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水處理設備的合理選型,是每一個設計人員需要掌握的知識。作為輸送提升的核心設備,泵在水處理項目中無處不在。泵的原理多樣,種類繁多,而且還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新,不同的應用場合,泵的使用方法也各有差異。
立式泵和臥式泵都是水泵的一種,他們之間有什么不同?又該如何選擇呢?
立式泵是立著的而臥式泵是橫臥著。
立式泵自下而上疊加連接,臥式泵縱向排列于底座上,立式泵通稱管道泵如立式管道離心泵,電機與泵體是子口連接;臥式泵是采用聯軸器與電機連接,需要定期找正。
立式泵占地面積小而臥式泵占用面積大。立式泵組的占地比臥式泵小,不一定要打基礎;臥式泵組設有底座,要打基礎。
立式泵檢修難度大,如檢修葉輪需將上部全部移去后方能進行;而臥式泵相對容易,如IS型泵只要將進口管移去就能進行葉輪檢修。
立式泵為整體連接,安裝較易;而臥式泵安裝后需進行精度調整。
從選擇上來說的話,大部分人會喜歡用臥式泵,主要是因為臥式泵簡單,易維修和維護。而立式泵維修麻煩,每次維修時都需要起吊起來。而且長軸泵時間久了需要更換液下的滑動軸承,如果不更換,那么可能導致的后果就是軸離心力越來越大,導致軸跳動值變大,如果不及時更換,將造成機械事故。而且安裝時要保證絕對的水平安裝。
在一般情況下,泵常使用臥式的,而在如下的情況時,需要使用立式的:
? 在水位變動較大的地方,泵應按低水位安裝,這時采用立式的,可以減小泵站面積,減少土方工程。降低基建投資。大型單吸離心泵和軸流泵大都是立式的。
? 抽吸較深的地下水。石油或鹵水等液體,需要用立式深井泵。
? 大型單吸泵是立式的另一原因是可以采用結構簡單的水潤滑軸承,這時水潤滑軸承的負荷小,磨損輕增加軸承壽命。
? 某些高壓小流量泵,由于級數多,泵軸細長,容易出現運轉不平穩(wěn)的情況,改變這種情況的措施之一是使用立式泵,并使泵軸承受一定拉力。
? 利用位能增加葉輪進口處的汽蝕余量,泵在使用中把第一級葉輪進口置于低位置,如立式冷凝泵等。
? 泵的占地面積受到限制,如船用泵。
離心泵作為輸送物料的一種轉動設備,需要性能穩(wěn)定。離心泵運轉過程中,難免會出現各種各樣的故障。因而,如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率,以及對發(fā)生的故障及時準確的判斷處理,是保證生產平穩(wěn)運行的重要手段。
離心泵的主要過流部件有吸水室、葉輪和壓水室。吸水室位于葉輪的進水口前面,起到把液體引向葉輪的作用;壓水室主要有螺旋形壓水室(蝸殼式)、導葉和空間導葉三種形式;葉輪是泵的最重要的工作元件,是過流部件的心臟,葉輪由蓋板和中間的葉片組成。
離心泵工作前,先將泵內充滿液體,然后啟動離心泵,葉輪快速轉動,葉輪的葉片驅使液體轉動,液體轉動時依靠慣性向葉輪外緣流去,同時葉輪從吸入室吸進液體,在這一過程中,葉輪中的液體繞流葉片,在繞流運動中液體作用一升力于葉片,反過來葉片以一個與此升力大小相等、方向相反的力作用于液體,這個力對液體做功,使液體得到能量而流出葉輪,這時液體的動能與壓能均增大。依靠旋轉葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞給液體。由于離心泵的作用液體從葉輪進口流向出口的過程中,其速度能和壓力能都得到增加,被葉輪排出的液體經過壓出室,大部分速度能轉換成壓力能,然后沿排出管路輸送出去,這時,葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓,吸水池中的液體在液面壓力(大氣壓)的作用下,被壓入葉輪的進口,于是,旋轉著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。
進水管和泵體內有空氣
(1)水泵啟動前未灌滿足夠的水,有時看上去灌的水已從放氣孔溢出,但未轉動泵軸交空氣*排出,致使少許空氣殘留在進水管或泵體中。
(2)與水泵接觸的進水管的水平段逆水流方向應用0.5%以上的下降坡度,連接水泵進口的一端為最高,不要*水平。如果向上翹起,進水管內會存留空氣,降低了水管和水泵中的真空度,影響吸水。
(3)水泵的填料因長期使用已經磨損或填料壓得過松,造成大量的水從填料與泵軸軸套的間隙中噴出,其結果是外部的空氣就從這些間隙進入水泵的內部,影響了提水。
(4)進水管因長期潛在水下,管壁腐蝕出現孔洞,水泵工作后水面不斷下降,當這些孔洞露出水面后,空氣就從孔洞進入民進水管。
(5)進水管彎管處出現裂痕,進水管與水泵連接處出現微小的間隙,都有可能使空氣進入進水管。
(1)人為的因素。有部分用戶因原配電機損壞,就隨意配上另一臺電動機帶動,結果造成了流量小、揚程低甚至不上水的后果。
(2)水泵本身的機械故障。葉輪與泵軸緊固螺母松脫或泵軸變形彎曲,造成葉輪多移,直接與泵體磨擦,或軸承損壞,都有可能降低水泵的轉速。
(3)動力機維修不靈。電動機因繞組燒毀,而失磁,維修中繞組匝數、線徑、接線方法的改變,或維修中故障未*排除因素也會使水泵轉速改變。
有些水源較深,有些水源的外圍地勢較平坦處,而忽略了水泵的容許吸程,因而產生了吸水少或根本吸不上水的結果。要知道水泵吸水口處能建立的真空度是有限度的,絕對真空的吸程約為10米水柱高,而水泵不可能建立絕對的真空。
而且真空度過大,易使泵內的水氣化,對水泵工作不利。所以各離心泵都有其最大容許吸程,一般在3-8.5米之間。安裝水泵時切不可只圖方便簡單。
有些用戶經過測量,雖然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距離還略小于水泵揚程,但還是提水量小或提不上水。其原因常是管道太長、水管彎道多,水流在管道中阻力損失過大。
一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大,每一90度彎管揚程損失約0.5-1米,每20米管道的阻力可使揚程損失約1米。此外,有部分用戶還隨意水泵進、出管的管徑,這些對揚程也有一定的影響。
離心泵不能供液的情況可分兩類。一類情況是起動后一段時間,排出壓力表的指針仍基本不動,泵殼或排出管上的試水考克放不出水,這說明液體根本沒有進入泵內。有正吸高的離心泵,通常配各種自吸裝置,在起動期間在泵吸入口形成真空而“引水"。如果這些裝置不能產生足夠的真空度,則引水失敗,無法供液。屬于這方面的原因可能是:
(1)“引水"裝置失靈。例如初次使用的自吸離心泵未向泵內灌水等。
(2)吸入管或軸封漏氣。
(3)吸入管露出液面。
如果發(fā)現泵排出壓力表讀數雖不升高,但吸入壓力表指示較大的真空度,則可能是吸入真空度已大于“允許吸上真空度",液體在泵的吸口汽化,以致泵無法吸入液體。
原因有:
(1)吸高過大;從真空容器吸入的泵則可能是流注高度太小或吸入液面真空度過大。
(2)吸入管流阻過大,例如濾器堵塞。
(3)吸入管不通,例如吸入閥未開、底間銹死或吸入管堵塞等。
(4)吸入液體溫度過高,以致“允許吸上真空度"過小。
另一類情況是液體已進入泵內,排出壓力表讀數已上升,但產生的封閉排出壓力卻小于正常值,原因可能在泵的方面,如葉輪松脫、淤塞或嚴重損壞;轉速太低或轉向弄反。若封閉排出壓力正常,也可能是下列情況使泵無法排液:如管路靜壓太大;并聯使用時另一臺泵揚程過高;排出閥未開(例如閘板閥與閥桿脫落)。有流注吸高的泵引水時可先開泵殼上的放氣旋塞,然后開吸入閥向泵內灌水。如起動后封閉排壓不足,有可能是灌入的舷外水含氣泡過多,以致起動后氣體分離而聚于葉根不易沖走。
離心泵流量不足根據工況特性來分析,若不是泵的揚程特性曲線降低,就是管路的特性曲線變陡或上移,以致工況點向小流量方向移動。
(1)屬于管路方面的原因是:管路靜壓(排出高度或排出液面壓力)升高或排出管阻力變大。
(2)屬于泵的原因是:轉速不夠;阻漏環(huán)磨損,內部漏泄增加;葉輪破損或有淤塞;吸入管或軸封漏氣;吸入管浸入液體中太淺以致吸入了氣體;泵工作中發(fā)生了汽蝕現象等。
離心泵多以電動機為原動機,電路一般都有過電流保護設備。電動機過載時,會因電流過大而自動斷電。可從以下幾個方面進行查找原因:
(1)檢查電源的電壓和頻率是否正常。當電壓降低時,電流就將升高,這時電動機功率實際上并未增加,稱為表面過載。另外,如電流頻率增高,則電動機的轉速將成正比地增大,泵的軸功率就會增加。
(2)盤車檢查泵的摩擦功率是否太大。如盤車比正常時沉重,可能是:填料壓蓋過緊或機械軸封安裝不當(彈簧過緊)、泵軸彎曲、對中不良、葉輪碰擦或軸承嚴重磨損等。
(3)檢查被輸送液體的粘度、密度是否超過設計要求。
(4)雙吸葉輪如果裝反,則后彎葉片變成了前彎葉片,也會使泵過載。
(5)必要時可脫開泵和電動機的連接,讓電動機單獨運轉。如測得電流比正常的空載值高,則表明電機本身有毛?。ㄞD子擦碰、缺相運轉等)。應該說明,如因管路方面原因使離心泵流量顯著超過額定流量(揚程很低),則其功率將超過額定功率。但一般電動機在配備時都有適當的功率余量。
造成離心泵異常振動和噪聲的原因可分為兩個方面。
第一是機械方面原因,通常有:
(1)轉動部件不平衡。除制造或焊補后的轉子動平衡不合格外,葉輪局部腐蝕、磨損或淤塞也可能會使其失去平衡。
(2)動、靜部件擦碰。這可能是由泵軸彎曲、軸承磨損等原因引起的,也可能是因軸向推力平衡裝置失效,導致葉輪軸向移動而碰觸泵殼。
(3)泵基座不好。例如地腳螺栓松動、底座剛度不足而與泵發(fā)生共振或底座下沉使軸線失中。
(4)聯軸節(jié)對中不良或管路安裝不妥導致泵軸失中。
(5)原動機本身振動,可脫開聯軸節(jié)進行運轉檢查。
第二是液體方面的原因可能是:汽蝕現象。這種現象引起的振動和噪聲通常是在流量較大時產生,可查看吸入真空度是否過大以幫助判斷。通??捎脺p小流量(如關小排出閥或降低轉速)、降低液溫或增大流體高度等辦法來消除。
(1)底閥打不開。通常是由于水泵擱置時間太長,底閥墊圈被粘死,無墊圈的底閥可能會銹死。
(2)底閥濾器網被堵塞;或底閥潛在水中污泥層中造成濾網堵塞。
(3)葉輪磨損嚴重。葉輪葉片經長期使用而磨損,影響了水泵性能。
(4)閘閥可止回閥有故障或堵塞會造成流量減小甚至抽不上水。
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