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污水处理中泵的选取

2024/4/17 15:06:39 / 作者:水处理设备公司 / 来源:山艺环保

我们在环保水处理行业中,用到最多的就是泵,首先来看泵的概念:泵是一种输送流体的机械装置,把原动机的机械能或其他能源的能量传递给流体,使流体的能量(位能、压力能或动能)增加。

污水处理系统中用泵的地方非常多,例如进行污水的提升,污泥的抽送及化学药剂的添加,所以泵是污水处理系统中必不可少的通用设备。

(一)泵得大体分类

泵的分类也是多种多样的,如果按其作用于液体的原理、泵可分为叶片式和容积式两大类。

其中叶片式泵是由泵内的叶片在旋转时产生的离心力将液体吸入和压出。

容积式东是由泵的活塞或转子往复或旋转运动产生挤压作用将液体吸入和压出。

叶片式泵又因泵内叶片结构形式不同分为离心泵、轴流泵和旋祸泵。

容积式泵分为活塞(柱塞)泵和转子泵。

泵也可按用途命名、如:清水泉、污水泵、油泉、泥浆泵、砂泵、耐腐独泵等,

还可按结构特点命名,如:悬臂式水泵、齿轮油泵、螺杆油泵和立式(卧式)泵等。

污水处理过程中常用的泵有:清水泵、耐腐蚀泵、污水泵、轴流泵、混流泵、螺杆泵和计量泵等。

(1)离心泵

离心泵是一种常见的泵类型,流量较大,扬程相对较低。液体溶液中不宜夹带气体。其优缺点如下:

优点:

高效率:离心泵通常具有较高的输送效率,能够有效地输送液体。

简单结构:离心泵结构相对简单,易于维护和操作。

适用范围广:离心泵适用于输送各种液体,包括清水、污水、化学液体等。

运行平稳:离心泵运行时噪音较小,振动小,稳定性好。

缺点:

受限于扬程:离心泵的扬程受限,不能用于输送高扬程液体。

起动时需考虑气蚀问题:离心泵在启动时可能会出现气蚀现象,需要注意处理。

对介质要求较高:离心泵对介质的粘度和颗粒大小有一定要求,不能输送过于粘稠或含有大颗粒的液体。

在污水处理中,离心泵通常被用于以下位置:

污水提升泵站:用于将污水从低处提升到高处,以便进行处理或排放。

污水处理厂:用于输送污水到不同的处理设备,如格栅、沉砂池、生化池等。

排水系统:用于排放城市污水或工业废水到污水处理厂或排放到水体中。

(2)旋涡泵

旋涡泵是一种离心泵的变种,适用于流量小扬程高得环境,液体中允许含有5%(体积)气体,要求自吸时,可选用自吸型旋涡泵。其优缺点如下:

优点:

能够处理含有固体颗粒的液体:旋涡泵具有较大的固体通过能力,适用于输送含有固体颗粒的液体,如污水、污泥等。

不易堵塞:由于旋涡泵的设计特点,不容易被固体颗粒堵塞,适用于处理含有颗粒的液体。

运行平稳:旋涡泵的运行相对稳定,噪音较小,振动小。

缺点:

效率较低:相较于一般的离心泵,旋涡泵的效率可能稍低一些。

对介质要求较高:旋涡泵对介质的粘度和颗粒大小有一定要求,不能输送过于粘稠或含有过大颗粒的液体。

在污水处理中,旋涡泵通常被用于以下位置:

污水提升泵站:用于将污水从低处提升到高处,以便进行处理或排放。

污水处理厂:用于输送含有固体颗粒的污水到不同的处理设备,如格栅、沉砂池、生化池等。

污泥处理:用于输送含有固体颗粒的污泥到污泥脱水设备或其他处理设备。

(3)容积式泵

容积式泵是一种通过改变泵腔容积来实现吸入、压缩和排放液体的泵,可适用于流量小且扬程高、液体粘度高得环境下,允许气体含量稍大,如果液体需要准确计量时,可选用柱塞式计量泵;液体要求严格不漏时,可选用隔膜计量泵。流量较小、温度较低、压力要求稳定的,宜选用转子泵或双螺杆泵。其优缺点如下:

优点:

能够提供稳定的流量:容积式泵在工作时能够提供稳定的流量输出。

能够输送高粘度液体:适用于输送高粘度、高温或腐蚀性液体。

具有自吸能力:容积式泵具有较好的自吸性能,能够在一定程度上吸入液体。

缺点:

效率较低:容积式泵的效率通常较低,能耗较高。

维护成本高:由于容积式泵结构复杂,维护和维修成本较高。

体积较大:相较于其他类型的泵,容积式泵体积较大,占用空间较多。

在污水处理中,容积式泵通常被用于以下位置:

污泥输送:容积式泵适用于输送含有高固含量的污泥,如污泥脱水设备、污泥干化设备等。

污水处理厂:用于输送高粘度、高温或腐蚀性的污水到不同的处理设备,如过滤机、脱水机等。

化粪池清理:用于清理化粪池中的污物,将污物输送到处理设备或处理站点。

(二)泵的大体选型

泵的选型步骤第一步就是要看介质的物性参数,然后根据工艺参数,综合来确认泵的类型,然后看泵的系列和材料的选择,最后确认泵的型号。

当然也要考虑特殊环境下的驱动机的选择、轴封的确认和冷却和润滑的选用。

(1)介质物性参数

输送条件下介质的物性将对泵的流量、扬程、功率、必需汽蚀余量、结构、材料、操作和使用等方面产生影响,是选泵时需要考虑的重要因素。

主要物性参数有:介质的名称、相对密度、粘度、组成、化学腐蚀性能、气体或固体(粒度)含量、蒸汽压等。

(2)工艺参数.

①流量

设计污水处理系统时、由于考虑发展和适应不同要求等因素,总工艺方案一般的要求装置留有一定富裕能力,在选泵时,应按设计要求达到的能力确定泵的流量,并使之与其他设备的能力协调平衡,另一方面,泵的流量确定也应考虑适应不同原料或不同产品要求等因素。所以,确定的泵的流量,应该综合考虑两点,即装置的富余能力及装置内设备能力的协调平衡,工艺过程影响流量变化的范围。

②扬程

除了上述原因,还需考虑管路系统(包括设备)中的压力降,泵的扬程需要留适当的余量,一般为正常需要扬程的1.05-1.1倍。实际上,如果有现场实际数据,应尽可能采用。选定的扬程不仅能满足过程正常条件下的需要,也能满足过程特殊条件下的需要。介质液面高于泵中心者,应取最低液面;介质液面低于泵中心者,也应取最低液面。

③温度

确定工艺过程中介质的正常、最高或最低输送温度。

④装置的有效汽蚀余量

装置的有效汽蚀余量应大于泵所需要的允许汽蚀余量。

⑤操作时间

确定操作周期及操作方式(连续或间隙)。

⑥现场条件

根据泵所在位置确定其环境温度、相对温度、海拔高度、防爆区域及防爆等级。


(2)泵型号的确定

①泵类型的选择

根据装置或系统所需的流量和扬程,按泵的分类及适用范围初步确定泵的类型。因离心泵结构简单,输液无脉动、流量调节简单、因此,除离心泵难以胜任的场合外,尽可能选用离心泵。

②泵系列和材料的选择

泵的类型确定后,就可以根据工艺装置参数和介质特性选择泵的系列和材料。

③)泵型号的确定

根据泵厂提供的样本及有关技术资料确定泵的具体型号(即泵的规格);

容积式泵型号的确定要根据泵厂提供的样本及有关资料。

a,泵样本给出的流量[Q]压力[P],是指容积式泵输出的最大流量和最大出口压力。

b,工艺参数给出泵的额定流量Q和出口最大压力P。

c,选型判据:符合以下条件者为初步确定泵型,

流量Q≤[Q],Q愈接近[Q],愈合理;压力P≤[P],P愈接近[P]、愈合理

d,校核泵的汽蚀余量

要求NPSHr<NPSHa,如汽蚀余量不合乎要求,应采取以下措施:降低泵的安装高度,以提高NPSHa值;要求泵厂采取措施,以降低NPSHr值。

当符合以上条件的泵不止一种时、应选择效率高、价格廉、可靠性好的泵。

离心泵型号的确定与容积式泵基本相同。由工艺参数给出额定流量Q和额定扬程H,然后查泵系列型谱图,得出初步选择泵的型号。再查该型号的性能曲线,校核泵的额定工作点是否落在泵的高效工作区内。

(3)驱动机的选用

泵的驱动机类型应根据动力来源、工厂或装置能平衡、环境条件、调节控制要求以及经济效益而定

泵用的驱动机类型有电机、汽轮机等。常用的电机起三相交流鼠笼电机,如Y(IP44)型电机、YB型隔爆型电机,多用于中、小型泵。

(4)轴封的确定

轴封是防止泵轴与壳体接触处泄漏而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力密封。

往复泵的轴封型式主要是填料密封。当输送不允许泄漏的介质时,可采用隔膜式往复泵。

离心泵轴封型式可由以下方法确定:

①填料密封

填料密封结构简单、价格便宜、维修方便,但泄漏量大、功耗损失大。

因此填料密封常用于输送一般介质、如水等;一般不适用于石油及化工介质的输送,特别是不能用于贵重、易爆或有毒介质的输送。

②机械密封

也称端面密封,效果好,泄露量很小,寿命长,但价格贵,加工安装维修保养比一般密封要求高;机械密封适用于输送石油及化工介质,可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。

③动力密封

分为两类:背叶片密封和副叶轮密封。泵工作时靠背叶片(或副叶轮)离心力的作用,轴封处的介质压力下降至等压或负压状态,使泵在使用过程中能不泄漏。停车时离心力消失,背叶片(或副叶轮)的密封作用失效,这时靠停车密封装置起密封作用。

与背叶片(或副叶轮)配套的停车密封装置中较多地采用填料密封。填料密封有普通式和机械松紧式两种。普通式填料密封与一般泵的填料密封相似,要求轴封处保持微微正压,以避免填料的干摩擦。机械松紧式填料在泵运转时,填料松开;停车时,填料压紧。

动力密封常用于输送含固体颗粒较多的介质中,如磷酸工业中的矿浆泵、料浆泵等。

为保证停车密封装置的寿命,减少泵的泄漏量,对采用动力密封的泵,泵进口压力应做限制。

(5)冷却和润滑的选用

①泵的冷却

污水处理用泵一般均需用冷却水冷却泵的有关部位。冷却水可采用循环水和新鲜水。冷却水压力一般0.2~0.4MPa.

②泵的润滑

一般中小型泵采用甩油盘或油环向轴承供油,大型泵必要时可考虑采用压力润滑系统(配有油泵、贮油箱、油冷却器、油过滤器等)。


 

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