Особенности и технологии насосов для обработки воды

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано yinkuilin6868 17.06.2016 в 09:33. I. Введение. Вода является основным условием существования всех живых существ; без воды невозможны ни жизнь человека, ни производственная деятельность. В нашей стране не хватает водных ресурсов, к тому же они распределены неравномерно как во времени, так и в пространстве. С ростом численности населения и развитием национальной экономики масштабы и степень загрязнения воды увеличиваются. Ситуация с загрязнением воды в крупных реках нашей страны и в прибрежных районах является крайне серьезной. Возникший в результате этого водный кризис серьезно препятствует быстрому развитию всех отраслей экономики и мешает повышению уровня жизни населения. Поэтому очистка воды стала насущной необходимостью. Водяной насос — это важное устройство в обработке воды, предназначенное для перекачки жидкости. Он обеспечивает жидкости энергию, необходимую для преодоления сопротивления при движении, что позволяет поддерживать определенный расход жидкости в устройстве или трубопроводе. Кроме того, при обработке воды необходимо также переносить химические реагенты из резервуара А в резервуар Б, то есть с низкой высоты на высокую. Всё это осуществляется за счёт работы водяного насоса. Таким образом, разумный выбор насосного оборудования и понимание технических тенденций развития насосов для водоочистки становятся важной задачей в работе по водоочистке. В данной статье кратко рассматриваются конструктивные особенности насосов для обработки воды и сферы их применения; она предназначена в качестве справочного материала для соответствующих специалистов. II. Классификация насосов для обработки воды В сфере обработки воды используется множество различных типов насосного оборудования, поэтому сложно дать единую классификацию. Обычно насосы классифицируются в соответствии с конкретными потребностями с использованием различных критериев. Ниже приведено краткое описание. 1. По принципу работы классификация: лопастные насосы: используют взаимодействие лопастей с жидкостью для её перекачки, такие как центробежные насосы, смешанные насосы, осевые насосы, вихревые насосы и т. д. Объемные насосы: используют периодические изменения объема рабочей камеры для перекачки жидкости, такие как поршневые насосы, штоковые насосы, диафрагменные насосы, зубчатые насосы, насосы с скользящими пластинами и винтовые насосы. Другие типы насосов: насосы, которые изменяют только потенциальную энергию жидкости, такие как водяные колеса и т. д ； Насосы, использующие энергию жидкости для её перекачивания, такие как струйные насосы, гидроударные насосы, кислотные насосы и т. д. 2. По типу перекачиваемой среды: насосы для однофазной среды, насосы для двухфазной среды и насосы для многофазной среды. 3. Классификация насосов с лопастным рабочим колесом для водоочистки Среди насосов, используемых в водоочистке, наиболее широкое применение находят насосы с лопастным рабочим колесом. Распространены следующие их типы: одноступенчатые насосы, многоступенчатые насосы, двухпоточные насосы, смешанные насосы, осевые насосы, погружные насосы, погружные канализационные насосы, шнековые насосы, дозирующие насосы, поршневые насосы, шестеренчатые насосы и струйные насосы. III. Описание основных продуктов 1. Центробежные насосы, устойчивые к коррозии. Центробежные насосы, устойчивые к коррозии, представляют собой одноступенчатые, одноканальные насосы с подвесной конструкцией, предназначенные для перекачки жидкостей, не содержащих твердых частиц и обладающих коррозионными свойствами. Температура использования составляет от 0 до 100 °C. В обработке воды часто используется для транспортировки воды H в процессах ионного обмена. Материалы деталей, с которыми вступает в контакт транспортируемая среда, могут быть сталью или пластиком. Разница между ними заключается в различном способе соединения корпуса насоса, крышки насоса и кронштейна. В первом случае корпус насоса крепится к тележке, а крышка насоса — к корпусу насоса ； В последнем случае корпус насоса фиксируется на тележке с помощью выступов крышки насоса, которая при этом также закрепляется. 2. Насос для сточных вод. Насос для сточных вод в основном состоит из корпуса насоса, крышки насоса, коробки подшипников, лопастей и вала. В основном используется для транспортировки жидкостей при температуре ниже 80 °C, содержащих волокна или другие взвешенные частицы, а также кислых, щелочных или иных коррозионных сточных вод. Существует два основных типа насосов для отходных вод: это насосы с обычным электродвигателем и подводные насосы. 3. Напольный насос с центральным входом. Такой насос используется в процессах обработки воды для перекачки чистых жидкостей; максимальная температура использования составляет 80 °C. Обычно используемыми центробежными насосами с горизонтальным валом являются насосы типа S и насосы типа flSh. Центробежные насосы типа S обладают высокой эффективностью, имеют низкую стоимость производства и способствуют экономии энергии. Центробежные насосы типа Sh обладают высокой надежностью в эксплуатации и долгим сроком службы. Центральнооткрывающийся насос, как следует из названия, имеет корпус центрального типа, разделенный на верхнюю и нижнюю части. Его соединительный шов и центр оси находятся в одной плоскости; между ними расположена бумажная прокладка. Верхняя и нижняя части фиксируются с помощью штифтов, а затем закрепляются болтами. Впускное и выпускное отверстия расположены на нижней части корпуса, горизонтально и перпендикулярно оси насоса. После сближения верхней и нижней частей образуются два симметричных впускных камера, расположенных по обе стороны от ротора. Обе камеры имеют общий впускной отверстие; между ними находится камера высокого давления, дно которой соединено с выпускной трубой I:1. При вращении лопастей центробежного насоса, из-за наличия внутри насоса области низкого давления (вход) и области высокого давления (выход), возникает неравномерное распределение нагрузки на лопасти. Чтобы избежать этой проблемы, в средней части правой стороны рабочего колеса сделано несколько небольших компенсационных отверстий, через которые небольшое количество воды под высоким давлением с правой стороны возвращается в зону низкого давления, что позволяет уравновесить осевую реактивную силу. 4. Поршневые насосы. Поршневые насосы работают за счет возвратно-поступательного движения поршня (или плунжера) в цилиндре насоса, что приводит к изменению объема цилиндра. В сочетании с действием двух обратных клапанов это позволяет всасывать или выталкивать жидкость. В зависимости от конструкции поршня, перистальтические насосы делятся на три типа: поршневые перистальтические насосы, штоковые перистальтические насосы и мембранные перистальтические насосы. Основной деталью поршневого возвратно-поступательного насоса является поршень; благодаря его движению в цилиндре насоса происходит всасывание или вытеснение жидкости. Основной компонент поршневого штокового насоса — это поршень (в форме цилиндра), у которого площадь контакта с поверхностью больше, чем у поршня, и он более износостойкий. Его принцип действия точно такой же, как у поршня. Основной компонент диафрагменного поршневого насоса также является поршень. Отличие от поршневого насоса с поршнем заключается в том, что между рабочей камерой насоса и корпусом находится диафрагма из резины (или стали). При колебаниях поршня диафрагма также колеблется взад-вперед, что способствует всасыванию или выталкиванию жидкости. 5. Раздаточные насосы и винтовые насосы в процессах обработки воды: раздаточные насосы и винтовые насосы широко применяются. (1) Раздаточные насосы бывают поршневыми и диафрагмовыми; они в основном состоят из винта, эксцентрикового колеса, дуговой рамы, крестообразного штока, поршня, эксцентрической оси, регулирующего винта и электродвигателя. Раздаточный насос — это поршневой насос, способный осуществлять динамическую или статическую регулировку расхода: расход регулируется путем изменения расстояния между винтом и эксцентриковым валом. Чем меньше расстояние между винтом и эксцентриковым валом, тем больше ход насоса и тем выше его производительность ； Напротив, чем меньше, тем меньше и расход воды насосом. Раздаточные насосы типа J широко используются в тех случаях, когда требуется точное измерение объема, возможность регулировки дозировки и непрерывная подача среды. В процессах очистки воды используется для транспортировки и внесения коррозионных и некоррозионных реагентов, не содержащих твердых частиц. В зависимости от химических свойств транспортируемой среды, для части цилиндра, через которую проходит поток жидкости, можно использовать соответствующие материалы, устойчивые к коррозии. (2) Гидронасосы с винтовым приводом включают одновинтовые гидронасосы, двухвинтовые гидронасосы и трехвинтовые гидронасосы. Предназначен для транспортировки одной или нескольких жидкостей, включая нейтральные или коррозионноактивные, чистые или абразивные, газосодержащие или склонные к образованию пузырьков, высоковязкие или низковязкие, а также жидкости, содержащие волокна или твердые частицы; широко применяется во всех отраслях промышленности. Принцип работы насоса с винтовым шнеком заключается в следующем: при работе насоса жидкость поступает в герметичное пространство, образованное винтовыми границами и корпусом насоса. При вращении ведущего шнека объем этого герметичного пространства увеличивается под действием давления, создаваемого винтовыми границами; это приводит к повышению давления в насосе и к его движению в осевом направлении. Поскольку винт вращается с постоянной скоростью, расход жидкости также остается равномерным. Поэтому насосы с винтовым перемещателем обладают такими преимуществами, как хорошие экономические показатели, высокое давление, равномерный расход и высокая скорость вращения. IV. Тенденции развития технологий. Для более эффективного удовлетворения потребностей отрасли водоочистки в насосах, основными тенденциями развития технологий насосов для водоочистки являются следующие. 1. Технические исследования безопасности работы насосов. В отрасли водоочистки насосы являются чрезвычайно важным оборудованием. Безопасная работа насосов напрямую влияет на нормальное функционирование процесса обработки воды. При возникновении серьезных неисправностей весь процесс обработки воды останавливается, что приводит к значительным неудобствам для жизни и деятельности людей. Согласно текущему анализу работы насосов, используемых для обработки сточных вод, к распространенным неисправностям относятся: поверхностная коррозия лопастей под действием сточных вод на протяжении длительного времени, преждевременное износ и разрушение лопастей, износ элементов насоса, через которые проходит жидкость, изгиб вала насоса, а также повреждение электродвигателя и подшипников. Исследование безопасности в эксплуатации имеет большое значение. Благодаря таким исследованиям можно не только повысить безопасность насосов, но и увеличить срок их службы. 2. Технические исследования автоматического управления насосами. В процессе обработки воды объем используемой воды и давление в системе постоянно меняются. Если эти показатели не могут быть поддерживаемы на необходимом уровне, это сказывается на нормальной работе производства и приводит к значительным потерям. Для эффективного управления необходимо осуществлять удаленный мониторинг и локальный контроль производственной системы ； Для повышения производительности и безопасности также необходимо проводить проверку ключевых элементов насосов для обработки воды. Отсюда видно, что исследования в области технологий автоматического управления являются важным технологическим трендом. В настоящее время ведется множество исследований в области технологии автоматической регулировки частоты; уже достигнуты удовлетворительные результаты, что принесло значительную экономическую и социальную пользу. Метод регулировки скорости вращения обеспечивает хорошую экономию энергии, что было доказано множеством практических примеров в нашей стране. Во многих случаях при использовании насосов иногда требуется, чтобы их рабочие параметры оставались неизменными; в других случаях необходимо, чтобы эти параметры изменялись в зависимости от условий эксплуатации. Регулирование скорости вращения позволяет достичь этой цели, а также повысить эффективность трубопроводной системы, что в свою очередь значительно улучшает общую эффективность установки. 3. Технические исследования по выбору насосов и энергосбережению в системах. По разным причинам при проектировании и выборе насосов существует множество нерациональных подходов, что приводит к расточительству энергии и серьезно затрудняет работу по ее экономии. (1) Принципы выбора насосов 1) Эксплуатирующая организация должна обоснованно определить рабочие параметры насоса и необходимые условия его работы. 2) Отдел проектирования должен разумно определить тип и параметры насоса, обеспечивая соответствие условиям его использования на месте. 3) Полностью учитывать максимальную эффективность насоса, диапазон высокой эффективности и показатели фактической эффективности в условиях эксплуатации. 4) Провести технико-экономическое сравнение и на его основе выбрать вариант, который является технически совершенным и экономически обоснованным. (2) Повышение показателей эффективности работы системы центробежных насосов. Энергосберегающая работа центробежных насосов не должна ограничиваться исследованием уровня их собственной эффективности; необходимо более всесторонне изучать показатели эффективности всех компонентов всей системы. Таким образом можно добиться высокой энергоэффективности всей системы. В этой области существует значительный потенциал для улучшений. Необходимо провести подробный анализ и исследования в следующих аспектах. 1) Рационально ли расположение насосного агрегата и всей производственной системы: оно должно удовлетворять как требованиям к эксплуатации, так и требованиям к энергоэффективности. 2) Правильно ли расположены центробежный насос и электродвигатель, какова эффективность энергосбережения у электродвигателя. 3) Является ли расположение трубопроводов разумным, сокращается ли их количество и повышается ли эффективность трубопроводов. 4) Правильно ли расположен приводной механизм? Выбор и использование приводного механизма влияют не только на эффективность передачи движения, но также на эффективность работы двигателя, водяного насоса и трубопроводов. 5) Рациональность эффективности и пара. 6) Целесообразны ли трубопроводы, обслуживание и прочее в системе центробежных насосов. 4. Исследование особых свойств. В связи с различиями в условиях использования, помимо вышеупомянутых технических исследований, необходимо также проводить дополнительные исследования особых свойств. Они включают следующие аспекты. 1) Исследование специальных транспортных сред, таких как смеси твердых и жидких веществ. 2) Исследование специальных материалов; материалы должны обладать высокой стойкостью к коррозии и износу. 3) Исследование специальных конструкций: каналы для протекания жидкости без засорений, двухслойные специальные конструкции и т. д. V. Заключение. Насосы являются важным оборудованием в процессах обработки воды. Проведен краткий анализ нескольких основных типов насосов для обработки воды; суммированы их конструктивные особенности и условия эксплуатации, что служит основой для разумного выбора насосов для этой цели. В то же время были указаны технологические тенденции в области насосов для обработки воды. Для достижения целей повышения эффективности и снижения энергопотребления необходимо провести дальнейшие исследования в четырех аспектах: безопасность работы насосов, возможности автоматического управления, энергоэффективность и специальные характеристики.