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水处理系统的心脏(上)

  我们常说,在水处理系统中必不可少的有三大水处理工艺:循环、过滤、消毒。在这三个水处理工艺中,循环水泵犹如人体的心脏一样,把血液循环输送到身体其他部位。本文将从循环水泵的结构、工作原理、泵头与电机的关系、富余扬程、水泵对水处理的作用和水疗池的功能泵等方面对水泵进行详细介绍。

 

  离心泵及结构

  在泳池、水上乐园等水体环境中,使用的循环水泵必须为:耐腐蚀、低噪声、节能、抗污染、易于维护的离心水泵。(参考《游泳池给水排水工程技术手册》)

BHP系列高性能水泵

BHP系列高性能水泵

  离心泵是依靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵,利用高速旋转的叶轮叶片带动水旋转,将水甩出,从而达到输送目的。水泵在启动前,必须使泵壳和吸水管内充满水,才能启动电机。

 

  基本结构

  离心泵的基本构造是由七部分组成的,分别是:叶轮,泵体,泵盖,挡水圈,泵轴,轴承,密封部件,轴向力平衡装置。

  1、叶轮是离心泵的核心部分,它转速高输出力大。

  2、泵体也称泵壳,它是水泵的主体。起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。

  3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转矩传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件

  4、密封环又称减漏环。

  5、轴向力平衡装置,在离心泵运行过程中,由于液体是在低压下进入叶轮,而在高压下流出,使叶轮两侧所受压力不等,产生了指向入口方向的轴向推力,会引起转子发生轴向窜动,产生磨损和振动,因此应设置轴向推力轴承,以便平衡轴向力。

  如上图所示,用于泳池、水上乐园等娱乐水体环境中,许多离心清水泵都会在泵头前面设有预过滤设备(毛发收集器),防止较大颗粒的污染物体、毛发、树叶等污物进入泵头内,损坏叶轮,破坏滤料层的过滤功能。

 

  离心泵的工作原理

  在水泵启动前,使泵内及管路灌满液体后启动电机,电机开始旋转泵轴并带动叶轮一起作高速旋转运动,当叶轮高速旋转时,带动预先充灌在叶片间液体旋转,在惯性离心力的作用下,液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘(流速可增大至15~25m/s),动能也随之增加。

  当液体进入泵壳后,由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大,液体流速逐渐降低,一部分动能转变为静压能,于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时,叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空,而液面处的压强Pa比叶轮中心处要高,因此,吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转,液体也连续不断的被吸入和压出。由于离心泵之所以能够输送液体,主要靠离心力的作用,故称为离心泵。

离心泵

  需要强调指出的是,若在离心泵启动前没向泵壳内灌满被输送的液体,由于空气密度低,叶轮旋转后产生的离心力小,叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压,因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸能力,此现象称为气缚。

 

  水泵的种类

  1、按叶轮数目来分类:

  ①单级泵:即在泵轴上只有一个叶轮(适用于泳池、水上乐园等娱乐水体环境的水泵都是单级泵);②多级泵:即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮,这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。

  2、按工作压力来分类:

  ①低压泵:压力低于100米水柱;(泳池、水上乐园等娱乐水体环境常用的都是低压泵)②中压泵:压力在100~650米水柱之间;③高压泵:压力高于650米水柱。

  3、按叶轮吸入方式来分类:

  ①单侧进水式泵:又叫单吸泵,即叶轮上只有一个进水口;②双侧进水式泵:又叫双吸泵,即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍,可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

  4、水泵材质:

  塑料水泵、铸铁水泵、铜水泵、不锈钢水泵。

  5、按运行转速分为如下型式:

  ①单速高转速2900r/min水泵;

  ②单速低转速1450r/min水泵;

  ③变频调速700r/min~3400r/min水泵;

  ④变速50%、75%、100%水泵。

WL- ASB系列水泵

 

  水泵的使用规范:

  水泵的试运转应符合下列要求:

  ①电动机的转向应与泵的转向相同;

  ②查明管道泵和共轴泵的转向;

  ③各固定连接部位应无松动,各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定;

  ④有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑;

  ⑤高温泵在试运转前应进行泵体预热,温度应均匀上升,每小时温升不应大于50℃;泵体表面与有工作介质进口的工艺管道的温差不应大于40℃;

  ⑥设置消除温升影响的连接装置,设置旁路连接装置提供冷却水源。

 

  水泵操作时应注意以下几点:

  ①禁止无水运行,不要调节吸入口来降低排量,禁止在过低的流量下运行;

  ②确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止使用过量水流;

  ③润滑剂不要使用过多;

  ④按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对离心泵抽吸和排放压力,流量,输入功率,洗液和轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。

  ⑤水泵的主机是依靠大气压将低处的水抽到高处的,而大气压最多只能支持约10.3m的水柱,所以水泵的主机离开水面12米无法工作。

WL-HLLF系列大电机水泵

 

  水泵的维护与保管:

  水泵停机主要是由机械密封的失效造成的。失效的表现大都是泄漏,泄漏原因有以下几种:

  ①动静环密封面的泄漏,原因主要有:端面平面度,粗糙度未达到要求,或表面有划伤;端面间有颗粒物质,造成两端面不能同样运行;安装不到位,方式不正确。

  ②补偿环密封圈泄漏,原因主要有:压盖变形,预紧力不均匀;安装不正确;密封圈质量不符合标准;密封圈选型不对。

WL-CSP不锈钢水泵

  实际使用效果表明,密封元件失效最多的部位是动,静环的端面,离心泵机封动,静环端面出现龟裂是常见的失效现象,主要原因有:

  ①安装时密封面间隙过大,冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量;冲洗液从密封面间隙中漏走,造成端面过热而损坏。

  ②液体介质汽化膨胀,使两端面受汽化膨胀力而分开,当两密封面用力贴合时,破坏润滑膜从而造成端面表面过热。

  ③密封冲洗液孔板或过滤网堵塞,造成水量不足,使机封失效。

WL-FCP系列水泵

  密封面表面滑沟,端面贴合时出现缺口导致密封元件失效,主要原因有:

  ①液体介质不清洁,有微小质硬的颗粒,以很高的速度滑入密封面,将端面表面划伤而失效。

  ②机泵传动件同轴度差,泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次,动环运行轨迹不同心,造成端面汽化,过热磨损。

  ③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动,造成密封面错位而失效。

  液体介质对密封元件的腐蚀,应力集中,软硬材料配合,冲蚀,辅助密封0形环,V形环,凹形环与液体介质不相容,变形等都会造成机械密封表面损坏失效,所以对其损坏形式要综合分析,找出根本原因,保证机械密封长时间运行。

 

HVSP的变频水泵

  小结:LASWIM威浪仕泳池水泵广泛用于大小型泳池、水上乐园、海洋馆、养殖业水体环境,其优点具有紧凑式结构、宽范围流量和扬程范围宽、多种控制选择、流量均匀、运转平稳、振动小、设备安装、维护检修费用较低。

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