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1、匪潛水排污泵葉輪水力設(shè)計(jì)改造安徽沃特星水處理運(yùn)營(yíng)有限公司(安慶230051)馮品柱中石化武漢分公司(湖北430082)楊文軍合肥華升泵閥有限責(zé)任公司(安徽231131)樊偉花迎春【摘要】某污水處理廠潛水排污泵在實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)際運(yùn)行工況大大偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)工況，導(dǎo)致泵出現(xiàn)較強(qiáng)的振動(dòng)現(xiàn)象，且潛水排污泵性能范圍無(wú)法滿足實(shí)際工況需求。針對(duì)此問(wèn)題，對(duì)該泵葉輪進(jìn)行了水力設(shè)計(jì)改造，改善水力性能，通過(guò)三副葉輪試驗(yàn)比較，擇優(yōu)選出的葉輪，滿足了實(shí)際工況要求，擴(kuò)大了潛水排污泵的使用性能范圍?！娟P(guān)鍵詞l潛水排污泵葉輪水力設(shè)計(jì)一、前言某污水處理廠外回流泵，設(shè)備參數(shù)：Q=380m
2、3／h，H=7．0m，n=1450r／min，配套功率P=15kW。泵運(yùn)行過(guò)程中流量為450m3／h，遠(yuǎn)超出設(shè)備的設(shè)計(jì)流量，流量調(diào)整到400m3／h時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，可以基本確定是實(shí)際運(yùn)行工況大大偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)工況。通過(guò)對(duì)實(shí)際工況的確定，對(duì)葉輪進(jìn)行水力設(shè)計(jì)改造，在葉輪外形尺寸不變的條件下，通過(guò)改變出口安放角盧：和葉片包角≯來(lái)改變?nèi)~輪水力性能，滿足工況需求。=、問(wèn)題提出1．現(xiàn)場(chǎng)情況現(xiàn)場(chǎng)管路數(shù)據(jù)情況，水面的凈液位差為2．8m，回流污泥管道總長(zhǎng)165m(DN600管路)，共有90。彎頭7個(gè)，根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行管路損失計(jì)算。(1)90。彎頭的損失其中管路半徑
3、R=o．3m，管路系數(shù)占=0．3，計(jì)算得出流量速度v=O．374m／s，90。彎頭損失為E=0．003m。(2)165m管路損失其中摩擦因數(shù)^=0．03，165m管路損失Hf=0．06m。管路及7個(gè)90。彎頭的損失為H，=7日．+H，=0．08m。由于管路使用期限較久，管壁沖刷嚴(yán)重，實(shí)際損GiM愛(ài)用柵■mvw．e蜘X．corn2013年第6期失應(yīng)大于計(jì)算損失，管路及7個(gè)90。彎頭的損失估算為lm，管路中的法蘭和閥的損失約為lm，可以得到整個(gè)管路的總損失約為2m。因此估算，實(shí)際裝置揚(yáng)程為日=4．8m。2．實(shí)際工況確定結(jié)合實(shí)際工況需要和葉輪改造預(yù)期所
4、能達(dá)到的性能，將泵的額定參數(shù)重新確定為Q=400m3／h，H=6．0m，，l=l450dmin，配套功率P=15kW。三、葉輪水力設(shè)計(jì)改造1．改造的限制條件葉輪的基本參數(shù)見(jiàn)表1，葉輪基本尺寸如圖1所示。因?yàn)檎弥皇菍?duì)葉輪進(jìn)行改造，所以葉輪外部尺寸不能改動(dòng)，確保葉輪與殼體原有的配合，因此只能對(duì)葉輪進(jìn)口直徑D。、出口寬度b。、葉片出口安放角盧：和葉片包角驢進(jìn)行優(yōu)化改型設(shè)計(jì)，其中葉輪進(jìn)口直徑D。、出口寬度b，的尺寸因結(jié)構(gòu)限制修改變動(dòng)很小。表1原葉輪基本參數(shù)進(jìn)口直徑D0，mm出口寬度b．／mm葉輪出口直徑D．／mm19368247葉片包角≯葉片出口安放角
5、盧：葉片數(shù)z(。)39025圖1原葉輪外形尺寸麓m祝脅燃工．耋水觚罄哳城麗．黜2．水力設(shè)計(jì)改造這次葉輪改造的目的是為了使葉輪額定流量增大，額定揚(yáng)程降低，受葉輪原有外部尺寸限制，葉輪出13直徑D．和葉片數(shù)目Z不變，進(jìn)口直徑調(diào)整到D，=190mm，出13寬度調(diào)整到62=65mm，因此進(jìn)口直徑和出13寬度改變很小，從而只有改變?nèi)~片出1：3安放角盧：和葉片包角≯使流量達(dá)到工況要求。對(duì)三副葉輪葉片出1：3安放角盧：和葉片包角≯取值見(jiàn)表2，根據(jù)葉片參數(shù)分別設(shè)計(jì)出了葉輪1、葉輪2和葉輪3，其中葉輪2型線剪裁圖如圖2所示。表2改造后三副葉輪葉片出口安放角和包角參
6、數(shù)葉輪出13安放角盧：(。)葉片包角≯(。)葉輪110120葉輪215110葉輪320100k心R67、．5R28--lI＼義蔞三So麓是o／龜董l、92。(a)軸面圖(b)平向圖圖2葉輪2型線剪裁3．葉輪試驗(yàn)結(jié)果的分析與比較三副葉輪在密度約為1．05×103kg／m3的污水中試驗(yàn)，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為，l=l450r／min。表3為--雷i]葉輪在泵額定工況點(diǎn)的性能參數(shù)，圖3為性能曲線圖。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)及性能曲線可見(jiàn)，在其他葉輪參數(shù)不變的情況下，通過(guò)改變出口安放角盧：和葉片包角≯對(duì)葉輪水力在同流量時(shí)表3三副葉輪額定工況點(diǎn)性能參數(shù)葉輪流量Q／(m3，}1)揚(yáng)程
7、H／m效率q(％)功率PIkW葉輪140053263．159．63葉輪24006．2864．4511．14葉輪34007．1458．2414．0l8072645648苫40薹32241680Q／(m3／h)圖3三副葉輪性能曲線圖的揚(yáng)程有很大影響。由圖3可見(jiàn)，對(duì)于流量一揚(yáng)程曲線，葉輪2與葉輪3在相同流量時(shí)揚(yáng)程要高于設(shè)計(jì)額定揚(yáng)程，葉輪1低于設(shè)計(jì)額定揚(yáng)程，其中葉輪1隨流量增大揚(yáng)程下降快于葉輪2和葉輪3。在三副葉輪外尺寸相同的條件下，根據(jù)歐拉公式計(jì)算得到的理論揚(yáng)程應(yīng)相等，但由于不同的出El安放角盧：和葉片包角≯確定了不同的葉片型線，使得葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)
8、不同，使得揚(yáng)程相差較大。隨著葉片出口安放角盧：增大葉片包角廬減小，增大了流動(dòng)的擴(kuò)散程度，葉片間擴(kuò)散嚴(yán)重，使得揚(yáng)程下降明顯。對(duì)于流量一效率
