverizado muito rápido e forme um jato; pressão muito baixa pode causar descarga deficiente e formar um cordão.

3.Solução

Substitua o bico de jato de areia desgastado: Verifique o desgaste do bico de jato de areia regularmente. Se o bico de jato de areia estiver muito desgastado, substitua-o a tempo. Selecione um bico de jato de areia de boa qualidade e com alta resistência ao desgaste, e instale-o de acordo com o modelo e as especificações do equipamento. Após a substituição do bico de jato de areia, depure o equipamento para garantir uma descarga normal.

Desobstruir o bico de jato de areia: Quando o bico de jato de areia estiver obstruído, pare o equipamento e desmonte o bico para limpeza. Você pode usar ferramentas como pistolas de água de alta pressão e escovas de aço para desobstruir o bico de jato de areia. Durante o processo de limpeza, preste atenção à proteção do furo interno e da borda do bico de jato de areia para evitar danos secundários. Após a limpeza, verifique e teste o bico de jato de areia e reinstale-o após confirmar que está desobstruído.

Ajuste os parâmetros operacionais: de acordo com os requisitos de projeto do bico de jateamento e a operação do equipamento, ajuste razoavelmente a pressão de alimentação e a vazão. Mantenha a pressão de alimentação e a vazão estáveis para evitar que fiquem muito altas ou muito baixas. Se o bico de jateamento apresentar anormalidades, melhore-as ajustando os parâmetros operacionais. Por exemplo, quando ocorre uma descarga tipo spray, a pressão de alimentação pode ser reduzida adequadamente; quando ocorre uma descarga tipo corda, a pressão de alimentação pode ser aumentada ou a vazão pode ser ajustada.

A operação normal de hidrociclones na produção industrial é crucial para melhorar a eficiência da produção e garantir a qualidade do produto. Grandes flutuações na pressão de alimentação, bloqueios, concentração e vazão anormais de subfluxo, concentração e finura anormais de transbordamento e bicos de jato de areia em forma de corda ou spray são falhas comuns na operação de hidrociclones. Na produção real, o monitoramento da operação e o gerenciamento da manutenção dos hidrociclones devem ser reforçados, potenciais problemas devem ser descobertos e tratados em tempo hábil e a experiência deve ser continuamente resumida para melhorar a confiabilidade operacional e os benefícios econômicos do equipamento.