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水處理設(shè)備的合理選型，是每一個設(shè)計人員需要掌握的知識。作為輸送提升的核心設(shè)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(yīng)用場合，泵的使用方法也各有差異

1、泵的原理與分類　　在專業(yè)定義上，泵是指將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動能，從而實現(xiàn)流體定向輸運的動力設(shè)備。在使用時常按用途來進行命名，比如潛污泵、污泥泵、計量泵等，工作原理各有不同。按工作原理可以分類如下：

1）葉片式泵　　葉片式泵包括離心泵（單級、多級），軸流泵，混流泵，旋渦泵等?！　‰x心泵-利用旋轉(zhuǎn)葉輪帶動流體一起旋轉(zhuǎn)，借離心力的作用，使流體的壓力能和動能得到增加?！　≥S流泵-利用葉輪上的翼型葉片在流體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的升力使流體的能量增加。　　混流泵-介于離心泵和軸流泵之間，部分利用了離心力，部分利用了升力。

2）容積式泵　　容積式泵包括往復(fù)泵（活塞、柱塞、隔膜），回轉(zhuǎn)泵（齒輪、螺桿、滑片等）　　往復(fù)式泵-利用工作容積周期性的改變來輸送流體，并提高其壓力，包括活塞式、柱塞式和隔膜式三類?！　』剞D(zhuǎn)式泵-利用一對或幾個特殊形狀的回轉(zhuǎn)體，如齒輪、螺桿或其他形狀的轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動來輸送流體并提高其壓力。

3）其他類型泵　　葉片式泵和容積式泵基本包括了所有常用的泵的類型，還有一些其他類型的泵，比如：　　水環(huán)式真空泵-水環(huán)式真空泵在啟動前注入一定水作為工作液體，靠星形葉輪的旋轉(zhuǎn)，形成封閉水環(huán)，葉輪與水環(huán)之間形成周期性擴大與減小的空間，形成負壓，吸入氣體并排出，達到抽真空的目的噴射泵-利用高速射流的抽吸作用來抽吸并輸送液體，可以起到抽真空的作用。

2、泵的主要性能參數(shù)

1）流量與揚程　　泵在單位時間內(nèi)輸送的流體量稱為流量，泵的流量一般指體積流量，用q表示。單位重力作用下的液體通過泵后所獲得的能量增加值，稱為揚程，用H表示，單位為m在選型時，流量與揚程是由設(shè)計人員根據(jù)工藝計算結(jié)果給出的核心參數(shù)，是一個固定值。對于水泵自身性能而言，流量與揚程往往是一個區(qū)間內(nèi)的對應(yīng)關(guān)系，是一個范圍。在選型時，兩者互相影響，理想的選型是工藝參數(shù)需要的固定值落在水泵性能曲線的最高效率點，在有偏差時，要綜合評估偏差可能帶來的不利影響，權(quán)衡后確定選型結(jié)果。

2）軸功率與效率　　泵在運行時原動機傳遞到泵轉(zhuǎn)軸上的功率稱為軸功率，用P表示，單位為kw。單位時間內(nèi)通過泵的流體所獲得的功率稱為有效功率，用Pe表示。泵的效率為有效功率與軸功率之比，即η=Pe/P?！　”玫男逝c泵本身的設(shè)計水平、機械加工水平等有關(guān)，效率的高低直接影響能耗，同時泵有各自的高效率區(qū)間，選型時需要落在這個區(qū)間，以降低能耗。

3）轉(zhuǎn)速　　泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為r/min。　　轉(zhuǎn)速一般與電機的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速對應(yīng)，可通過變頻器對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，水泵性能曲線也對應(yīng)變化。在實際流量揚程變化時，通過變頻來調(diào)節(jié)可以達到很好的節(jié)能效果。

4）汽蝕與汽蝕余量　　汽蝕指水泵運行中，因為某些原因使得泵內(nèi)局部壓力降低到水的汽化壓力時，水會產(chǎn)生汽化而形成氣液流，到達高壓區(qū)后氣泡受到擠壓破滅重新凝結(jié)成水，在這個過程中會產(chǎn)生很高的水錘壓力，使材料收到侵蝕和破壞。汽蝕現(xiàn)象主要是針對葉片泵而言，是在泵的選型設(shè)計中必須避免的現(xiàn)象。汽蝕的產(chǎn)生與泵的性能有關(guān)，也與泵的吸口裝置的設(shè)計有關(guān)?！　∑g余量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差，單位用米（水柱）標(biāo)注，用NPSH（Net Positive Suction Head）表示。在葉片泵的性能參數(shù)中，廠家一般會提供允許蝕余量供設(shè)計人員在選型設(shè)計時使用，汽蝕余量的參數(shù)說明如下：　　NPSHc—臨界汽蝕余量，由汽蝕試驗求得；　　[NPSH]—允許汽蝕余量，是保證泵不發(fā)生汽蝕的汽蝕余量，通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc或[NPSH]=NPSHc+K（一般取K=0.3）汽蝕余量主要影響安裝條件，允許汽蝕余量越小，意味著可承擔(dān)的泵前負壓越大，水泵的性能越好。

3、泵的選型過程

1）確認使用條件　　在泵的選型時，首先需要確認使用的基本條件，包括：　　a.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能　　影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)。包括：介質(zhì)特性（如腐蝕性、磨蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力等?！　.選型參數(shù)　　流量、揚程、溫度、裝置汽蝕余量、操作狀態(tài)。　　c.現(xiàn)場條件　　泵的安裝位置、環(huán)境溫度、相對濕度、大氣壓力、大氣腐蝕狀況及危險區(qū)域劃分等級等。

2）選擇泵的類型　　水處理中根據(jù)用途的不同需要選擇對應(yīng)的合適類型：　　a.進水的提升　　在廢水的進水中雜質(zhì)往往較多，一般選擇抗堵塞的離心泵。中小規(guī)模水量時，最常用的為潛污泵。在方便設(shè)置泵房時，可采用　　干式無堵塞排污泵。在大型規(guī)模項目，一般采用干式安裝的大型污水泵，以方便檢修?！　≡诠I(yè)廢水處理項目中，進水纏繞物雜質(zhì)少時，經(jīng)常根據(jù)需求選用自吸泵等?！　∵M水提水泵在允許時，建議盡量選擇質(zhì)量優(yōu)秀的產(chǎn)品，可以大大減少日常運行維護中的麻煩，保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)?！　.中間提升及尾水排放　　中間提升及尾水排放時，廢水中的雜質(zhì)特別是纏繞性雜質(zhì)非常少，在水泵的選型上范圍大很多，基本常規(guī)的輸送污水的泵都能使用。在尾水水質(zhì)較好時，排放和回用泵可考慮選擇清水泵，泵的效率一般較污水泵高，成本也較低。　　c.有自吸需求　　有自吸需求時可選用自吸泵、轉(zhuǎn)子泵。根據(jù)需求可配套真空泵。　　d.污泥的輸送　　初沉污泥：污泥懸浮物濃度高、雜物較多，一般采用螺桿泵，需要時配套破碎機?！　《脸匚勰嗉拔勰嗷亓鳎何勰嗪矢?，特性與水類似，一般選用潛污泵、混流泵或軸流泵，內(nèi)回流需要揚程低，可選用穿墻泵?！　』瘜W(xué)污泥：根據(jù)污泥情況可選擇無堵塞排污泵、螺桿泵?！　饪s后污泥：一般選擇螺桿泵，也可選擇隔膜泵。　　脫水后污泥：脫水后污泥的管道輸送需要揚程高，可選擇柱塞泵?！　.藥劑投加　　小流量的藥劑投加一般選擇計量泵，PAM的投加可選擇螺桿泵?！　〈罅髁康乃巹┩都涌蛇x擇耐腐蝕泵等。

3）確定泵的型號　　在類型確定后，再根據(jù)泵的性能曲線選擇合適的型號：　　a.查系列型譜圖，選擇泵的額定工作點落在泵的高效工作區(qū)內(nèi)，校核泵的汽蝕余量是否符合要求?！　.校核泵的材質(zhì)、密封等是否能滿足輸送介質(zhì)要求。　　c.校核安裝檢修條件是否滿足單體設(shè)計的要求?！　‘?dāng)有兩種以上規(guī)格符合條件時，選擇綜合指標(biāo)高的設(shè)備：效率（高）、重量（低）和價格（低）。附：一些泵的圖片

4、潛污泵的安裝　　潛污泵是潛水排污泵的簡稱，在潛水泵的基礎(chǔ)上通道采用抗堵塞設(shè)計，用于一級提升、中間提升及污泥回流等。主要用于市政工程、樓宇建筑、工業(yè)排污和污水處理場合，排送含固形物和長纖維的污水、廢水和雨水等。

1、常用的兩種安裝方式　　潛污泵安裝條件簡單，流量覆蓋范圍較大，從10m3/h以下到幾千m3/h，是水處理工程特別是中小型項目中最常用的提升設(shè)備之一。潛污泵常見的安裝方式主要有兩種：耦合式安裝和移動式安裝。耦合式 移動式　　其中耦合式安裝是通過耦合器將泵與管道相連，泵與出水管路脫離方便，水泵檢修時通過起吊裝置起吊即可。耦合式安裝適用于各種規(guī)格的潛污泵，是潛污泵最常用的安裝方式，耦合器由設(shè)備廠家成套供貨。　　移動式安裝指泵出口管路直接通過軟管連接至水面上，潛污泵靠自重置于水池底部或通過鐵鏈等懸掛在起吊裝置上。移動式安裝無需耦合器和池底固定，便于移動，檢修時連管道一起起吊即可。同時由于安裝方式的原因，難以承擔(dān)大的力矩，只適用于小型的潛污泵。

2、安裝條件圖的解釋　　在選型確認后，潛污泵的廠家會提供安裝條件圖，設(shè)計人員需要能讀懂各尺寸和符號的意思。以某潛污泵廠商的樣本安裝條件為例說明如下

：1）最低運行液位　　功率11kw以上的泵可以選擇裝置電機冷卻系統(tǒng)對泵進行冷卻，若不選冷卻系統(tǒng)，是由泵送介質(zhì)直接冷卻電機。兩種不同的冷卻方式對應(yīng)的最低液位不同，直接冷卻方式的需要液位高于帶冷卻系統(tǒng)的方式?！≡趶S家提供的安裝條件圖中，用實心三角“▼”和空心三角“▽”來進行區(qū)分，其中“▼”表示帶冷卻系統(tǒng)，“▽”表示不帶冷卻系統(tǒng)。　　在上面案例的安裝條件圖中，帶冷卻系統(tǒng)時，有效最低液位距離耦合裝置底部為570mm，不帶冷卻系統(tǒng)時，距離為785mm。即有冷卻系統(tǒng)時有效液位可以低出215mm。

2）平面開孔與定位　　潛水泵耦合式安裝時，平面的開孔需考慮潛水泵的最小安裝尺寸。案例中A向視圖表示了水泵的最小安裝孔的大小尺寸，1000×700mm。　　在進行定位時，安裝導(dǎo)桿的池邊是基準(zhǔn)線。這是因為潛污泵的就位是靠與耦合裝置連接的導(dǎo)桿來完成的，導(dǎo)桿的位置由池邊確定。耦合器基座的螺栓進行定位時，也需以池邊為基準(zhǔn)線進行。按上面案例，應(yīng)先確定距離池邊253mm的螺栓孔位置，再通過螺栓孔的間距350mm來確定另外兩個螺栓孔的位置。最終在圖紙中體現(xiàn)的最重要的尺寸為：頂部平面開孔的位置與大小，以及底部的預(yù)埋地腳螺絲的位置與規(guī)格（一般采用預(yù)留孔進行后澆混凝土的設(shè)計）?！　№敳康膶?dǎo)桿固定通常采用膨脹螺栓的方式完成。

3、電氣保護措施　　由于潛污泵為潛水運行，可能會出現(xiàn)漏水等情況而損壞水泵，需要進行預(yù)防。以某潛污泵廠家為例，采用的措施有：　　7.5kw以下的泵設(shè)有電機繞組過熱保護元件和漏水探頭；11kw及以上的泵設(shè)有電機繞組過熱保護元件、浮子開關(guān)、漏水探頭；30kw及以上的泵在電機上端蓋內(nèi)增設(shè)漏水探頭等?！　∑渲羞^熱保護元件是置于電機定子繞組內(nèi)，不正常運行狀況下，繞組穩(wěn)定達到過熱保護原件的設(shè)定值時，通過電柜過熱保護裝置停止電機?！　÷┧筋^用作漏水檢測，電機側(cè)進水后通過電控柜報警并停機。浮子開關(guān)用作檢測電機側(cè)機械密封是否失效，電機腔是否進水，探測到進水后通過電控柜報警并停機。在潛污泵的電氣安裝中，需要根據(jù)選型條件及廠家反饋的電氣要求進行電控柜的設(shè)計，從而達到保護效果。5、離心泵的安裝　　離心泵是輸水中最常用的泵之一，為了避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵的安裝高度需要進行非常仔細的校核計算。水泵進水側(cè)裝置形式示意圖如下：　　泵的允許幾何安裝高度與多方面條件有關(guān)，公式如下：式中：　　[Hg]—泵的允許幾何安裝高度，m；（計算結(jié)果供設(shè)計時利用，實際安裝高度需低于允許安裝高度）　　pe—吸水水面壓力，Pa；（為吸水水面的大氣壓，海拔越高大氣壓越低）　　pv—飽和蒸汽壓力，Pa；（與水溫有關(guān)，水溫越高，飽和蒸汽壓力越高）　　ρ—流體的密度，kg/m3；　　g—重力加速度，9.81m/s2；　　[NPSH]—水泵的允許汽蝕余量，m；（與水泵性能有關(guān)，廠家提供）　　hw—吸入管路中的水頭損失，m。（與吸水管路設(shè)計有關(guān)，由設(shè)計人員確定）　　由上式可知，海拔越高、水溫越高、允許汽蝕余量越大、進水管路水頭損失越大，允許幾何安裝高度越小。