Znalost zásobování vodou a odvodňování: Analýza problémů technického využití ponorných čerpadel na odpadní vodu

Jan 11, 2025

Ponorné kalové čerpadlo je typ čerpadla, které je připojeno k motoru a zároveň pracuje pod vodou. Ve srovnání s běžnými horizontálními nebo vertikálními kalovými čerpadly mají ponorná kalová čerpadla následující výhody:

1. Kompaktní konstrukce a malé rozměry. Ponorná kalová čerpadla mohou být instalována přímo do kalových nádrží díky jejich podvodnímu provozu, aniž by bylo nutné budovat specializované čerpací stanice pro instalaci čerpadel a strojů, což může ušetřit mnoho nákladů na půdu a infrastrukturu.

2. Snadná instalace a údržba. Malá ponorná kalová čerpadla lze libovolně instalovat, zatímco velká ponorná kalová čerpadla jsou obecně vybavena automatickými spojovacími zařízeními pro automatickou instalaci, takže instalace a údržba jsou velmi pohodlné.

3. Dlouhá doba nepřetržitého provozu. Ponorná kalová čerpadla díky svému koaxiálnímu čerpadlu a motoru, krátké hřídeli a lehkým rotačním součástem nesou relativně malá radiální zatížení na jejich ložiska a mají mnohem delší životnost než běžná čerpadla.

4. Nejsou žádné problémy, jako je poškození kavitací nebo vstřikování vody. Zejména poslední bod přinesl operátorům velké pohodlí.

5. Nízký hluk vibrací, nízký nárůst teploty motoru a žádné znečištění životního prostředí.

Právě kvůli výše uvedeným výhodám jsou ponorná kalová čerpadla stále více ceněna a používána v širším spektru, od prosté dopravy čisté vody až po současnou možnost přepravy různých druhů splaškových vod, průmyslových odpadních vod, odvodnění staveniště, kapalných krmiv, a tak dále.

Hraje velmi důležitou roli v různých průmyslových odvětvích, jako je komunální strojírenství, průmysl, nemocnice, stavebnictví, restaurace a vodohospodářské stavby.

Ale vše je rozděleno do dvou částí a nejkritičtějším problémem u ponorných kalových čerpadel je otázka proveditelnosti, protože použití ponorných kalových čerpadel je pod vodou; Přepravované médium je směs kapalin obsahující pevné materiály; Čerpadlo je velmi blízko motoru; Čerpadlo je uspořádáno svisle a hmotnost rotujících součástí je ve stejném směru jako tlak vody nesený oběžným kolem. Tyto problémy zvyšují požadavky na těsnění, nosnost motoru, uspořádání ložisek a výběr ponorných kalových čerpadel, než jsou požadavky na běžná kalová čerpadla.

Aby se prodloužila životnost ponorných kalových čerpadel, většina výrobců doma i v zahraničí nyní pracuje na systémech ochrany čerpadel, které dokážou automaticky zalarmovat a vypnout z důvodu údržby v případě netěsnosti čerpadla, přetížení, přehřátí a jiných poruch. Domníváme se však, že do ponorných kalových čerpadel je nutné instalovat ochranný systém, který dokáže účinně ochránit bezpečný provoz elektrického čerpadla.

To však není klíčový problém, ochranný systém je pouze nápravným opatřením po poruše čerpadla, což je poměrně pasivní přístup. Klíčem k problému by mělo být začít od kořene a důkladně vyřešit problémy s těsněním čerpadla, přetížením atd. Jedná se o proaktivnější přístup. Proto jsme na ponorné kalové čerpadlo aplikovali technologii hydrodynamického těsnění sekundárního oběžného kola a technologii konstrukce čerpadla bez přetížení, což výrazně zlepšilo spolehlivost těsnění a nosnost čerpadla a prodloužilo životnost čerpadla. .

1, Aplikace technologie hydrodynamického těsnění pro sekundární oběžné kolo

Takzvaná kapalinová dynamická ucpávka sekundárního oběžného kola se týká instalace otevřeného oběžného kola v opačném směru stejné osy v blízkosti zadní krycí desky oběžného kola čerpadla. Při provozu čerpadla se sekundární oběžné kolo otáčí společně s vřetenem čerpadla a otáčí se i kapalina v sekundárním oběžném kole. Rotující kapalina vytváří odstředivou sílu směrem ven, která na jedné straně brání kapalině proudící směrem k mechanické ucpávce a snižuje tlak v mechanické ucpávce. Na druhou stranu zabraňuje vnikání pevných částic v médiu do třecího páru mechanické ucpávky, snižuje opotřebení brusného bloku mechanické ucpávky a prodlužuje její životnost.

Vedle utěsnění může sekundární oběžné kolo také snížit axiální sílu. U ponorných kalových čerpadel je axiální síla složena především ze síly tlakového rozdílu kapaliny působící na oběžné kolo a gravitace celé rotující části. Směr těchto dvou sil je stejný a výsledná síla je součtem těchto dvou sil. Je vidět, že při stejných výkonových parametrech je axiální síla ponorného kalového čerpadla větší než u typického horizontálního čerpadla a obtížnost vyvažování je obtížnější než u vertikálního čerpadla. Takže u ponorných kalových čerpadel je důvod, proč se ložiska snadno poškodí, také úzce spojen s velkou axiální silou.

Je-li instalováno sekundární oběžné kolo, je směr tlakové diference síly vyvíjené kapalinou na sekundární oběžné kolo opačný než kombinované síle obou sil, což může kompenzovat část axiální síly a prodloužit životnost ložiska. Nevýhodou použití sekundárního těsnicího systému oběžného kola je však také to, že část energie se spotřebuje na sekundární oběžné kolo, obvykle kolem 3 %. Pokud je však návrh rozumný, lze tuto ztrátu minimalizovat.

2, Aplikace technologie konstrukce bez přetížení pro čerpadla

V typickém odstředivém čerpadle se výkon vždy zvyšuje se zvýšením průtoku, to znamená, že výkonová křivka je křivka, která se zvyšuje se zvýšením průtoku. To představuje problém pro použití čerpadla: když čerpadlo pracuje v projektovaném provozním bodě, obecně řečeno, výkon čerpadla je menší než jmenovitý výkon motoru a použití tohoto čerpadla je bezpečné; Ale když se výška čerpadla sníží, průtok se zvýší (jak je vidět z křivky výkonu čerpadla) a příslušně se zvýší i výkon.

Když průtok překročí projektovaný pracovní bod a dosáhne určité hodnoty, může příkon čerpadla překročit jmenovitý výkon motoru, což způsobí přetížení a spálení motoru. Když je motor přetížen, aktivuje se buď ochranný systém, který zastaví otáčení čerpadla; Buď selže ochranný systém a motor shoří.

V praxi se často setkáváme se situací, kdy je dopravní výška čerpadla níže, než je dopravní výška pracovního bodu. Jedna situace je, že při výběru čerpadla je dopravní výška příliš vysoká, ale při skutečném použití je dopravní výška snížena; Jiná situace je, že je obtížné určit provozní bod čerpadla během používání, jinými slovy, průtok čerpadla je třeba často upravovat; Existuje také situace, kdy je potřeba čerpadlo často přemisťovat kvůli použití. Tyto tři situace mohou přetížit čerpadlo a ovlivnit jeho použitelnost. Dá se říci, že u čerpadel bez plné dopravní charakteristiky (včetně ponorných kalových čerpadel) bude rozsah jejich použití značně omezený.

Takzvaná charakteristika plné spádu (také známá jako charakteristika bez přetížení) označuje velmi pomalou rychlost, kterou výkonová křivka roste s rostoucím průtokem. V ideálním případě, když průtok dosáhne určité hodnoty, výkon nejen že znovu nestoupá, ale také klesá. Jinými slovy, výkonová křivka je křivka s hrbolem. Pokud tomu tak je, pokud zvolíme hodnotu výkonu o něco vyšší, než je bod spádu jmenovitého výkonu motoru, pak v celém rozsahu od 0 průtoku po maximální průtok, bez ohledu na to, který provozní bod provoz při, výkon čerpadla nepřekročí výkon motoru a způsobí přetížení čerpadla. U čerpadel s tímto výkonem bude výběr i použití velmi pohodlné a spolehlivé. Výkon motoru navíc nemusí být příliš vysoký, což může ušetřit nemalé náklady na zařízení.