城市污水處理廠進水提升泵房的設(shè)計淺談(稿件)

1、 城市污水處理廠進水泵房的設(shè)計淺談袁 泉 李建增(北京北京桑德環(huán)境工程股份有限公司,101102摘 要 本文根據(jù)生產(chǎn)實踐,探討了城市污水廠中進水泵房合理結(jié)構(gòu)形式合理的設(shè)計方案,討論了進水提升泵結(jié)構(gòu)形式的合理選擇,總結(jié)了大泵、小泵并聯(lián)使用在城市污水廠運行中的計算方法和實際運行效果。關(guān)鍵詞 進水泵房 干式離心泵 潛污泵 管路特性 比阻1. 前言進水泵房是城市污水廠的水力提升構(gòu)筑物,設(shè)計合理的進水泵房可以節(jié)約運行成本,方便運行維護,提高污水處理廠運行的穩(wěn)定性,本文結(jié)合實際的運行情況,探討城市污水處理廠進水泵房結(jié)構(gòu)形式、進水提升泵選型更良好的設(shè)計方案。2. 進水提升泵的選型進水泵房的結(jié)構(gòu)形式取決于總進

2、水提升泵采用干式泵或者潛污泵,目前許多污水處理廠的進水提升泵采用潛污泵,進水泵房的結(jié)構(gòu)形式也因之變得比較簡單,我們根據(jù)生產(chǎn)實踐中的體會,認為城市污水廠的進水提升泵應(yīng)選用干式離心泵,避免選用潛污泵,選用干式離心泵有下面幾個優(yōu)點:1. 設(shè)備運行穩(wěn)定自耦式安裝的潛污泵沒有固定的螺栓連接,運行中振動較大,水泵的軸承和葉輪的機械磨損將增大,而干式離心泵采用地腳螺栓連接,水泵的水平、垂直精度較潛污泵都要高很多,運行平穩(wěn),延長使用壽命,減少維修量。2. 日常維護方便干式安裝的離心泵日常的維護很方便,對設(shè)備的機械振動情況、軸承磨損情況、油位、油質(zhì)、電機溫升等可以隨時進行檢查,在發(fā)生堵塞時可以通過起重設(shè)備隨時維

3、修,吊裝方便;而潛污泵在運行中很難進行良好的檢查,經(jīng)常會造成帶病運行,在導(dǎo)致較嚴重損壞時問題才會暴露,而且維修的吊裝很麻煩,城市污水廠的進水提升泵重量都很大,約在0.51.5噸之間,采用這樣重的潛污泵進水提升泵作為進水提升泵,故障時吊裝、維修、拆卸都很困難。3. 維護成本低干式安裝的離心泵技術(shù)已經(jīng)很成熟,各部分的配件都是標準件,維修成本較低,而潛污泵的配件都是各生產(chǎn)廠執(zhí)行自己的標準,配件損壞后只能去原廠購買,由于沒有實現(xiàn)批量化,成本很高。4. 應(yīng)選用電機與水泵之間通過聯(lián)軸器連接的水泵在選擇干式離心泵時,應(yīng)盡量選擇電機與水泵之間通過聯(lián)軸器連接的水泵,這樣的水泵在機械部件磨損需要更換時,電機與水泵

4、的部件可以分別更換,如果電機與水泵是通過一根軸相聯(lián)接的水泵,一旦這根通軸發(fā)生磨損,需要連同電機定子與通軸一同更換,成本就太高了。3. 進水泵房結(jié)構(gòu)形式的選擇基于采用干是離心泵作為總進水提升泵,那么進水泵房應(yīng)采用所示的結(jié)構(gòu)形式,有這樣幾個優(yōu)點:1. 這種結(jié)構(gòu)形式不存在死角,很容易將泥沙清理干凈;2. 在清理泥沙的時候,可以通過調(diào)整啟閉機保持單側(cè)進水,不需要停止進水,增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;3. 進水泵房頂部的標高高于進水管網(wǎng)溢流點標高2.0米左右,運行安全可靠,不會造成淹泵事故;4. 可以減少機械格柵的長度。如果將進水泵房頂部的標高定為0.000米,則機械格柵的長度將大大增加,不但增加設(shè)備投資,長

5、度太大的格柵故障率也增加,還增加了維修費用,這種結(jié)構(gòu)形式可以避免這些問題。4. 進水提升泵采用大泵、小泵搭配使用的選型計算城市污水處理廠進水提升泵宜采用大泵、小泵搭配使用的方式,這樣可以節(jié)省大量的電能,降低運行成本;選型時應(yīng)進行詳細的計算,盡量使水泵的工作點處于高效率點處,這樣可以減少水泵磨損,降低維修費用,延長使用壽命。一般情況下,進水提升不宜采用變頻調(diào)速的方式,因為離心式水泵的轉(zhuǎn)速降低以后,揚程將大幅度下降,很難滿足工作要求。下面以我公司在的某一進水提升泵房水泵選型計算為例,介紹大泵、小泵搭配選型的計算方法,經(jīng)實際運行檢驗,理論計算與實際運行的情況完全一致。4.1 進水管路特性曲線的計算繪

6、制詳細的“進水提升泵配水井”的管道系統(tǒng)圖,按比阻計算水頭損失,得出總水頭損失隨流量變化的計算公式:H = H ST + h AB+ h BC = 13.170 + 39.104 Q2計算時應(yīng)注意,這個公式中Q的單位是m3/s,在計算時不可以弄錯。用Excel中的繪圖功能,將其繪制成二階多項式曲線,這就是進水管路特性曲線。4.2 不同運行情況下進水提升泵工作特性曲線的計算本例的進水提升泵房共有3臺大泵、1臺小泵,計算時用Excel繪制進水提升泵的工作特性曲,共包括下面幾種運行情況:1. 一臺小泵的工作特性曲線,用Excel得出曲線的公式2. 一臺大泵的工作特性曲線;3. 一臺大泵、一臺小泵并聯(lián)的

7、工作特性曲線;這種工況的計算方法如下:將大泵工作特性曲線中各點的揚程代入小泵的工作特性曲線的公式中,用一元二次方程的求跟公式進行計算,則得出Q,這個計算的過程比較繁瑣,很容易出錯,如果使用Excel中的公式計算功能就要容易得多,通過上述計算后,得出等揚程點相應(yīng)的小泵的流量,填寫在表格中,在大泵、小泵搭配的計算中,把同一揚程點的流量相加,即為大泵、小泵并聯(lián)的流量;4. 二臺大泵并聯(lián)的工作特性曲;5. 二臺大泵、一臺小泵并聯(lián)的工作特性曲線;4.3 實際運行時水泵流量的估算將不同運行情況下進水提升泵的工作特性曲線與進水管路特性繪制在一張Excel圖表上,如“表一”是二臺大泵、一臺小泵并聯(lián)的水泵工作特

8、性和管路特性計算表,“圖二”是用上表繪制的工作特性曲線,通過曲線可以估算出實際運行時水泵的流量是否能夠滿足我們的需要,上面的計算結(jié)果經(jīng)實際運行檢驗,理論計算與實際運行的情況完全一致,具體情況見下表:不同的運行工況理論計算結(jié)果實際運行時的數(shù)值一臺大泵、一臺小泵并聯(lián)流量:770m3/h出口壓力:0.159MPa 流量:在670720 m3/h之間波動出口壓力:約為0.15MPa二臺大泵并聯(lián)流量:910 m3/h出口壓力:0.157 MPa 流量:在870930 m3/h之間波動出口壓力:約為0.16Mpa二臺大泵、一臺小泵并聯(lián)流量:1090 m3/h出口壓力:0.168 MPa 流量:在10601

9、100 m3/h之間波動出口壓力:約為0.17MPa備注管路特性曲線與水泵特性曲線的交叉點污水廠目前共有三臺大泵,一臺小泵,實際運行時,因水泵葉輪的磨損程度不同以及集水池液位的變化對流量有一定的影響實踐證明,這種選型方式能夠很好的適應(yīng)城市污水廠水量的波動,減少進水提升泵所消耗的能量,使生化系統(tǒng)的進水更加平穩(wěn)。5. 結(jié)論通過上面對進水泵房實際運行情況的分析可以得出下面的結(jié)論:1. 進水提升泵應(yīng)選擇干式離心泵,并采用立式提升泵;2. 進水泵房的結(jié)構(gòu)的選擇必須合理,應(yīng)能保證吸水池便于清理,并且在清理泥沙的時候,可以通過調(diào)整啟閉機保持單側(cè)進水,不需要停止進水,提高污水廠運行的穩(wěn)定性;3. 進水提升泵應(yīng)

10、采用大泵、小泵搭配使用,有利于節(jié)省電耗、調(diào)節(jié)水量;4. 利用Excel電子表所具有的功能進行大泵、小泵搭配的計算,可以取得事半功倍的效果,并且計算結(jié)果準確。參考文獻1. 胡曉軍主編,水泵與水泵站,建筑工業(yè)出版社2. 化工部化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站機泵技術(shù)委員會編,工業(yè)泵選型手冊,化學(xué)工業(yè)出版社作者通訊處:北京市通州區(qū)馬駒橋桑德集團運營管理部 袁泉 郵政編碼: 101102電子郵箱: yqscl-6- 表一、二臺大泵、一臺小泵并聯(lián)工作特性曲線、進水提升泵配水井管路特性曲線 二臺大泵、一臺小泵并聯(lián)工作特性： 二臺大泵流量 (m3/h 553.4 598.2 668.4 726.2 782.8 869

11、 928.6 1103.4 37.32 68.18 107.26 147.43 188.11 255.66 298.76 435.05 一臺小泵流量 (m3/h 并聯(lián)流量 (m3/h 590.72 666.38 775.66 873.63 970.91 1124.66 1227.36 1538.45 (m3/s 0.1640888 0.1851046 0.2154605 0.2426751 0.2696986 0.3124058 0.3409343 0.4273467 揚程 (m 23.23 22.21 20.94 19.66 18.39 16.34 15.07 11.25 大泵效率 (% 6

12、8.64 69.11 67.39 67.31 66.81 64.62 62.88 53.69 小泵效率 (% 68.64 69.11 67.39 67.31 66.81 64.62 62.88 53.69 管道特性： HST (m 13.17 13.17 13.17 13.17 13.17 13.17 13.17 13.17 0.0269251 0.0342637 0.0464232 0.0588912 0.0727373 0.0975974 0.1162362 0.1826252 1.0527733 1.339711 1.8151474 2.3026455 2.3026455 2.8440299 3.8160568 4.544834 H=HST+SQ2=13.17+39.