液壓攪拌器在污水處理中的應(yīng)用

攪拌器廣泛應(yīng)用于石油化工、污水處理等生產(chǎn)領(lǐng)域。目前，潛水?dāng)嚢杵鲝V泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，但長(zhǎng)期置于水下，維護(hù)成本高。新型液壓攪拌器可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

一.背景

污水處理工廠使用的葉輪(潛水?dāng)嚢杵?是污水處理生產(chǎn)過(guò)程中的一種葉輪，在污水處理工廠中數(shù)量眾多，不可或缺。目前市面上大部分葉輪都是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，放在污水處理池中。由于其長(zhǎng)年工作在復(fù)雜多變的污水中，轉(zhuǎn)速受螺旋槳葉片的限制，大多不同步，所以往往需要配備減速器，有的還有防爆等特殊要求。其工作環(huán)境惡劣，使用壽命短，企業(yè)運(yùn)維成本高。有必要考慮合適的設(shè)備類型。

第二，解決方案

經(jīng)過(guò)綜合比較，參考循環(huán)水領(lǐng)域水輪機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，采用直驅(qū)葉輪的水輪機(jī)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。這是一種由水流能量驅(qū)動(dòng)的超低比轉(zhuǎn)速微型水輪機(jī)。螺旋槳葉片通過(guò)鍵連接直接安裝在渦輪的輸出軸上。螺旋槳葉片由外置水泵提供的富含水頭能量的水流驅(qū)動(dòng)，替代原有的專用電機(jī)，既滿足了其惡劣的工作環(huán)境，又大大延長(zhǎng)了使用壽命，大大降低了企業(yè)的運(yùn)行維護(hù)成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)上可行的是，用附加水泵抽取推進(jìn)器所在的污水池水或污水處理廠處理合格的水，形成一定水頭、一定流量的高能水流，接入發(fā)明的超低比轉(zhuǎn)速微型水輪機(jī)，一個(gè)一個(gè)、一個(gè)一個(gè)地驅(qū)動(dòng)污水處理廠的推進(jìn)器，代替原來(lái)的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器按設(shè)計(jì)工況旋轉(zhuǎn)。由于廠內(nèi)驅(qū)動(dòng)污水處理葉輪的超低比轉(zhuǎn)速微型水輪機(jī)由能量水流驅(qū)動(dòng)，符合防爆要求；采用防腐材料制成，滿足防腐要求；根據(jù)葉輪異步轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，滿足同速直連的要求。連續(xù)工作多年的設(shè)計(jì)大大減少了檢查和維護(hù)的工作量。

三。設(shè)計(jì)和選擇

根據(jù)原潛水?dāng)嚢杵魅~片給定的額定轉(zhuǎn)速和額定功率，確定直驅(qū)式葉輪的水輪機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n=680r/min，旋轉(zhuǎn)方向按流出方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；輸出功率P=4kW，渦輪驅(qū)動(dòng)凈水頭H=20.38m，渦輪轉(zhuǎn)輪直徑d=375mm。

根據(jù)水輪機(jī)出力公式:P=9.8QHη，水輪機(jī)出力P=4kW，水輪機(jī)初始效率η=85%，水輪機(jī)靜壓頭H=20.38m，按經(jīng)濟(jì)流量3m/s計(jì)算，水輪機(jī)流量Q=0.023562m3/s，比轉(zhuǎn)速ns=nPH54，比轉(zhuǎn)速ns=31.4075

根據(jù)水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速和水輪機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，該型水輪機(jī)應(yīng)采用沖擊式水輪機(jī)。但考慮到渦輪的出流是壓力出流，為了滿足工況的限制，有必要發(fā)明一種新型的適合壓力出流的超低比轉(zhuǎn)速特種渦輪。因此，發(fā)明了葉輪直接驅(qū)動(dòng)的水輪機(jī)。

四。結(jié)構(gòu)類型

直驅(qū)葉輪水輪機(jī)采用梯形蝸殼，分為蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水四部分。

采用梯形蝸殼，00-1800之間各段為方形，1800-3600之間各段逐漸為矩形。蝸殼的設(shè)計(jì)原理是:蝸殼內(nèi)的平均速度保持不變，蝸殼出口為圓形軸向出口，速度矩恒定。

導(dǎo)葉部分的主要作用是將從蝸殼環(huán)形出水口流出的水無(wú)任何攻角地引入導(dǎo)葉柵的進(jìn)口端(切向進(jìn)水口)，在導(dǎo)葉柵的流道中加速，按設(shè)計(jì)出口角流出導(dǎo)葉，進(jìn)入水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的葉片柵；導(dǎo)葉的第二個(gè)作用是作為蝸殼和渦輪軸前軸承安裝力部分的連接部分；導(dǎo)葉部分的第三個(gè)作用是安裝渦輪的安裝支架，固定整個(gè)渦輪。

轉(zhuǎn)輪部分由兩個(gè)主要部分組成:帶葉片網(wǎng)格的轉(zhuǎn)輪和與導(dǎo)葉部分和尾水部分靜連接的轉(zhuǎn)輪外殼。轉(zhuǎn)輪的主要部件是葉片柵格。來(lái)自導(dǎo)葉柵的速度水流無(wú)攻角沖入轉(zhuǎn)輪葉柵，在葉柵內(nèi)將水流能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，然后軸向流出轉(zhuǎn)輪進(jìn)入尾水部分。通過(guò)輪轂的使用鍵安裝在渦輪軸上；轉(zhuǎn)輪外殼、導(dǎo)葉部分和尾水部分組成轉(zhuǎn)輪室，創(chuàng)造準(zhǔn)轉(zhuǎn)輪的工作環(huán)境。

尾水部分主要是降低水流出轉(zhuǎn)輪的速度，盡可能多地吸收水流的動(dòng)能，提高水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率；另一個(gè)功能是提供渦輪后軸承的安裝點(diǎn)。

下圖是直驅(qū)葉輪水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，直驅(qū)式葉輪的水輪機(jī)輸入水頭為20.4米，容積流量為84.45立方米/小時(shí)，效率為85.3%，長(zhǎng)465毫米，直徑為352毫米，呈圓柱形，滿足葉輪的安裝要求。

因此，可以構(gòu)建一種新型的水力混合器系統(tǒng)，它由水泵、攪拌葉輪、水力混合器主機(jī)和安裝系統(tǒng)(包括管道、金屬軟接頭等)組成。).水力混合器是一種直連式結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。具有良好的軸向推力、自清潔和防纏繞功能。圖2

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，處理后的壓載水(具有一定的壓力)可以用于水力攪拌系統(tǒng)，滿足攪拌要求，同時(shí)可以利用壓載水自身的壓頭，節(jié)省一部分電能。

動(dòng)詞 （verb的縮寫(xiě)）結(jié)論。

綜上所述，在介質(zhì)溫度不超過(guò)40℃，pH值在5-9之間，潛水深度不超過(guò)20m，介質(zhì)中無(wú)纏繞物和漂浮物的條件下，這種水力攪拌器可用于污水處理廠的曝氣池、厭氧池和污泥池，以及其它含有懸浮物需要混合攪拌的場(chǎng)所。同時(shí)可以有效利用工業(yè)過(guò)程中一些操作安全性較高的環(huán)境，如含有金屬鹽、紙漿和纖維物質(zhì)的水，以及含有一些磨損顆粒、爐渣和金屬鹽的一些工業(yè)過(guò)程。它是潛水?dāng)嚢杵鞯牧己锰娲贰?來(lái)源:中海油惠州石化有限公司)

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