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        污水處理廠提升泵葉輪口緣磨損分析與維修

        2021-01-05 03:26:36方建飛胡浩瀾
        設(shè)備管理與維修 2020年21期

        方建飛,田 潔,胡浩瀾,周 航

        (重慶市三峽水務(wù)有限責(zé)任公司九曲河污水處理廠,重慶 401122)

        0 引言

        提升泵是污水處理廠重要設(shè)備,主要作用是為后期工藝段提供足夠的水力高程[1]。葉輪是提升泵中不可缺少的組成部件,地位極其重要。葉輪的正常運(yùn)行與否對(duì)提升泵壽命具有決定性作用,同時(shí)影響提升泵流量、揚(yáng)程等關(guān)鍵參數(shù)。隨著提升泵使用年限的增加,葉輪口緣會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損和腐蝕,特別是在提升含有顆粒物質(zhì)的污水時(shí),葉輪口緣磨損加劇,導(dǎo)致提升泵效率降低,能耗增加。因此,修復(fù)葉輪口緣,對(duì)提高泵的工作效率,確保提升泵高效穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

        1 泵結(jié)構(gòu)和基本原理

        提升泵主要由泵體、蝸殼、葉輪、機(jī)封、密封環(huán)、滾動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子等組成。提升泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí),其中的液體隨著葉片一起旋轉(zhuǎn),在離心力作用下,飛離葉輪向外射出。射出的液體在泵殼擴(kuò)散室內(nèi)速度逐漸變慢,壓力逐漸增加,致使液體從泵排出管流出[2]。

        葉輪作為提升泵的核心零部件,閉式葉輪在同等功率下具有抽升效率高、電機(jī)軸運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),在提升泵中應(yīng)用較多。閉式葉輪由前蓋板、葉片、后蓋板等組成,葉輪前蓋板上的葉輪口緣與蝸殼上的密封環(huán)有效配合,確保提升泵泵液抽升效率。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū),造成泄漏,影響泵的出水量,效率降低。間隙過小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦,產(chǎn)生磨損。設(shè)計(jì)提升泵時(shí),為增加回流阻力,延緩葉輪和蝸殼的使用壽命,在蝸殼內(nèi)緣與葉輪配合處安裝密封環(huán),以達(dá)到調(diào)節(jié)葉輪和密封環(huán)之間的間隙,葉輪口緣和密封環(huán)的間隙保持在0.25~1.10 mm 為宜。

        2 存在的問題

        污水中含有一定量的泥沙、細(xì)石、生活垃圾、細(xì)渣等顆粒物質(zhì),當(dāng)污水進(jìn)入提升泵蝸殼時(shí),由于葉輪口緣和密封環(huán)之間間隙過小,水中雜質(zhì)與口緣部位高速旋轉(zhuǎn)碰撞,對(duì)葉輪口緣和密封環(huán)造成摩損,正常葉輪口緣和磨損后的葉輪口緣對(duì)比見圖1。葉輪口緣磨損后,口緣與密封環(huán)的間隙變大,造成提升效率降低,同時(shí)影響葉輪回轉(zhuǎn)精度,振動(dòng)增大,最終導(dǎo)致提升泵無法正常運(yùn)行。頻繁更換葉輪會(huì)增加維修成本,造成資金浪費(fèi)。因此,快速修復(fù)葉輪口緣磨損是提高設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

        圖1 正常葉輪口環(huán)和磨損后葉輪口緣對(duì)比

        3 維修方法

        在郭麗萍研究成果的基礎(chǔ)上[3],通過改進(jìn),構(gòu)想在葉輪口緣和蝸殼密封環(huán)之間安裝優(yōu)質(zhì)耐磨鋼圈,使葉輪口緣形成抗磨環(huán),使砂石液體不直接作用于葉輪磨損,優(yōu)先磨損鑲嵌的鋼圈,當(dāng)鋼圈磨損到一定程度,再進(jìn)行更換,達(dá)到葉輪重復(fù)使用。由于葉輪周身葉片、蓋板不易磨損,僅對(duì)葉輪口緣鑲嵌材料進(jìn)行升級(jí),選用優(yōu)質(zhì)抗磨材料,就能延長原葉輪使用時(shí)間,降低維修難度和成本。具體維修步驟如下:

        (1)對(duì)原葉輪磨損口緣進(jìn)行車削加工,工整葉輪口緣,口緣預(yù)留厚度3~5 mm,以方便鋼圈安裝緊密貼合。

        (2)使用雙相不銹鋼2205 鋼材,加工成一個(gè)優(yōu)質(zhì)抗磨鋼圈,鋼圈外圓直徑為葉輪口緣未磨損時(shí)外圓直徑,鋼圈內(nèi)圓直徑為磨損葉輪口緣車削后的外圓直徑。

        (3)在原磨損葉輪加工后的口緣上,通過過盈配合的鑲嵌方式,安裝制作的鋼圈以形成整體。讓葉輪口緣被磨損尺寸恢復(fù)到未磨損前尺寸。在配合好的葉輪口緣中心位置上開孔、攻絲,安裝內(nèi)六角螺栓緊固,內(nèi)六角螺栓要沉于口緣平面。葉輪口緣上的鋼圈,橢圓度不得超過0.12 mm。

        (4)在后續(xù)提升泵使用后,葉輪口緣再次被磨損時(shí),僅拆卸掉鏈接葉輪和鋼圈的固定內(nèi)六角螺栓,取掉被磨損的鋼圈,更換新鋼圈,即可恢復(fù)使用,最大程度縮短了維修時(shí)長。

        維修后的葉輪效果如圖2 所示,在磨損的葉輪口緣上鑲嵌優(yōu)質(zhì)抗磨鋼圈后,使用內(nèi)六角螺紋連接緊固,以防止鋼圈脫落。因口緣鑲嵌材料為雙相不銹鋼2205 鋼材,具有優(yōu)良的耐磨性能,比原葉輪使用壽命更長。這種葉輪新式結(jié)構(gòu)具有修復(fù)時(shí)間短、修復(fù)費(fèi)用低、拆卸安裝方便等優(yōu)點(diǎn)??稍跈z修提升泵時(shí)實(shí)現(xiàn)快速更換,對(duì)提升泵運(yùn)行不會(huì)造成影響。

        4 結(jié)語

        針對(duì)污水處理廠提升泵葉輪口緣與密封環(huán)之間磨損嚴(yán)重情況,影響提升泵運(yùn)行效果。通過在葉輪口緣鑲嵌耐磨環(huán)的維修方式,有效解決了葉輪口環(huán)磨損頻繁問題,鑲嵌耐磨環(huán)的維修模式具有修復(fù)時(shí)間短、修復(fù)費(fèi)用低、拆卸安裝方便等優(yōu)點(diǎn),在一定程度上提升了泵的使用壽命和運(yùn)行效率,該維修方法也為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

        圖2 葉輪口緣維修效果

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