1、污水处理主要机械设备与仪表,污水厂的附属构筑物及附属设备,一、流量计,污水量是污水处理厂运行管理中最重要的一个基础数据，它的准确测量直接决定工艺控制效果。污水量的测量方法有很多种，如巴歇尔计量槽。管道内的流量测量常用超声波流量计、电磁流量计等直接读数的测量仪表。,巴歇尔计量槽,W,Q2.40H11.569W1.026式中：H1为计量槽上游水深（m）；W为计量槽的喉宽（m）。采用该公式的前提是计量槽保持自由流。自由流通常采用下面判别标准：W0.25m时，计量槽下游水深H2/上游水深H10.64为自由流；W0.302.5m时，H2/H10.70为自由流。,水深的测量可采用标尺测量，现多数处理厂采用2、超声波液位计测量水深。,超声波流量计,当超声波在流体中传播时，会载带流体流速的信息。因此，根据对接收到的超声波信号进行分析计算，可以检测到流体的流速，进而可以得到流量值。超声波流量测量方法有很多，主要有传播速度差方法和多普勒方法。传播速度差法的基本原理为：测量超声波脉冲在顺流和逆流传播过程中的速度之差来得到被测流体的流速。根据测量的物理量的不同，可以分为时差法(测量顺、逆流传播时由于超声波传播速度不同而引起的时间差)、相差法(测量超声波在顺、逆流中传播的相位差)、频差法(测量顺、逆流情况下超声脉冲的循环频率差)。频差法是目前常用的测量方法，它是在前两种测量方法的基础上发展起来的。,超声波流量计3、,多普勒法是利用声学多普勒原理确定流体流量的多普勒效应是当声源和目标之间有相对运动，会引起声波在频率上的变化，这种频率变化正比于运动的目标和静止的换能器之间的相对速度。,电磁流量计,电磁流量计,电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式设液体的体积流量为E=(4 kB/D)qv。,涡街流量计,涡街流量计（Vortex flow meter)是利用流体流过阻碍物时产生稳定的漩涡，通过测量其漩涡产生频率而实现流量计量的。涡街流量计由4、涡街流量传感器和流量显示仪表两部分构成。,涡街流量计,转子流量计,转子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表。工作原理：被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。,容积流量计,工作原理：使液体充满具有一定体积的空间，然后把这部分流体送到排出口排出，类似于翻斗测量5、液体的体积。常用的有往复活塞式、齿轮式等。椭圆齿轮流量计,每转一周，两个齿轮共送出四个标准体积的流体。,流量计的维护,机械部件，尤其是转动部分，应保持在最佳状态，对某些零件和齿轮、齿轮轴、轴套和轴承等，每月进行12次润滑，每年结合大修，清洗一次机械零件，并重新润滑。注意变送器、转换等部分的密封性、导线连接情况。仪表应定期揩试，工作时间长后，出现灵敏度不符要求地，应进行调节校正。,二、配水设施,处理构筑物往往建成两座或两座以上并联运行，配水均匀与否，是一个很重要的问题，特别是对沉淀池的工作影响较大。污水处理厂的配水设施主要是配水井、配水渠道、配水闸门等，影响配水均匀性的因素很多，在许多情况下，沉6、淀池堰口的平整程度也反过来影响配水的均匀性，经常检查和调节配水均匀性是操作工的职责之一。（P214）,三、超越管,污水厂中均设有超越管，这是为了当处理构筑物发生事故停止运行时，或一些设备出现问题需检修的情况下可使进厂的污水顺利排出而采取的措施，有一级超越二级而排放的超越管，也有超越下一处处理构筑物的超越管，再有一种是每个处理构筑物均超越排放。,四、事故退水管,事故退水管一般设在进厂污水的进水闸门前，其高程高于排入水体洪水位，它绝对不允许倒灌。其目的是（1）溢流一部分超负荷污水量；（2）排除水质相当恶劣的污水；（3）当污水厂停止运行时，排除这些污水至水体。,五、出水口,污水的出水口一般都淹没在水7、体水面以下，称为淹没式。非淹没式主要用于雨水出水口。,六、闸门与阀门,1、闸门闸门设置在管道口和交汇处窨井、沉砂池、沉淀池、引水渠道、泵站等构筑物的进出水口处，设置的目的是为控制进出水量或者完全截断水流。闸门有铸铁闸门、平面钢闸门、绞链式闸门（活瓣式闸门）、明杆闸门、暗杆闸门、速闭闸门、可调出水堰（堰门）。按启闭方式分手动闸门和电动闸门两种。闸门的工作压力一般小于0.1MPa，大都安装在迎水面一侧。,旋转堰门,不锈钢闸门,左上：平面铸铁闸门左下：镶铜铸铁方闸门右上：明杆铸铁闸门右下：暗杆铸铁闸门,阀门是在封闭的管道之间安装的，用以控制介质的流量或者完全截断介质的流动。从介质的种类分，污水处理厂8、使用的阀门有污水阀门、污泥阀门、清水阀门、加药阀门、低压气体阀门、高压气体阀门、油阀门、可燃气体阀门等。从功能分，有截止阀、流量控制阀、止回阀、安全阀等等。从结构分，有蝶阀、旋塞阀、闸阀、角阀、球阀等。,2、阀门,2、阀门,阀门最基本的参数有公称通径或流通直径（即阀门规格的大小）和公称压力（即工作压力的范围）和适用介质。公称通径代号DN，单位mm。公称压力代号PN，单位Mpa。在污水处理行业，有通径小于10mm的液压阀和加药阀，也有通径大于2m的管道污水阀。一般来讲，污水阀门、空气阀门的工作压力都小于0.1MPa，沼气阀门的小于1MPa，而液压阀门的工作压力有时可达20MPa。,（1）闸阀：闸9、阀主要由阀体、闸板、阀杆、阀座和密封填料等部分组成。闸板是闸阀的启闭件，垂直地安装在阀体内，能作升降运动，并由此接通或切断水的流动。闸阀分类：按闸板结构形式分：楔式和平行式。按阀杆能否作升降运动分：明杆和暗杆。明杆闸阀的阀杆可在阀盖上自由转动，但不能上下移动，当阀杆作顺时针转动时，阀杆带动闸板一起上升，于是阀门开启，反之关闭。暗杆闸阀的阀杆固定在闸板上端，当螺母做顺时针转动时，带动阀杆使闸板上升，于是阀门开启，反之关闭。,暗杆闸阀,（2）蝶阀：蝶阀由阀体、内衬、蝶板及启闭机构几部分组成。启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的作用。阀体采用碳钢制造。阀板的密封10、圈采用金属环。蝶阀和蝶杆本身没有自锁有力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。蝶阀的安装与维护应注意以下事项：1、在安装时，阀瓣要停在关闭的位置上。2、开启位置应按蝶板的旋转角度来确定。3、带有旁通阀的蝶阀，开启前应先打开旁通阀。4、应按制造厂的安装说明书进行安装，重量大的蝶阀，应设置牢固的基础,蝶阀,（3）止回阀：这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用11、于阀座，从而切断流动。,止回阀根据其结构可分：升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，升降式止回阀只能安装在水平管道上，在高压小口径止回阀上阀瓣可采用圆球。升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。旋启式止回阀：阀瓣围绕阀座外的销轴旋转的止回阀，旋启式止回阀应用较为普遍。碟式止回阀：阀瓣围绕阀座内的销轴旋转的止回阀。碟式止回阀结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。管道式止回阀：阀瓣沿着阀体中心线滑动的阀门。管道式止回阀是新出现的一种阀门，它的体积小，重量较轻，加工工艺性好，是止回阀发展方向之一。但流体阻力系数比旋启式止回阀略大。,止回阀(防12、止液体倒流）,旋启式止回阀,升降式止回阀,球阀：球阀是用带有圆形通道的球体作启闭件，球体随阀杆转动实现启闭动作的阀门。球阀的启闭件是一个有孔的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，从而达到启闭通道的目的。球阀按结构形式可分：浮动球球阀：球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。这种结构，广泛用于中低压球阀。固定球球阀：球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。适用于高压和大口径的阀门。弹性球球阀：球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很13、大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。,球阀,二、闸门与阀门,闸门与阀门的维护与保养措施（1）闸门与阀门的润滑部位以螺杆、减速机械的齿轮及蜗轮蜗杆为主，这些部位应每三个月加注一润滑脂，以保证转动灵活和防止生锈。（2）在使用电动闸或阀时，应注意手轮是否脱开，扳杆是否在电动的位置上。如果不注意脱开，在启动电机时一旦保护装置失效，手柄可能高速转动伤害操作者。（3）在手动开闭闸或阀时应注意，一般用力不要超过5kg，如果感到很费劲就说明阀杆有锈死、卡死或者闸杆弯曲等故障，应在排除故障后再转动；当闸门闭合后应将闸门手柄反转一二转，这有利于闸门再次开启。,二、闸14、门与阀门,（4）电动闸与阀的转矩限制机构，不仅起过扭矩保护作用，当行程控制机构在操作过程中失灵时，还起备用停车的保护作用。其动作扭矩是可调的，应将其随时调整到说明书给定的扭矩范围之内。有少数闸阀是靠转矩限制机构来控制闸板或阀板压力的，如一些活瓣式闸门、锥形泥阀等等，如调节转矩太小，则关闭不严；反之则会损坏连杆，更应格外注意转矩的调节。（5）应将闸和阀的开度指示器的指针调整到正确的位置，调整时首先关闭闸门或阀门，将指针调零后再逐渐打开；当闸门或阀门完全打开时，指针应刚好指到全开的位置。正确的指示有利于操作者掌握情况，也有助于发现故障，例如当指针未指到全开位置而马达停转，就应判断这个阀门可能卡死。15、,二、闸门与阀门,（6）在北方地区，冬季应注意阀门的防冻措施，特别是暴露于室外、井外的阀门，冬季要用保温材料包裹，以避免阀体被冻裂。（7）长期闭合的污水阀门，有时在阀门附近形成一个死区，其内会有泥砂沉积，这些泥砂会对蝶阀的开合形成阻力。如果开阀的时候发现阻力增大，不要硬开，应反复做开合动作，以促使水将沉积物冲走，在阻力减小后再打开阀门。同时如发现阀门附近有经常积砂的情况，应时常将阀门开启几分钟，以利于排除积砂；同样对于长期不启闭的闸门与阀门，也应定期运转一两次，以防止锈死或者淤死。（8）在可燃气体管道上工作的阀门如沼气阀门，应遵循与可燃气体有关的安全操作规程。（9）闸门及阀门多用铸铁和钢板制成16、。因其长期浸没在有腐蚀性的污水中，应作好防腐工作。一般在闸门出厂前已做好防腐涂料的涂布工作。但闸门在使用过一段时期后，原有的防腐涂料会老化，磨损甚至龟裂，失去其保护作用，应及时将原有涂料及铁锈除掉后重新涂布。在涂刷过程中要注意不要将涂料涂到滑动接触面上。,污水处理主要机械设备及仪表,楼静,一、水泵,通过将机械能转换为液体能量，并用于输送液体的机械设备成为泵。在污水处理厂中，各种水泵担负着输送污水、污泥和浮渣等任务，是污水处理系统中必不可少的通用设备。水泵按其工作原理分为：叶片泵容积泵其他类型泵,(一)水处理常用泵的分类,叶片式水泵是利用工作叶轮的旋转运动来输送液体的。由于叶轮中叶片形状不同，水17、流流出叶轮时的方向就不同。根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种。径向流的叶轮称为离心泵，流体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心力作用；轴向流的叶轮称为轴流泵，流体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力的作用。斜向流的叶轮称为混流泵，流体质点在这种水泵中流动时，既受到离心力作用，又有轴向升力的作用。在污水处理工程中，大量使用的是叶片式水泵。其中离心泵因具有效率高、启动迅速、工作稳定、性能可靠、容易调节等优点，在水处理系统中被广泛使用。,(一)水处理常用泵的分类,容积泵是利用工作室容积的周期性变化来输送液体的，主要有螺杆泵、隔膜泵及转子式容积泵、齿轮泵等，主要用来输送18、污泥、浮渣等。其他类型泵是指除叶片泵和容积泵以外的一些特殊类型的泵，如射流泵、水锤泵等。如射流泵是利用调整气体或液体在一种特殊形状的管段中运动，产生负压的抽吸作用来输送液体。,（二）离心泵,1、离心泵的构造离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的，离心泵装置主要由电机、泵壳、泵轴、叶轮、吸水管和出(压)水管等组成。,叶轮 它通常由612片后弯叶片所组成，本身被固定在泵轴上并随之旋转。作用是将电机的机械能直接传给液体，以提高液体的静压能和动能。根据其结构和用途分为开式、半开式和闭式三种。闭式叶轮：叶片两侧带有前后两块盖板，液体在两叶片间通道内流动时无倒流现象，输送效率高。半开式叶轮(半闭式19、叶轮)：吸入口一侧无前盖板，适于输送含小颗粒的溶液，输送效率低。开式叶轮：没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液，效率低。,叶轮,闭式或半闭式叶轮在工作时，部分高压液体可由叶轮与泵壳间的缝隙漏入两侧，除影响效率外也使叶轮受到指向液体吸入口的轴向推力，导致叶轮向吸入口移动，严重时造成与泵壳的接触摩擦直至损坏。为平衡轴向推力，可在叶轮后侧板上钻一些平衡孔，使漏入后侧的部分高压液体由平衡孔向低压区泄漏，减小两侧的压强差，但同时也使泵的效率有所下降。叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种，如图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液，吸液能力大，而且可基本上消除轴向推力,叶轮,泵壳亦称为蜗壳、泵体，构造为蜗牛20、壳形，其作用是将叶轮封闭在一定空间内，汇集引导液体的运动，并将液体的大部分动能转化为静压能。这是因为随叶轮旋转方向，叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最大，使能量损失减少的同时实现了能量的转化。为了减少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失，有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的导轮，以引导液体的流动方向(见图)。,泵壳,泵轴是用来带动叶轮旋转的，泵轴的直度要求非常高，任何微小的弯曲都可能造成叶轮的摆动，影响正常的运行。因此，在拆修及吊运泵轴时，一定要小心，勿使其变形。泵轴一端用键、叶轮螺母和外舌止退圈固定叶轮，另一端装联轴器与电机或者内燃机相连。为了防止填料与轴直接磨21、擦，有些离心泵的轴在与填料接触部位装有保护套，以便磨损后可以更换。,轴承用以支持转动部分的重量以及承受运行时的轴向力及径向力。一般来说，卧式泵以径向力为主，立式泵以轴向力为主。轴承有滚动轴承和滑动轴承两种。有的大型泵为了降低轴承温度，在轴承上安装了轴承降温水套，用循环的净水冷却轴承。,密封环：在转动的叶轮吸入口的外缘与固定的泵体内缘存在一个间隙，它是水泵内高低压的一个界面。这一间隙如过大，则泵体内高压水便会经过此间隙回漏到叶轮的吸水侧，从而降低水泵的效率。如果间隙过小，叶轮转动就会与泵体发生磨擦；特别是水中含有砂粒时更会加剧这种磨擦。为了保护叶轮和泵体，同时为了减少漏水损失，人们在叶轮的吸入口22、与泵体的同一部位分别装一用铸铁或黄铜等制的圆环，可减少漏水，磨损后还可更换(故称密封环，也称减磨环或减漏环，这是一种易损件)。密封的间隙保持在0.251.10mm之间为宜。,在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳间存有间隙，在旋转的泵轴与泵壳之间的密封，称为轴封装置。其作用是防止高压液体沿轴泄漏，或者外界空气以相反方向漏入。常用的有填料密封和机械密封。填料密封装置：由填料函壳、软填料和填料压盖构成，软填料又名盘根，为浸油或涂石墨的石棉绳，将其放入填料函与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生变形达到密封。,轴封装置,机械密封装置：由装在泵轴上随之转动的动环和固定在泵壳上的静环组成，两环形端面由弹簧力使之紧贴在一23、起达到密封目的。动环用硬质金属材料制成，静环一般用浸渍石墨或酚醛塑料等制成。机械密封的性能优良，使用寿命长。当部件的加工精度要求高，安装技术要求比较严格，价格较高。用于输送酸、碱、盐、油等密封要求高的场合。,填料环,2、离心泵的工作过程,离心泵启动前应在泵壳内灌满所输送的液体，当电机带动泵轴旋转时，叶轮亦随之高速旋转(转速一般为10003000r/min)。叶轮的旋转一方面迫使叶片间的液体在随叶轮作等角速旋转的同时，另一方面，由于受离心力的作用使液体向叶轮外缘作径向运动。在液体被甩出的过程中，流体通过叶轮获得了能量，并以1525m/s的速度进入泵壳。在蜗壳中由于流道的逐渐扩大，又将大部分动能转24、变为静压强，使压强进一步提高，最终以较高的压强沿切向进入排出管道，实现输送的目的，此即为排液原理。,当液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心处形成了低压。在液面压强与泵内压强差的作用下，液体经吸入管路进入泵的叶轮内，以填补被排除液体的位置，此即为吸液原理。只要叶轮旋转不停，液体就被源源不断地吸入和排出，这就是离心泵的工作原理。,若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小，因而叶轮中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内，此时虽启动离心泵但不能够输送液体，这种现象称作气缚。表示离心泵无自吸能力。因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体。通常若吸入口位25、于贮槽液面上方时，在吸入管路中安装一单向底阀和滤网，以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物。,污水泵的工作过程,离心泵工作示意,3、离心泵的性能参数,为了正确地选择和使用离心泵，就必须熟悉其工作特性和它们之间的相互关系。反映离心泵工作特性的参数称为性能参数，主要有转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。离心泵一般由电机带动，因而转速是固定的，其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标明，以供选用时参考。流量俗称出水量。它表示水泵在单位时间内所输送液体的体积或质量。用Q表示，单位为m3h。离心泵的流量与其结构、尺寸(叶轮直径和宽度)、转速、管路情况有关。,3、离心泵的性能参数,扬程通常指总扬26、程，又叫总水头。它表示单位重量液体通过水泵后其能量的增加值。用H表示，单位为m。在一般的计算中，人们通常用水泵的吸程与压程的代数和来表示扬程。泵的压头与泵的结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。压头的值由实验测定：在泵的入口和出口间列柏努利方程，以单位重量流体为基准：,3、离心泵的性能参数,功率有轴功率和有效功率两个概念。1)轴功率：指水泵的输入功率。它表示动力机输送给水泵的功率，用N表示，单位kW。泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有关。2)有效功率：指水泵的输出功率。它表示单位时间内流过水泵的液体从水泵那里得到的能量。用Ne表示，单位KW。式27、中：Q为水泵的流量(Ls)；H为水泵的扬程(m)；为被抽升液体的密度(kg/m3)。水泵在运行过程中，存在各种能量损失，轴功率不可能完全传给液体，所以，有效功率始终小于轴功率。,3、离心泵的性能参数,效率指水泵的有效功率和轴功率之比值。它反映了水泵对动力的利用情况，用表示，无因次，其值恒小于100%。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小。泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度、工作条件等有关，由实验测定。离心泵的能量损失主要包括：(1)容积损失：由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率V表示。,3、离心泵的性能参数28、,(2)机械损失：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率m表示。(3)水力损失：由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率h表示。,总效率：=vmh,一般：小泵：=5070 大泵：90,例采用图示装置测定离心泵的性能。泵的吸入和排出管内径分别为100mm和80mm，两测压口间垂直距离为0.5m，泵的转速为2900rpm,用20清水作为介质时测定，数据为：流量15l/s，泵出口处表压2.55105Pa，进口处真空度2.67104Pa，电机功率6.2kW(电机效率93%)。29、解：在转速为2900rpm下泵的流量：Q1510-3360054m3/h泵的压头：在真空表和压强表所在截面1-1与2-2间列柏努利方程，以单位重量流体为基准:其中：(z2-z1)0.5m，p22.55105Pa(表)，p1-2.67104Pa(表)，Hf0,轴功率：N=6.2.935.77 kW效率：故该泵主要性能为：Q=54m3h，H=29.5m,N=5.77 kW，=75.2%,n=2900rpm,3、离心泵的性能参数,转速指泵轴每分钟旋转的次数。允许吸上真空高度或允许气蚀余量是表示离心泵气蚀性能的参数。离心泵通过旋转的叶轮对液体做功，使液体机械能增加，在随叶轮的流动过程中，液体的速度和压30、强是变化的。通常在叶轮入口处压强最低，压强愈低愈容易吸液。但是当该处压强小于或等于输送温度下液体的饱和蒸汽压时(ppv)液体将部分汽化，形成大量的蒸汽泡。这些气泡随液体进入叶轮后，由于压强的升高将受压破裂而急剧凝结，气泡消失产生的局部真空，使周围的液体以极高的速度涌向原气泡处，产生相当大的冲击力，致使金属表面腐蚀而受到破坏。由于气泡产生、凝结而使泵体、叶轮腐蚀损坏加快的现象，称为气蚀。,3、离心泵的性能参数,气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏加快，寿命缩短；泵的流量、压头等下降。严重时甚至出现断流，不能正常工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处的压强大于输送条件下液31、体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度不能太高，应有一限制。,3、离心泵的性能参数,为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易测出最低压强的位置，而往往是测泵入口处的压强，然后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，以p1表示。习惯上常把p1表示为真空度，并以被输送液体的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以HS表示。HS是指压强为p1处可允许达到的最高真空度，表达式：式中：p1泵入口处允许的最低绝对压强，Pa；被输送流体的密度，kg/m3。,由于HS使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性能的参数，称为气蚀余量。以NSPH表示，其定32、义为：为防止气蚀发生，要求离心泵入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温度下的饱和蒸汽压头的最小允许值，即：,说明NSPH通过实验测定，标示在泵样本、性能图或气蚀性能图中。实验条件为20清水，一般不用校正。,HS与泵的类型、结构、输送操作条件有关，通过实验测定，由制造厂提供，标示在泵样本或说明书中。实验条件：大气压10mH2O，温度20，清水为介质。当操作条件和输送液体与实验条件不符时，须换算：,式中：HS实验条件下输送水时的允许吸上真空度，mH2O；(由泵样本表或性能图中查取)HS操作条件下输送液体时的允许吸上真空度，m液柱；Ha泵安装地区大气压，mH2O；Pv操作温度下被输送液体的饱和33、蒸汽压，Pa；10实验条件下大气压强，mH2O；0.24实验条件下水的饱和蒸汽压，mH2O；1000实验温度下水的密度，kg/m3；操作温度下液体的密度，kg/m3。,离心泵的流量调节当选好的泵在管路提供的流量不符要求或者生产任务变动时需进行流量调节，采取的方法有以下几种。改变阀门开度改变泵的转速改变泵的直径在实际生产中，当单台泵不能满足输送任务要求的流量和压头时，可采用数台离心泵组合使用，组合方式为串联和并联。当单台泵达不到压头要求时，采用串联组合。两台完全相同的离心泵串联，从理论上讲，在同样的流量下，其提供的压头应为单泵的两倍。当单台泵达不到流量要求时，采用并联组合。两台相同的离心泵并联，34、理论上讲在同样的压头下，其提供的流量应为单泵的两倍。,4、离心泵的类型与选用,(1)离心泵的类型 离心泵的种类也很多，一般可按以下方式分类：根据液体流入叶轮的形式分：单吸式与双吸式。单吸式泵，液体从一侧进入叶轮。双吸式泵叶轮两侧都有吸入口，流体从两侧进入叶轮，在相同条件下单吸式泵流量增加一倍；但由于叶轮两侧吸入液体，液体在叶轮出口处有冲击现象，会产生噪声和振动。,4、离心泵的类型与选用,按叶轮数分：单级泵和多级泵。单级泵只有一个叶轮，扬程较低，构造简单，适用于工矿企业、城市给排水。多级离心泵是清水泵，适用于工矿企业、城市给排水。泵的吸入口为水平方向，排出口为垂直向上。多级泵在同一根轴中串装两个35、以上叶轮，可以产生较高的扬程，但构造较复杂些。按工作压力分：低压泵，扬程低于20m水柱；中压泵，扬程在20-160m水柱；高压泵，扬程在160m水柱以上。按泵轴在空间的方位分：卧式泵和立式泵。按传送介质分：清水泵、杂质泵、油泵和耐腐蚀泵。,4、离心泵的类型与选用,清水泵：凡是输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体，可选用清水泵。IS型清水泵为单级单吸悬臂式水泵的代号，它的应用最为广泛。该泵泵壳和泵盖采用铸铁制成。扬程：898m，流量：4.5360m3/h。型号说明：IS100-80-125IS单级单吸离心水泵100泵的吸入管内径，mm80泵的排出管内径，mm125泵的叶轮直径，mm,若要求36、压头较高而流量并不太大时，可采用多级泵，其系列代号为“D”。多级泵在一根轴上串联多个叶轮，液体在力个叶轮中多次接受能量，故可达到较高的压头。该泵叶轮一般29个，多达12个。扬程：14351m，流量：10.8850m3/h。若输送液体流量较大而压头并不高时，可以选用双吸泵。双吸泵的代号为“Sh”。双吸泵叶轮厚度较大，具有两个吸入口，故输送流量大。该泵扬程：9140m，流量：12012500m3/h。型号说明：6 Sh 96吸入口直径，inSh双吸式离心水泵9比转数被10除后的整数 水泵的比转数是由最佳工况下的转速、流量和扬程组成的一个有因次的相似特征数。,4、离心泵的类型与选用,4、离心泵的类型37、与选用,杂质泵用于输送悬浮液及稠厚的浆液等，代号为P，根据其具体用途又分为污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN等。对其基本要求是不易堵塞、耐磨和拆修方便。特点：叶轮采用开式或半闭式，流道宽，叶片少，用耐磨材料制造等，在某些使用场合采用可移动式而不固定。,卧式离心泵,立式离心泵,4、离心泵的类型与选用,（2）离心泵的选用 根据被输送液体的性质确定泵的类型 确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。根据所需流量和压头确定泵的型号 A、查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管路所需相适应。B、若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，H也应以最大流量对应值查找。C、若38、H和Q与所需要不符，则应在邻近型号中找H和Q都稍大一点的。,5、离心泵的类型与选用,D、若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的。E、为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则能量利用程度低。F、若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲线和参数进行校正，看是否能满足要求。,5、离心泵的运行管理,（1）离心泵启动前的准备工作 为了保证水泵的安全运行，水泵启动前应对机组作全面仔细检查，尤其对新安装的泵和大修后的泵，更要注意做好检查工作，以便发现问题及时处理。主要检查内容如下：1)检查机组转子是否灵活轻便，泵内是否有金属磨擦声，如有应检查原因。这一检查常通39、过盘车，即用于转动机组的联轴器的方法进行。2)检查轴承中的润滑油是否正常，油质是否干净。3)检查出水管上的闸阀启闭是否灵活。,5、离心泵的运行管理,（1）离心泵启动前的准备工作 4)检查水泵电机的地脚螺栓及其它连接螺栓是否有松动或脱落，如有应拧紧或补上。5)清除水泵进水口上的杂物，以防止开机后将杂物吸入后破坏叶轮。6)检查电机和水泵的转向是否一致，供配电设备是否固定好；对于新安装的水泵或者大修后的水泵检查电机转向是一项必不可少的工作。7)检查控制系统是否正常，各仪表显示是否准确，有远程监控的还要检远程监控是否准确有效。,5、离心泵的运行管理,（2）离心泵启动 离心泵启动前必须引水。一般小型离心40、泵大多采用灌水排气的方法，此时吸水管下端应装有底阀。引水的方法有用自来水灌水、高架箱灌水、呼水泵灌水等。大中型离心泵大多采用水环式真空泵抽气引水的方法。抽气时，当排气管中有水涌出时，就表示吸水管和泵内已充满水，可以启动水泵开始工作。对于水泵安装低于吸水池水平面的自灌式水泵，打开进水闸门，水就会自动充满吸水管和泵内。离心水泵一般采用闭闸启动，启动时操作人员与机组不要靠得太近，待水泵转速稳定后，应立即打开进水管压力表上的阀，此时压力表上读数应上升至水泵零流量时的空转扬程，表示水泵已经上压。再逐渐打开出水管上的闸阀，此时真空表读数逐渐增加，压力表读数逐渐下降，配电盘上的电流表读数应逐渐增大。启动工作41、在闸阀全开时即告完成。水泵在闭闸的情况下，运行时间一般不应超过23min；如时间太长，泵内水流会因不断地在泵壳内循环流动而发热，致使水泵的某些零件发生损坏。如果电动机合闸后发现只有“嗡”声而不转动，应立即切断电源检查原因。如果水泵转动而不出水，应立即停泵检查原因。,5、离心泵的运行管理,（3）离心泵的运行管理 1)每台水泵机组投入运行后应及时填写运行日报表上有关记录项的，应将各台泵每日的运转情况数据输入计算机的存储系统。2)注意机组有无不正常的响声和振动。水泵在正常运行时，机组应该平稳，声音应该正常连续而不间断。往往不正常的响声和振动是水泵故障发生的前兆，遇此情况，应立即停机检查。3)注意机组42、轴承温度及油量的检查。轴承温升，一般不得超过环境温度3040，最高不超过75。在无温度计时，也可用手摸，凭经验判断，如感到很烫手时，应停机检查。4)新机组使用润滑脂(黄油)的滚珠轴承，第一次换油时间在机组运行80h100h之后，以后约每隔2400h换油一次(使用二硫化钼润滑剂，时间可延长一倍)。凡采用机械油润滑的轴承，每240h换油一次并应随时注意油面应在油标尺的两刻度之间，不足时应随时加注。,5、离心泵的运行管理,5)填料盒正常滴水程度，一船只要控制到能分滴而下，不连续成线即可，即每分钟20150滴。滴水多少可通过松、紧填料压盖来控制。注意不能单边压紧，以防磨损轴套与压盖。6)定期检查联轴器43、和机组上各地脚螺栓，如发现有偏移或松动，应及时纠正紧固。7)注意仪表指针的变化。在运行正常的情况下，仪表指针的位置应基本上稳定在某个位置上。如仪表指针有剧烈变化和跳动，应立即查明原因。例如，真空表读数上升，可能是吸水管口被堵塞或水源水位下降；压力表读数上升，可能是压水管口被堵塞；压力表读数下降，可能是吸水管路漏气而吸入了空气，或因转速降低，叶轮被堵塞等。对电动机，应注意电流表上读数是否超过电动机的额定电流，电流过大或过小都应及时停车检查。,5、离心泵的运行管理,8)大型泵组如采用水冷却轴承的或者循环油冷却电机的，应保持水路及油路的通畅，如循环冷却系统出了故障，应立即停泵检修。9)注意吸水井水位44、的变化，如吸水井水位低于最低设计水位，应适当关掉一两台机组，以免发生气蚀，损坏叶轮。一般来讲，城市污水一般从午夜零点到早晨八点这一段时间来水较少，应特别注意。10)无保温措施的水泵机组，在冬季水泵不运行时，应从水泵底部螺纹管堵处放去存水，以防水泵冻裂。长时间不用水泵也应放去存水。,5、离心泵的运行管理,（4）离心泵的停车 离心泵停车前，对离心泵应先关闭真空表和压力表阀，再慢慢关闭压力管上闸阀，实行闭闸停车。停车后，应注意把泵和电动机表面的水和油泥擦净。水泵较长时间不用或冬季停车后，应立即将泵壳内的水放净。对一些在运行中无法处理的问题，停车后应及时处理。对于有较高扬程的水泵，在停泵时应注意停泵水45、锤可能造成的破坏。一般来讲，水泵系统在设计中就已经考虑到停泵水锤的影响，对于操作者来说需要注意的是，要时刻保证水锤消除系统的完好与有效，以便在停泵或因故障突然停泵时有效地将水锤的影响最大限度地减小。,（三）往复泵,往复泵是一种典型的容积式输送机械。1、主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀和排出阀(均为单向阀)。活塞与阀门间的空间称为工作室。2、工作原理 活塞杆与传动机械相连，带动活塞在泵缸内作往复运动，由此改变泵缸内的容积和压强，交替地打开和关闭吸入阀、排出阀，达到输送液体的目的。由此可见，往复泵是通过活塞的往复运动直接以压强能的形式向液体提供能量的。,(三)往复泵,3、往复泵的类型 按照往复46、泵的动力来源可分类如下：电动往复泵 电动往复泵由电动机驱动，是往复泵中最常见的一种。电动机通过减速箱和曲柄连杆机构与泵相连，把旋转运动变为往复运动。汽动往复泵 汽动往复泵直接由蒸汽机驱动，泵的活塞和蒸汽机的活塞共同连在一根活塞杆上，构成一个总的机组。,(三)往复泵,3、往复泵的类型按照作用方式可将往复泵分类如下：单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞移至左端，则排液完毕，完成了一个工作循环，周而复始实现了送液目的。因此往复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功47、。在一次工作循环中，吸液和排液各交替进行一次，其液体的输送是不连续的。活塞往复非等速，故流量有起伏。,双动泵：活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀的往复泵。活塞自左向右移动时，工作室左侧吸入液体，右侧排除液体。活塞自右向左移动时，工作室右侧吸入液体，左侧排除液体。即活塞无论向那一方向移动，都能同时进行吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。,为此采用三台双动泵并联工作，其送液量较均匀。每个泵连接曲柄角度相差120O。,(二)往复泵,往复泵的特点：（1）往复泵的流量只与泵缸的尺寸和冲程、活塞的往复次数有关，而与泵的压头、管路等无关。(2)往复泵的压头与泵的几何尺寸、流量无关，而由泵缸的机械强度和原动机48、的功率所决定。只要泵缸强度许可，理论上压头可达无限大，其特性曲线为QT常数。(3)由于往复泵的低压是靠工作室容积扩张造成的，因此启动时无需灌液，即往复泵具有自吸能力。往复泵的吸上真空度亦随外界大气压、液体输送条件而异，故其安装高度有一定限制。(4)流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调节或改变活塞的冲程和往复次数实现。,主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。,(三)往复泵,4、往复泵的流量调节 用旁路阀调节流量。泵的送液量不变，只是让部分被压出的液体返回贮池，使主管中的流量发生变化。显然这种调节方法很不经济，只适用于49、流量变化幅度较小的经常性调节。改变曲柄转速：因电动机是通过减速装置与往复泵相连的，所以改变减速装置的传动比可以很方便地改变曲柄转速，从而改变活塞自往复运动的频率，达到调节流量的目的。,（四）计量泵,计量泵是往复泵的一种形式，它的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距是可调的，用来改变柱塞的冲程，这样就可以达到严格地控制和调节流量的目的。计量泵通常用于要求精确而且便于调整的场合，特别适用于几种液体以一定配比的输送场合。,计量泵,(五)隔膜泵,实际上是柱塞泵，其结构特点是借弹性薄膜将被输送液体与活柱隔开，从而使得活柱和泵缸得以保护。隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀50、材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替地向两侧弯曲，将被输送液体吸入或排出。弹性薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成。适于：定量输送剧毒、易燃、易爆、腐蚀性液体和悬浮液。,隔膜泵,（六）齿轮泵,齿轮泵泵壳内的两个齿相互啮合，按图中所示方向转动。在泵的吸入口，两个齿轮的齿向两侧拨开，形成低压将液体吸入。齿轮旋转时，液体封闭于齿穴和泵壳体之间，被强行压至排出端。在排出端两齿轮的齿相互合拢，形成高压将液体排出。齿轮泵产生较高的压头但流量小，用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的悬浮液。,齿轮泵,（七）螺杆泵,由泵壳和一根或几根螺杆构成。一根螺杆：螺杆和51、泵壳形成的空隙排送液体。两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆排送液体。特点是压头高，效率效率高，噪音小。适于在高压下输送粘稠性液体。流量调节时用旁路(回流装置)调节。,二、除砂机与砂水分离器,除砂：在沉砂池中沉淀下来的沉砂需要及时清除。除砂设备的种类很多。小型处理厂一般采用阀门控制的重力排砂，大型处理厂则采用机械除砂。在80年代以前，国内外大多数污水处理厂采用抓斗式或链斗式，利用链条刮板（又称刮砂机）从池底集砂沟中收集沉砂，并通过抓斗将收集的沉砂装车运走。80年代以来，开始出现了新型的除砂手段，即用安装在往复行走的桥车上的泵，抽出池底的砂水混合物。,除砂机及砂水分离器,洗砂：沉砂中有机物质含量较多，需要进行有效的清洗，使有机物与砂粒进一步分离。常用的洗砂设备有旋流砂水分离器和螺旋洗砂器，经清洗分离出的沉砂有机分较低且基本变成固态，可直接装车外运。,