污水处理工程中水泵的选型
在污水处理工程中,水泵是整个系统中最为基础和关键的一环,能够直接影响到整个系统的处理能力、稳定性和经济性等。本文从水泵型号的选择入手,介绍了各类水泵的特点以及选型所需要注意的问题,对工程人员的设计工作有指导性意义。
引言
水泵是污水处理工程中必不可少的设备之一,其作用是将相对高程较低的污水提升至后续相对高程较高的处理单元,为污水处理的顺利进行提供足够的动力。水泵选型是否正确对整个系统的稳定性,投资和运行的经济性、运行效果的合理性都有着重大的影响。
1 影响水泵选型的因素
1.1 水泵安装现场的环境
通常在污水处理中所采用的水泵分为两种,一种安装于污水外,称为离心泵即干式泵,另一种直接安装在污水中,称为潜水泵。两种泵各有其优缺点,需根据不同的场合进行选择。
离心泵运行时,叶轮的叶片高速旋转产生离心力,将介质输送到高压端出口,并在吸入口形成负压吸入介质以此循环。由于其安装于污水外,运行时只有水泵的吸水管和叶轮淹没在污水中,能够保持设备的干燥,避免泵体受污染,方便后续的管理、养护及维修。但是由于其构造关系,如果水泵中没有水就无法进行介质的输送,且极易损伤叶轮和泵体导致设备损坏。
潜水泵的工作原理也是利用离心力,但由于泵体安装于水池内,运行时水泵及管件均淹没在水中,不存在进水管灌水及水泵吸程的问题,水池的有效容积会更大,其缺点是设备浸入污水中会受到腐蚀,养护管理及维修较为麻烦。
当污水处理厂占地面积不大,对水泵的安装环境无特殊要求,建议采用潜水泵;若水池深度超出水泵吸程,则必须采用潜水泵。当污水处理厂的占地足够大,且客户要求水泵安装于水池外,可以考虑采用离心泵。当水泵必须置于液体外,且启动液面低于水泵叶轮淹没水位时,必须选用带引水辅助设备的离心泵或自吸泵。
1.2 水泵输送的介质
污水处理中涉及到的污水种类繁多,有人们日常生活排放的生活污水,有工业生产中排放的生产废水,且不同行业排放的工业废水特性也各不相同,只有选择合适的水泵,污水处理工程的运行才能稳定和有效。
根据输送介质中所含杂质的多少可将水泵分为清水泵和污水泵两种。清水泵对输送介质的清洁度要求较高,一般要求介质中固体体积含量不超过0.1%,粒度不大于0.2mm,否则极易堵塞水泵,对泵体、叶轮造成损坏。污水泵的结构原理同清水泵一样,但进行了一些内部构造的更改,如加大水泵流道、增大叶轮间隙、取消叶轮护圈、增加锯齿片等,因此可以输送含杂质较多的介质。
针对各类污水选择水泵的原则如下:
1)对于清洁度较高,物理化学性质类似于清水的污水,如清洗废水、含油废水等,建议采用清水泵进行输送;
2)对于含有大量杂质(如较大固体颗粒、各种纤维)的污水,如生活污水、纺织业废水、造纸业废水等,必须选择污水泵来作业。
3)对于有腐蚀性的或高温的污水,必须有针对地选用特殊材质的耐腐蚀泵,如塑料、不锈钢等材质制造的水泵,否则泵体容易被腐蚀,使整个系统的运行受到影响。
1.3 水泵具体型号的选择
在选择水泵的具体型号前,首先需要根据具体的设计参数计算出所需水泵的流量和扬程,然后根据实际水泵的特性曲线进行比较和选择。
1.3.1 水泵流量的计算
与大型泵站相比,污水处理工程由于排水总量有限,且一般均设有较大的污水调节池,水泵的运行流量较为稳定。根据工程设计水量和设计水泵数量,即可计算出单台水泵的设计流量。
Q=Q总
n(m3/h)Q-单台水泵设计流量(m3/h);
Q总-工程平均小时流量(m3/h);
n-水泵台数(台)。
对于小流量的工程一般采用2台水泵,1用1备;对于大流量的工程可采用3台水泵,2用1备,运行时2台水泵同时运行,若使用中的水泵出现故障则更换备用水泵,故障水泵可拆下进行维修,这样备用水泵的投资比1用1备要更经济。采用多台水泵时应尽量选用同型号水泵,方便维护管理。
1.3.2 水泵扬程的计算
水泵总扬程由水泵吸水高度、扬水高度及管路水头损失三方面决定,一旦水泵流量、管径及管道布置确定,水泵设计扬程就可确定。
H≥h1+h2+h3+h4(m)H-水泵总扬程(m);
h1-吸水管水头损失(m),一般包括吸水喇叭口、90°弯头、直线段、阀门,渐缩管等;
h2-出水管水头损失(m),一般包括渐扩管、止回阀、阀门、短管、90度弯头(或三通)、直线段等;
h3-集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差(m);
h4-安全水头(m),估算扬程时可按0.5m~1.0m计;详细计算时应慎用,以免工况点偏移。
下面分别为不同安装高度水泵扬程的计算示意图
图1水泵扬程计算示意图
对于污水处理工程而言,水泵的主要作用是提升高程而不是长距离送水,输水管路一般不长,沿程阻力损失可忽略不计,水头损失只需计算局部阻力损失即可。
1.3.3 比较选择
通常水泵的制造商会针对其生产的每一款水泵提供如图2所示的H-Q曲线和-Q曲线。其中H-Q曲线为水泵的高程-流量特性曲线,-Q曲线为水泵的效率-流量曲线。针对每个不同的工程,计算得出实际所需要的水泵的高程为Hc,流量为Qc,在上图中显示为一个具体的坐标点(Qc,Hc)。
选取水泵的原则如下:
1)选取的水泵的H-Q曲线必须同时满足流量和扬程的要求。理想状态是(Qc,Hc)能落在曲线上,但实际工程中这种情况很少,此时必须在保证流量的前提下,让水泵工况点扬程略高于设计扬程,从H-Q曲线图上看也即所选择的水泵的H-Q曲线需要略高于工程需求点(Qc,Hc)。
2)一般水泵的工况点不会是水泵的最高效率点,但要求工况点应靠近水泵的最高效率点,以保证水泵的运行效率。从η-Q曲线图上显示为Qc位于η-Q曲线的波峰位置附近。同时,由于水泵在运行过程中,水池中的水位是变化的,水泵或者水泵组在这个范围内变化时都应处于高效区。
2 结论
本文从污水处理中水泵的选型出发,介绍了各类常用水泵的特点和使用要求,以及选择水泵型号需要考虑的关键点,供工程技术人员参考
众所周知,水处理行业中,管件配件之一,就有泵。一款质量稳定的好水泵,到底有多重要,您了解过吗?
下面就来为大家讲解一下泵都有那些磨损件,如何去维护保养好一台水泵。
易损件是水泵最脆弱的地方,在使用、维修和保养等过程中,需要对易损件进行特别照顾。那么一台泵,他的易损件有哪些?要注意些什么?
一.水泵泵壳一般都是铸铁件,它受机械力或热应力的作用易出现裂纹。当水泵在工作中因受汽蚀作用的冲击或在冬季没有放掉泵壳内积水而受冰冻时也易破裂,如损坏较重不能修理时应更换新泵壳。
二.水泵泵轴一般为碳钢件,但由于制造质量、使用或安装等原因也易损坏。泵轴可能出现裂纹、弯曲、轴颈磨损、螺纹损坏等,也可能出现断裂事故。如损坏严重不能修理时,应更换新轴。
三.叶轮是水泵的重要工作部件,为铸铁制成。由于制造质量和使用等原因也易损坏。叶轮可能会出现裂纹,因汽蚀作用表面形成窝眼或穿孔,长期被冲磨使叶片变薄或偏磨,甚至被杂物击碎。有些缺陷可以修复有些缺陷不能修复,即应更换新叶轮。
四.滑动轴承的轴瓦是铜氏锡合金铸成的,耐磨性很差,是最易磨损和烧坏的易损件之一,轴瓦一般都可以修复,也可更换新件。滚动轴承一般平均使用寿命为5000小时,但安装不当,使用时间长或保养不良,也易磨损或毁坏。滚动轴承除其中的个别零件可以调换新的外,一般均要更换整体件。
五.口环也称减漏或减磨环,它是水泵中最容易磨损的零件之一。磨损后可以修理也可以更换新的。当更换新减漏环时,其内径应按叶轮入口外径来配置。如叶轮进水口外径磨损,可进行车削加工,以消除沟痕和椭圆,然后再配置内径缩小的减漏环,叶轮进水口外径一般可车削三次。
六.填料用久后会变硬而失去弹性,会使水泵漏气、漏水,一般应更换新填料。
七.水泵油封是橡胶制品,易磨损和老化,一般都要更换新件。
不同厂家的水泵型号都有所不同,首先根据系统的工艺要求选择水泵的流量;其次根据工艺要求选择水泵的扬程(1公斤约等于10 米扬程,1MPa 约等于10 公斤);再次根据工艺要求来选择水泵的材质(主要是指水泵泵头的材质);最后根据各种水泵的耗电量来选择即能达到工艺要求又能节省系统能耗的水泵。
一. 经济原则:根据介质的比重、粘度、腐蚀性等特性,选择最恰当的泵质料及最适合的泵类型,然后保证泵的运用寿数。
二.高效原则:尽量选择高功率的水泵,在功用参数一样适合时尽量选用大泵,因为大泵比小泵功率高。
三.节能原则:尽量让泵在等于或靠近额定工况的情况下运用,这样能前进水泵的工作功率。除此之外还应充分考虑到泵联合工作时的现象,尽量使水泵在各种现象下都坚持高效。
水泵选型的方法(进程):一.列出底子数据:1、介质的特性:介质称谓、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。3、介质温度4、所需要的流量5、 压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程丢掉)。
二. 判定流量和扬程:1、流量是选泵的重要功用数据之一,它直接关系到整个设备的的出产才干和运送才干。 如计划院技能计划中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时,以最大流量为根据,统筹正常流量,在没有最大流量时,一般可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
2、设备系统所需的扬程是选泵的又一重要功用数据,一般要用扩展5%—10%余量后扬程来选型。
三. 判定泵的质料:1、 泵的质料有必要满足介质特性的需要:液体性质,包括液体介质称谓,物理性质、化学性质和其它性质。物理性质有温度c密度d,粘度u,介质中固体颗粒直径和气体的含量等,这涉及到系统的扬程、有用气蚀余量核算和适合泵的类型;化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性,是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要根据。
四. 判定泵的种类:1、根据设备的安顿、地形条件、水位条件、工作条件,判定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的泵。2、根据液体介质性质,判定清水泵,热水泵仍是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵,或许选用无堵塞泵。安装在爆炸区域的泵,应根据爆炸区域等级,选用相应的防爆电动机。3、根据流量大小,判定选单吸泵仍是双吸泵;根据扬程高低,选单级泵仍是多级泵,高转速泵仍是低转速泵(空调泵)、多级泵功率比单级泵低,如选单级泵和多级泵一样都能用时,首要选用单级泵。
能耗高,成本随之增加
没有控制柜保护措施,容易出现故障
售后不完善,维修不方便
耽误工期,时间成本曾高
高扬程水泵严禁在低扬程情况下使用,严重可能发生爆管、浪费建筑材料如水泥等
为避免这些情况,诺赛恒压变频控制系统---施工临时用水救星,具有高品质智能型电脑控制,节能,恒定压力,水泵、主要管路及配件均使用不锈钢材质等特点。
1)叶片泵:
通过泵轴旋转时带动各种叶轮叶片给液体以离心力或轴向力,输送液体到管道或容器,如离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵。
2)容积式泵:
利用泵缸体内容积的连续变化输送液体的泵,如往复泵、活塞泵、齿轮泵、螺杆泵。
3)其他形式的泵:
有利用电磁输送液态电导体态的电磁泵利用流体能量来输送液体的泵,如喷射泵、空气升液器等。
2、按用途分类:
1)工艺流程泵:
包括给料泵、回流泵、循环泵、冲洗泵、排污泵、补充泵、输出泵等。
2)公用工程泵:
包括锅炉用泵、凉水塔泵、消防用泵、水源用深井泵等。
3)辅助用途泵:
包括润滑油泵、密封油泵、液压传动用泵等。
4)管路输送泵:
输油管线用泵、装卸车用泵等。
3、按输送介质分类:
1)水泵:
包括清水泵、锅炉给水泵、凝水泵、热水泵。
2)耐腐蚀泵:
包括不锈钢泵、高硅铸铁泵、陶瓷耐酸泵、不透性石墨泵、衬硬胶泵、硬聚氯乙烯泵、屏蔽泵、隔膜泵、钛泵等。
3)杂质泵:
包括浆液泵、砂泵、污水泵、煤粉泵、灰渣泵等。 4)油泵:冷油泵、热油泵、油浆泵、液态烃泵等。
4、按使用条件分类:
1)大流量及微流量泵:
流量分别为300m3/min及0.O1L/min2)高温泵及低温泵:高温达500℃,低温至一Z53℃
3)高压泵、中压泵及低压泵:
高压泵压力达6MPa以上中压泵压力2~6MPa;低压泵压力低于2MPa;
4)高速泵及低速泵:
自吸泵高速达24000r /min,低速5—10r/min
5)精确的计量泵:
流量的计量精度达±0. 3%
6)高粘度泵:
粘度达数千帕秒(Pa·s)。