由于污水处理厂对单级高速潜水排污泵组使用比较普遍,所以下面以单级高速潜水排污泵为例,来介绍潜水排污泵的主要结构及材料。该种形式的鼓风机主要由下列几部分组成:鼓风机、增速器、联轴器、机座、润滑油系统、控制和仪表系统及驱动设备。
(1)鼓风机
鼓风机由转子、机壳、轴承、密封和流量调节装置组成。
转子是指叶轮和轴的装配体。叶轮是鼓风机中最关键的零件,常见有开式径向叶片叶轮、开式后弯叶片叶轮和闭式叶轮。叶轮叶片的形式影响鼓风机的压力流量曲线、效率和稳定运行的范围。制造叶轮的常用材料为合金结构钢、不锈钢和铝合金等。
鼓风机机壳由进气室、蜗壳、扩压器和排气口组成。
机壳要求具有足够的强度和刚度。进气室的作用是使气体均匀地流人叶轮。扩压器分无叶扩压器和叶片扩压器两种形式。蜗壳的作用是集气,并将扩压后的气体引向排气口。蜗壳的截面有圆形、梯形和不对称等形状。
转速低于3000r/min、功率较小的鼓风机可以采用滚动轴承。如果转速高于3000r/min或轴功率大于336kW,应采用强制供油的径向轴承和推力轴承。
密封结构有三种类型:迷宫式密封、浮环密封和机械密封。浮环密封是运行时注入高压油或水。密封环在旋转的轴上浮动,环与轴之间形成稳定的液膜,阻止高压气体泄漏。机械密封由动环和静环组成的摩擦面,阻止高压气体泄漏。密封性能较好,结构紧凑,但摩擦的线速度不能过高,一般转速小于3000r/min时采用。
由于利用可调进口导叶调节进气流量来满足工艺需要,并且部分负荷时还可获得高效率和较宽的性能范围,所以进口导叶已经成为污水处理厂单级潜水排污泵普遍采用的部件。进口导叶的自动调节是通进口导叶调整机构与气动、电动或液力伺服电动机连接,根据控制系统的指令自动调整进口导叶的开闭角度,来进行流量控制。进口导叶还可以通过手动调节。
(2)增速器
离心式鼓风机必须配备增速器才能实现叶轮转速远远超过原动机的转速,常采用平行轴齿轮增速器,齿轮齿型有渐开线型和圆弧型。
(3)联轴器
联轴器是用来实现电动机与变速器之间的传动。
(4)机座
机座用型材和钢板焊成,应有足够的强度和刚度。
(5)滑油系统
润滑油系统主要包括主油泵、辅助油泵、油冷却器、滤油器、储油箱等。
主油泵和辅助油泵应单独设置安全阀,以防止油泵超压,辅助油泵必须单独驱动并自动控制。储油箱的容积至少为主油泵每分钟流量的3倍。
(6)控制和仪表
①温度的测量。可以在鼓风机的进口和出口管路上都装有铂热电阻,将温度信号引至机旁盘显示,同时也有温度计进行现场显示。
②压力的测量。可以在鼓风机的进口和出口采用压力表对压力值进行现场显示,在出口管路上装有压力变送器,将压力信号引至机旁盘显示调节人口导叶。
③对保证启动安全方面的控制。为了保证鼓风机的正常启动、运行和停止,还应设置各种启动联锁保护控制,对开车条件按照要求设置保护,满足条件机组方可开车。故障报警,对在运行中的油压、电机轴承温度、润滑油温度等设置参数故障报警。
④对防喘振的控制。当用户管网阻力增大到某值时,鼓风机的流量会下降很快,当下降到一定程度时,就会出现整个鼓风机管网的气流周期性的振荡现象,压力和流量都发生脉动,并发出异常噪声,即发生喘振现象,喘振会使整个机组严重破坏,因此鼓风机严禁在喘振区运行,为了防止喘振发生,机组应设有流量、压力双参数防喘振控制系统。
⑤对人口导叶调节的控制。进口导叶的自动调节是通进口导叶调整机构与气动、电动或液力伺服电机连接,根据控制系统的指令自动调整进口导叶的开闭角度,来进行流量控制。
⑥油系统的控制。机组润滑油系统的作用是给机组提供润滑油,以保证机组的正常运行。当系统开机时,采用辅助油泵供油,当机组正常工作时,采用主油泵供油,当油压低于设定值时,由压力变送器送出信号至控制盘,经电控系统启动辅助油泵,当机组故障停机时,辅助油泵也应自动启动保证供油,直到机组稳定停止后再将辅助油泵停止,以确保可靠供油。
(7)驱动方式
潜水排污泵通常用交流电机驱动,使用维修较为方便。
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