设备管理_污水污泥处理设备概述

污水污泥处理设备 污水污泥处理设备概述1 污水污泥处理设备的分类通用机械设备主要有泵类 风机类 阀类 专用机械设备主要有拦污除渣 除砂刮泥 曝气及搅拌 投药及消毒 浓缩及脱水 氧化脱盐 沼气利用设备 以及专用机械和控制设备 污水再生利用设备 第一章通用机械设备 泵什么是泵泵是一种能量转换的水力机械 它把原动机的机械能转换成抽升液体的动能和压能 一 泵的分类1 按工作原理分类有 叶片泵 离心泵 轴流泵 混流泵 容积泵 往复式泵 柱塞泵 隔膜泵 螺杆泵等旋转式泵 转子泵 齿轮泵 水环式真空泵等 其它类型 螺旋泵 气升泵 射流泵等 二 离心泵1 离心泵的工作原理当水泵内充满水后由于叶轮的高速旋转 水在离心力的作用下被抛出叶轮 经泵的导流槽后被输出泵外 同时泵内的水被抛出后形成真空 在外部大气压强差的作用下 水池的水又流入泵内 由于叶轮的连续旋转 所以泵内吸水和压水的过程连续不断 从而保证了水泵的正常工作 见图 2 离心泵的分类按吸水方式分 有单吸 双吸按叶轮数目分 有单级 多级按泵轴方向分 有立式 卧式 斜式按密封方式分 有机械密封 填料密封 气动密封按叶轮结构分 有开式 半开式 闭式按叶轮安装方式分 有可调式 固定式按水质分 有清水 污水 雨水按水流方向分 有轴向流 斜向流 径向流3 离心泵的特点 效率高 工作稳定 性能可靠 操作方便 容易调节 使用广泛 但起动前要充水 三 流量 定义 水泵在单位时间内所输送的液体体积或数量 国际单位 常用单位 物理单位的换算 例题 离心泵的主要性能参数 2 扬程 H 定义 单位重量液体通过水泵后所获得的能量 国际单位 Pa 帕 常用单位 物理单位的换算 例题 计算公式 定义式 P 压强F 压力S 面积 伯努利方程 一 式 见图 习题见图 伯努利方程 二 式 HST 水泵实际扬程 m S 水管摩擦阻力系数 3 功率 N 定义 功与完成作功时间的比值 1 有效功率 N有效 或 Ne 水泵在单位时间内对排出液体所作的功 注 2 轴功率 N轴 是原动机传给水泵的功率 3 配套功率 N配套 水泵所选配电机的功率 K 安全系数 见书 传 传动效率 N轴 N配套 电机 传公式中 电机 电机效率 传 传动效率若是皮带传动 则 传值取0 95弹性传动 传值取9 8刚性传动 传值取1 4 效率 见图例题 是反映水泵性能好坏以及动力利用率多少的经济技术指标 例 电机的选配 见书 例 效率的计算 见书 水力 反映水泵能量利用率的多少 反映水泵内摩阻损失 冲击损失 旋涡损失的多少 容积 反映水泵流量利用率的多少 反映水泵内轴封泄漏 泵内回流 级间回流的多少 机械 反映水泵机械能利用率的多少 反映水泵内机械摩擦阻力损失和园盘损失的多少 5 转速 n 水泵单位时间内的转运速度 单位 r minr s 6 比转速 nS 定义 是反映一类水泵共性的特征数 是水泵规格化的基础 单吸单级的计算公式 双吸单级的计算公式 单吸多级的计算公式 公式中各参数的单位 i 水泵级数Q 设计流量m sH 设计扬程mn 设计转速r min注 比转速与扬程成反比 与流量成正比 7 允许吸上真空度和汽蚀余量允许吸上真空度 HS 定义 是水泵在1个标准大气压下 水温为20 C时 水泵最大吸水真空度 常用单位 m水柱 汽蚀余量 HSU 汽蚀余量是指水泵进口处 单位质量液体所具有超过饱和蒸汽压力的富裕能量 汽蚀余量更能准确地反映水泵的吸水能力 汽蚀余量国外称为净正吸上水头 常用NPSH或 h表示 汽蚀现象1 水泵在运行时 如果泵内叶轮进口处的液体压力大于或等于该温度下的液体气化压力 就会有蒸气或气体从液体中大量逸出 形成蒸气与气体混合的小汽泡 当这些小汽泡随液体流入高压区时 汽泡突然受压破裂 液体质点从四周向汽泡中心加速运动 质点相互撞击 若这种撞击在金属表面附近产生 就会对金属表面形成极大的冲击力 产生上万次的高频和几百个大气压的水锤 使水泵产生噪声和震动 在高频的作用下叶轮金属表面现象产生剥蚀 同时气体对叶轮会产生化学腐蚀作用 这就是水泵的汽蚀现象 2 汽蚀的危害水泵产生震动和噪声 水泵流量减少 扬程降低 效率急速下降 水泵性能变坏 损坏叶轮 破坏水泵的零部件 缩短水泵使用寿命 若在汽蚀状态下继续运行 水泵性能急剧下降 直致停泵 3 防止汽蚀产生的措施正确确定水泵的安装高度 安装时尽量减少管损 如加大管径 减少管长 配件 若汽蚀发生 破坏汽蚀产生的条件或停车检查 改善水泵水力条件或内部结构 如上涂料 改进叶轮进水口的结构 增加诱导轮等 作业 四 离心泵的特性曲线离心泵工作时 当泵的转速为某一定值时 用来表示流量 扬程 功率 效率 允许吸上真空度 或汽蚀余量 等相互之间变化关系的曲线叫做泵的性能曲线或特性曲线 见图 离心泵的特性曲线的意义在于了解水泵性能 正确选择水泵 经济 合理地使用水泵 注 每台水泵的性能曲线都是实测所得 是由水泵内部结构所决定的 1 Q H曲线是反映水泵性能最重要的一条曲线 是一条二次函数的抛物线 Q H曲线平坦 则流量变化大 扬程变化小 Q H曲线较陡 则流量变化小 扬程变化大 2 Q N曲线ns若小于300则是一条线性函数的直线 N Ng 电 传Q 0时 N最小 符合电机轻载起动的要求 3 Q 曲线 水 容 机械 高效段 水泵高效率区段 4 Q HSU 汽蚀曲线或 Q HS 曲线表示水泵在相应流量下工作时 水泵所允许的最大吸水真空值 它并不表示水泵在某点工作时的实际吸水真空值 实际吸水真空值必需小于曲线上的相应值 否就会产生汽蚀现象 五 管道特性曲线以及运行工况1 管道特性曲线 Q h 管道特性曲线它反映在水泵装置系统中 把通过管路系统的流量提升到某一高度时所需能量之间的关系 水泵装置系统是指水泵配上管路及其附件 动力设备 传动设备 进出水池 测量仪表等的统称 管道特性曲线 Q h 的计算公式 H HST S Q2HST 水泵实际吸水高度 m S 管道阻力系数 S2 m5 S 是由管长 管径 管材确定 2 工况点 工作点 工况点是水泵装置系统中 在一定转速的条件下 某一时 刻的实际的流量 扬程 轴功率 效率 允许吸上真空度 是水泵性能曲线与管道特性曲线的平衡点 即供需能量的平衡点 3 管路附件图例 见图 4 改变水泵性能 调节工况点调节工况点的目的 调节工况是为了满足工作要求 提高经济效益 调节工况点的方法 变径 变速 变角 节流 1 改变水泵转速通过水泵转速的变化来改变水泵的性能 达到扩大水泵的使用泛围 既能满足工作需要 又能提高经济效益 根据水泵转速比例律 该公式的应用应注意 调节量最高不得超过10 最低不得低于20 改变转速的方法有变极数控制 变频控制 转子串电阻控制等 2 改变叶轮直径将叶轮外径改变 从而改变水泵性能 达到扩大水泵的使用泛围 既能满足工作需要 又能提高经济效益 该公式适用于n 300的叶片泵 叶轮最大切削量见表 例 已知4BA 12型水泵的Q 0 02m3 s H 36m 该泵叶轮外径为174mm 将叶轮外径车削10 后 其该泵的流量和扬程是多少 见后面 3 改变叶片角度通过改变叶片角度 从而改变水泵性能 达到扩大水泵的使用泛围 既能满足工作需要 又能提高经济效益 主要是对轴流泵 混流泵 4 调节出水阀利用水泵出水阀的调节 控制阀门的开启度 使管道物性曲线发生变化 增加管道阻力系数 从而达到调节工况的目的 该方法操作简便 但效率低 不节能 例题 0 2 m3 s 例题比例法 例 例 一台运行中的水泵 其压力表读数为0 445 MPa 真空表读数为0 05 MPa 流量为0 04 m s 水泵吸入口D1 200mm水泵出水口D2 150mm 两表高差0 32mm 查得电压380V 电流为46 5A COS 是0 8 电机效率按90 计 水泵传动方式为刚性传动 求 该泵的效率是多少 作业1 根据离心泵的工作原理 请说明离心泵启动前为何要充水 2 根据Q N曲线说明离心泵为何要闭闸起动 5 一台IS200 150 200型水泵 其铭牌上注明Q 230 m3 h 扬程H 14 m N配套 18 5 KW 水泵 85 水泵经大修后 测得其出口压力为0 18 MPa 进水口压力为0 05 MPa 流量为0 061 m s 进水口与出水口高差0 2mm 查得电压380 V 电流为34 A COS 是0 8 电机效率按