污水污物潛水電泵調(diào)研報告

1、 京 江 學(xué) 院jingjiang college of j i a n g s u u n i v e r s i t y本 科 畢 業(yè) 論 文 潛水污水泵設(shè)計調(diào)研報告調(diào)研目的 a. 了解潛水污水泵原理與應(yīng)用淺析； b. 了解潛水污水泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)及其機(jī)械密封的應(yīng)用改造； c. 寫出市場調(diào)研。調(diào)研方式 利用圖書館的網(wǎng)絡(luò)資料庫進(jìn)行相關(guān)論文的搜索；網(wǎng)上收集資料，了解潛水污水泵原理與應(yīng)用淺析、潛水污水泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)及其機(jī)械密封的應(yīng)用改造，到圖書館查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。調(diào)研內(nèi)容 潛水污水泵主要用于輸送城市污水，是污水處理行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備。近年來，我國非常重視污水處理事業(yè)，全國各地都在興建污水處理工程

2、。潛水污水泵是污水處理工程中的重要設(shè)備，而且這種泵的使用范圍目前正在迅速擴(kuò)大，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、食品、醫(yī)院、飯店等行業(yè)，主要用來輸送含有大量固體顆粒物如淤泥、灰渣等，以及含有大量纖維狀固體物質(zhì)如各種紡織廢物、蔬菜食品廢棄物等的生活生產(chǎn)污水。污水泵是一種無堵塞泵，主要包括潛水式污水泵和干式污水泵兩種。本文重點介紹潛水式污水泵，最常用的潛水式污水泵是wq 型潛水污水泵。潛污泵不同于普通泵，因為輸送介質(zhì)中含有大量污物，容易堵塞流道，一旦流道堵塞，潛污泵便無法正常工作，甚至燒毀電機(jī)。所以潛污泵關(guān)注的是泵體的抗堵性能和可靠性能。污水泵是一種無堵塞泵，主要包括潛水式污水泵和干式污水泵兩種。本文重點介紹潛水式

3、污水泵，最常用的潛水式污水泵是wq 型潛水污水泵。潛污泵不同于普通泵，因為輸送介質(zhì)中含有大量污物，容易堵塞流道，一旦流道堵塞，潛污泵便無法正常工作，甚至燒毀電機(jī)。所以潛污泵關(guān)注的是泵體的抗堵性能和可靠性能。一 潛水污水泵的工作原理與性能指標(biāo)1.1 潛水污水泵的原理污水泵與其他泵相同， 有著葉輪和壓水室兩大核心部件。不同用途的污水泵其葉輪型式也不同，如可分為單流道葉輪、雙流道葉輪、雙葉片葉輪和無葉片葉輪幾種。潛水泵工作之前，需要先將吸入管和泵殼內(nèi)都充滿液體，工作時的工作原理與普通葉片泵相似。葉輪高速旋轉(zhuǎn)，通過葉片帶動泵內(nèi)的液體隨之旋轉(zhuǎn)。液體會在離心力的作用下飛離葉輪，射入泵殼擴(kuò)散室，并且壓力逐漸

4、增加，最終在壓力作用下，從泵的出口排出。而在葉片的中心處，因為液體減少而形成低壓區(qū)域， 泵外的流體會在大氣壓的作用下不斷補(bǔ)充到泵內(nèi)部，從而形成連續(xù)流動。1.2 潛水污水泵性能指標(biāo)1.2.1 流量即污水泵的最大排污流量，潛水污水泵的流量在朝著大小兩個方向發(fā)展，現(xiàn)在瑞典abs 生產(chǎn)的潛水污水泵最大流量可達(dá)25000m3/h 。而西班牙博姆巴公司，則可以生產(chǎn)流量僅為0.02m3/h 的潛水污水泵。1.2.2 揚(yáng)程潛污泵的量程一般在10m100m，隨著技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)在生產(chǎn)的潛污泵揚(yáng)程可達(dá)150m， 而美國迪斯科費洛公司生產(chǎn)的潛污泵最大揚(yáng)程可達(dá)400m。1.2.3 可通過固體污物最大尺寸對于潛污泵而

5、言，最重要的性能指標(biāo)就是可通過固體污物尺寸， 這也幾乎成了潛污泵水力設(shè)計時唯一考慮的參數(shù)。為了能令更大的污物通過泵體， 一方面需要加大葉輪的寬度，另一方面，必須去除大部分葉片，并要縮短葉片長度。通常，潛污泵的葉輪寬度是同功率水泵的200%?，F(xiàn)在一般潛污泵允許通過的固體物最大直徑在50150mm， 而同樣是美國迪斯科費洛公司生產(chǎn)的潛污泵，允許最大固體顆粒直徑可達(dá)460mm。2 潛水污水泵的抗污染能力污水泵與普通泵的重要區(qū)別是污水泵必須允許通過較大的固態(tài)污物， 一般規(guī)范中要求污水泵允許通過直徑100150mm 的固體。污水中包含的固態(tài)污物主要有顆粒狀污物和纖維狀污物。2.1 污水泵通過固體顆粒的能

6、力通過對雙葉片葉輪的優(yōu)化設(shè)計，可使污水泵的通過固體顆粒的能力達(dá)到最強(qiáng)。在設(shè)計雙葉片葉輪時，通常不會預(yù)先限制葉片間的流道形狀， 而是在盡量增加流道截面積的同時，盡量使得最小斷面的形狀接近正方形，并且需要在設(shè)計葉片流道時考慮與葉輪水力效率相關(guān)的液體通流能力。而雙流道葉輪則會對葉片間的通道形狀進(jìn)行限制，是在給定葉片間通道形狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，雙葉片葉輪葉片間的通流道是擴(kuò)散型的，所以其最小的斷面就在葉片進(jìn)口處， 而雙流道葉輪葉片間的通流道則是收縮的，最小斷面在葉片出口處。這點早已被實踐證明，即當(dāng)球狀固體污物量超過葉輪的通污能力時，雙葉片潛污泵會在進(jìn)口處堵塞，而雙流道潛污泵則會在出口

7、處堵塞。而在通過的固體污物直徑相同的情況下，雙葉片葉輪的通流能力比雙流道葉輪要高出近20%。2.2 污水泵清除纖維狀固體的能力在實際運行中，纖維狀固體比固體顆粒更容易堵塞潛水污水泵，而防止纖維狀固體堵塞的技術(shù)難度也更大。在早期的潛污泵中，為了防止纖維狀固體堵塞，會在葉輪的進(jìn)口處加裝一個錐形切割體用來將纖維狀固體切碎，但是這會影響進(jìn)入葉片間流道的流場分布，從而影響本的效率。隨著技術(shù)的改進(jìn)和設(shè)計水平的提高，現(xiàn)在的潛污泵已經(jīng)可以利用葉片本身將纖維狀固體切碎，從而大幅度提升了潛污泵的效率。二潛水污水泵的機(jī)械密封潛水污水泵廣泛應(yīng)用于市政排污系統(tǒng)的污水泵站，它起著將污水提升送至污水處理廠，使污水得以凈化，

8、達(dá)到去除污染的目的。一旦潛水污水泵發(fā)生故障，污水泵站將無法正常工作，其結(jié)果將是污水直接排入自然水體，造成生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。而潛水污水泵的最重要部件就是機(jī)械密封。目前，我單位泵站使用的潛水污水泵為瑞典飛力（fiygt）公司生產(chǎn)的“飛力” 泵，共有6 個型號20 臺，全部都是雙機(jī)械密封。下面簡述一下這些機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)特點、故障泄漏原因和維修對策。 1.潛水污水泵機(jī)械密封的特點該系列水泵都配有冷卻套，將泵吊出泵坑進(jìn)行保養(yǎng)和維修時，必須打開冷卻套頂部的通風(fēng)螺釘進(jìn)行人工排水。飛力泵密封系統(tǒng)是以雙機(jī)械密封布置為基礎(chǔ)的，上、下密封之間有油室，油室內(nèi)注入美孚whiterex 油，兩組機(jī)械密封獨立工作，提高

9、了水泵工作的可靠性。所有的密封環(huán)都用碳化鎢制造，取代了常用的碳化硅。（碳化鎢相比碳化硅，性能優(yōu)勢明顯： 6 倍的機(jī)械強(qiáng)度： 4 倍的抗拉伸強(qiáng)度； 6 倍的抗沖擊性： 6 倍的抗熱沖擊性，能快速冷卻：更好的滑動性能，干運轉(zhuǎn)時磨損量是碳化硅的十分之一； 1.5 倍的硬度）。飛力泵的o 型圈材料是丁腈橡膠，具有良好的機(jī)械性能，不受水或油的影響。但抗酸的性能較差。2、潛水污水泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)潛水污水泵在不工作時，機(jī)械密封摩擦端面保持靜止，此時動、定環(huán)在預(yù)壓力作用下，兩摩擦端面間的液膜通常被壓成厚度小于0.25m，潛水污水泵起動瞬間定環(huán)和動環(huán)尚未發(fā)生相對位移，摩擦端面摩擦狀態(tài)可視為無潤滑劑的干摩擦。當(dāng)動

10、環(huán)從靜止達(dá)到將要滑動而尚未滑動的臨界狀態(tài)，此時摩擦面摩擦狀態(tài)可以看成靜摩擦過渡為臨界摩擦。此時摩擦力從0 到最大。潛污泵一旦起動，并隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵腔內(nèi)水壓力增加，水滲入機(jī)械密封兩摩擦端面，使兩端面間的液膜增厚，此時兩摩擦面間的摩擦狀態(tài)可視為有潤滑劑的動摩擦狀態(tài)。此時的摩擦系數(shù)大約為無潤滑劑時的靜摩擦系數(shù)的三分之一左右。換句話說，此時的摩擦力是臨界摩擦力的三分之一左右。三、潛水污水泵機(jī)械密封的改進(jìn)1.采用動力密封裝置因為用于該產(chǎn)品的機(jī)械密封面臨的介質(zhì)比較復(fù)雜、惡劣。因此. 在機(jī)械密封的外圍采取若干措施阻擋固相物進(jìn)入. 降低機(jī)械密封的背壓力, 是十分必要的。首先采用動力密封裝置, 該裝置由泵葉

11、輪后蓋板外側(cè)的背葉片、副葉輪、阻旋片和停車密封等組成.如圖1 所示。泵葉輪流通進(jìn)口處開設(shè)5 個平衡孔. 葉輪背部設(shè)計一凹型口環(huán).使其在下油室下端的凹型口環(huán)中自由旋轉(zhuǎn). 在下油室下端的凹型口環(huán)內(nèi). 安裝一橡膠副葉輪。背葉片和葉輪后蓋板實際上組成了一個半開式離心葉輪。該葉輪旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的揚(yáng)程, 能夠降低流程介質(zhì)向軸封處的泄漏, 起封堵輸送介質(zhì)的逆壓作用通常稱此揚(yáng)程為密封壓頭或密封能力。副葉輪是一個半開式離心葉輪. 它旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的揚(yáng)程也起封堵輸送介質(zhì)的逆壓作用。當(dāng)背葉片與副葉輪產(chǎn)生的密封壓頭之和等于或稍大于葉輪出口壓頭時,便可封堵輸送介質(zhì)的泄漏。還能拋出固相物,進(jìn)一步降低機(jī)械密封的背壓。阻旋片的作用是阻止液體旋轉(zhuǎn),提高封堵壓力。當(dāng)無阻旋片時副葉輪背側(cè)的液體大約以二分之一的葉輪角速度旋轉(zhuǎn).液體壓力呈拋物線規(guī)律分布. 因而副葉輪背側(cè)輪毅區(qū)的壓力小于副葉輪外徑處的壓力。當(dāng)有阻旋片時.則可阻止液體旋轉(zhuǎn),使副葉輪背側(cè)輪轂區(qū)的壓力接近副葉輪外徑處的壓力, 從而提高了副葉輪的封堵能力。試驗結(jié)果表明,有阻旋片時可使封堵能力提高1 5%以