在工业废水零排放处理工程,主要涉及的机泵有进水泵、高压泵、增压泵,循环泵,药剂投加泵,这些泵主要是离心泵/柱塞泵、螺杆泵/渣浆泵、计量泵、轴流泵,有时还用到屏蔽泵。
一、各类泵的用途
1、离心泵:一般用于流量较大、扬程不是特别高的工况。例如进料泵、高压反渗透之前工艺段的高压泵等流量大、扬程低,一般选卧式离心泵;例如增压泵,入口压力较高、出口压力大,选择质量较高、部件要求高的离心泵。
2、柱塞泵:一般用于流量小、扬程特别高、且入口压力为常压(<1.5bar)的工况。小流量、高扬程工况下离心泵的效率非常低,例如流量小于15m、扬程高于 230m 的工况下离心泵的效率小于35%,这种工况下一般会选择柱塞泵;如果是扬程在500m以上、流量在10m3/h以下的工况,宜选择柱塞泵。
3、屏蔽泵:一般用于入口压力较高、小流量、出口压力特别高的工况。例如(超)高压反渗透工艺段的增压泵,甚至流量小于10m、入口压力高于80bar,这种工况下离心泵的效率非常低、造价高,这时宜选用屏蔽泵。
4、污泥泵一般选用专用柱塞泵、渣浆泵和螺杆泵,流量较大工况下选择专用柱塞泵/渣浆泵流量较小扬程较高的工况选用螺杆泵。
5、药剂投加一般选择计量泵,特别是流量较小工况下。
二、离心泵的选型
主要涉及到介质、流量、扬程、汽蚀余量、泄漏量等参数。
1、介质,因高含盐水成分复杂,腐蚀因素主要考虑氯离子和含量,主要考虑氯离子对金属材质的点蚀;选择柱塞泵时,要特别注意柱塞的密封副的选择,驱动连杆处于受拉、高盐介质工况下容易发生应力腐蚀断裂。
2、流量,主要与膜架设计处理量有关,根据介质特点留有一定量的余量。
3、扬程,高压泵扬程主要与单支膜壳反渗透压力与介质密度有关,先根据单支膜壳浓缩时需要的驱动渗透压,来计算离心泵的出口压力,再计算离心泵扬程,根据离心泵扬程来选择离心泵叶轮直径。
4、汽蚀余量,蒸发结晶段之前的工艺离心泵,介质处于常温且设有进水水箱,汽蚀余量基本都能满足要求,但温度较高甚至沸腾的蒸发结晶工艺离心泵,泵装置有效汽蚀余量必须大于泵必需汽蚀余量 1m 以上,采取增加离心泵入口罐体的液面高度等办法增加泵装置有效汽蚀余量。
5、泄漏量,因分盐零排放工艺是最近两年才趋于成熟稳定,对应的企业基本都是化工企业,设备人员对高含盐水处理工艺较陌生,其对于的机泵的要求,还是沿用对化工泵的泄漏量要求,要求选用化工泵,大大增加了机泵的投资费用:对水处理工程来说,主工艺路线离心泵,选用ISO5199-I标准即可满足工况要求。
三、柱塞泵的选型
主要分为高压柱塞泵和大流量柱塞泵。水处理工艺泵主要考虑流量小、扬程高的工况,选用高压柱泵,污泥进料泵如考虑大流量柱塞泵(专用),可用于固体含量高于70%的工况。
高压柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。某品牌柱塞泵为斜盘式轴向柱塞泵,脉冲小运行相对平稳,泄漏量小但对颗粒物特别敏感;还有些柱塞泵为曲轴柱塞泵、三柱塞,脉冲大运行震动较大,三柱塞泵泄漏量大对颗粒物容忍度相对比九柱塞泵要大点。
高压柱塞泵出口要配备安全阀,三柱塞泵出口还要配置阻尼器,进出口一般要配置软连接软管,以减缓泵体的震动传导至系统。进出口仪表的选用要考虑抗震。
三、螺杆泵的选型
螺杆泵是容积式转子泵,流量平稳、压力脉动小,输送介质时不形成涡流和搅动:①可输送高粘度物质;②含有硬质悬浮颗粒介质或含有纤维介质的输送;③可自吸,自吸高度一般在6m 左右。
①、②工沉宜选用螺杆泵;③工况可选用螺杆泵;另外,④输送对物料的固有结构保持有要求(不受破坏)的介质,宜选用螺杆泵。例如高密池污泥回流泵、污泥外排泵、压滤机进料泵等,需要保持污泥矾花不被离心泵高速叶轮打散,利于污泥沉降聚集,有利于污泥的压滤脱水、成饼。
输送介质,固体浓度按体积浓度,可达40%(若粉状微粒可达60%甚至更高);颗粒直径可达 30mm(具体到某台螺杆泵,颗粒直径不能超过转子偏心距);纤维长度可达350mm。
易损件:转子和定子。螺杆转速越高流量越大,相同流量下减小螺杆转速可降低磨损;定子级数(导程数)越多出口压力越大,相同出口压力下提高定子级数可降低磨损。选用国产螺杆泵时,应考虑降低转速、提高级数。
考虑易损件的磨损,根据介质的磨损性选择级数、参考,一级出口压力-无磨损6bar/一般磨损 4bar/严重磨损 2bar;二级出口压力-无磨损12bar/一般磨损 8bar/严重磨损 4bar;转速选择参考,无磨损 400-1000rpm/一般磨损 200-400rpm/严重磨损50-200rpm,若考虑易损件寿命方面多些,转速一般保持在<300rpm的合理范围。无损-淡水、油、浆汁等无颗粒性介质,一般磨损-泥浆、悬浮液、工业废水、灰浆等颗粒性稀料介质,严重损-石灰浆、黏土、灰泥、陶土等固体浓度大的介质。
单螺杆泵出口可以不配安全阀,其他螺杆泵出口要配备安全阀;双端面机械密封。
综上所述,文章简单汇总了工业废水零排放常用的离心泵、柱塞泵和螺杆泵的用途和选型,仅供大家学习与交流。
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