潜水排污泵叶轮水力设计改造

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某污水处理厂外回流泵，设备参数：Q380m /h，H7.0m，，z1 450dmin，配套功率P15kW。泵运行过程中流量为450m /h，远超出设备的设计流量，流量调整U400m /h时出现振动现象，可以基本确定是实际运行工况大大偏离设计点工况。通过对实际工况的确定，对叶轮进行水力设计改造，在叶轮外形尺寸不变的条件下，通过改变出口芭角 ：和叶片包角 来改变叶轮水力性能，满足工况需求。

二、问题提出1.现场情况现场管路数据情况，水面的净液位差为2.8m，回流污泥管道总长165m (DN600管路)，共有90。弯头7个，根据所提供的数据进行管路损失计算。

(1)90。弯头的损失 其中管路半径R0.3m，管路系数 E0.3，计算得出流量速度v0.374m/s，90。弯头损失为 0.003m。

(2)165m管路损失 其中摩擦因数 0.03，165m管路损失 0.06m。

由于管路使用期限较久，管壁冲刷严重，实际损伽 雹用栅麓www.e蜘x.COll 2013 第6期失应大于计算损失，管路及7个9O。弯头的损失估算为lm，管路中的法兰和阀的损失约为lm，可以得到整个管路的总损失约为2m。因此估算，实际装置扬程为日：4.8m。

2.实际工况确定结合实际工况需要和叶轮改造预期所能达到的性能，将泵的额定参数重新确定为Q400m /h，H6.0m，，l1 450r/min，配套功率P15kW。

三、叶轮水力设计改造1.改造的限制条件叶轮的基本参数见表1，叶轮基本尺寸如图1所示。因为整泵只是对叶轮进行改造，所以叶轮外部尺寸不能改动，确保叶轮与壳体原有的配合，因此只能对叶轮进口直径D。、出口宽度b，、叶片出口芭角 和叶片包角 进行优化改型设计，其中叶轮进口直径D。、出口宽度b 的尺寸因结构限制修改变动很校表1 原叶轮基本参数进口直径Dgmm 出口宽度bl/mm 叶轮出口直径D /mm193 68 247叶片包角 叶片出口芭角卢 叶片数z(。) (。)3 90 25图1 原叶轮外形尺寸旃祝曰通业r -墨 水彦城 2.水力设计改造这次叶轮改造的 目的是为了使叶轮额定流量增大，额定扬程降低，受叶轮原有外部尺寸限制，叶轮出口直径D 和叶片数目Z不变，进 口直径调整到D 190mm，出口宽度调整到 ：65mm，因此进口直径和出口宽度改变很小，从而只有改变叶片出口芭角和叶片包角 使流量达到工况要求。

对三副叶轮叶片出口芭角 ：和叶片包角矿取值见表2，根据叶片参数分别设计出了叶轮1、叶轮2和叶轮3，其中叶轮2型线剪裁图如图2所示。

表2 改造后三副叶轮叶片出口芭角和包角参数叶轮 出口芭角卢 (。) 叶片包角 (。)叶轮1 10 12O叶轮2 15 l1O叶轮3 20 1OO85。

舶 7.5尺/ 善 、9(a)轴面图b)平向图2 叶轮2型线剪裁3.叶轮试验结果的分析与比较三副叶轮在密度约为1.05×10 kg/m 的污水中试验，试验转速为n1 450r/min。表3为三副叶轮在泵额定工况点的性能参数，图3为性能曲线图。由试验数据及性能曲线可见，在其他叶轮参数不变的情况下，通过改变出口芭角 和叶片包角 对叶轮水力在同流量时城建/水I监通用机械fi cio，(1ILt[17l.itll＆l#erf 《 n I表3 三副叶轮额定工况点性能参数叶轮 流量Q/(m /h) 扬程H/m 效率 (%) 功率P/kW叶轮1 400 5.32 63.15 9.63叶轮2 400 6.28 64.45 l1.14叶轮3 400 7.14 58.24 14.0180726456403224168OQl(m ih)图3 三副叶轮性能曲线图的扬程有很大影响。

由图3可见，对于流量-扬程曲线，叶轮2与叶轮3在相同流量时扬程要高于设计额定扬程，叶轮1低于设计额定扬程，其中叶轮1随流量增大扬程下降快于叶轮2和叶轮3。在三副叶轮外尺寸相同的条件下，根据欧拉公式计算得到的理论扬程应相等，但由于不同的出1：1安放角 和叶片包角 确定了不同的叶片型线，使得叶轮内部的流翅构不同，使得扬程相差较大。随着叶片出I：I芭角 ：增大叶片包角 减小，增大了流动的扩散程度，叶片间扩散严重，使得扬程下降明显。

对于流量-效率曲线，叶轮1的高效点流量相比叶轮2、3高效点流量小，叶轮2的效率高于叶轮1与叶轮3。叶片出I：I芭角卢 增大叶片包角 减小，增加了流动扩散程度，叶片间扩散严重，扩散损失增大，降低了水力效率。叶轮1的叶片出I：I芭角 较小，叶片包角较大使得流道变短，叶片弯曲程度较小，叶片间流动扩散程度减小，从而减小了水力损失，扩大了高效区，使得叶轮1的高效点流量相比叶轮2、3高效点流量校因此由试验结果可以看出，叶轮2的水力性能完全满足泵的额定参数要求，并且效率达到了64.45%，可以大幅度的降低配套功率，达到了节能降耗的效果。

泵原叶轮材质为不耐冲刷腐蚀的不锈钢，污水中还有酸性物质及固体颗粒，运行中污水对叶轮严重冲刷，在改造后将叶轮材质更改为1Crl3Ni，增强了叶轮的耐冲刷能力，提高了叶轮的使用寿命。

2013 籼 ety用jx co誓in 81 第6期ww. .U新型潜水排污泵跳动式N叶轮技术赛菜默 (中国)有限公司 (上海 200051) 刘 丽摘 要介绍了飞力 (赛莱默 (中国)有限公司-个品牌名称)N叶轮结构和 自清洁特性。叶轮能够轴向上下移动，保证 了大块碎布和难处理的污物在泵壳中顺利通过，使整个泵送过程更加安全、稳定、可靠。

关键词飞力N叶轮 自清洁 高效 潜水排污泵- 前言潜水排污泵是-种泵与电动机连体，并同时潜入液下工作的泵类产品，其在市政工程、工业、医疗、建筑、餐饮及水利建设等各行各业中起着十分重要的作用。潜水排污泵在市政工程中主要是用于污水处理厂和泵站等，在工业、建筑及其他行业中的污水处理中也有广泛的应用。但是潜水排污泵最大的问题就是堵塞，由于其所处理的污水含固率高，同时还含有纤维类物质。

针对这种情况，飞力N叶轮采用了-种独特的设计，该叶轮可以轴向移动，即使在严酷的环境下堵塞物也可以轻松通过。此项新技术可以实现更高的效率输送污水，而不发生堵塞，既不会发生局部堵塞，也不会出现堵塞物停留，污物将随污水-起被输送，意味着泵保持高效率运行。不发生堵塞和缠绕意味着减少维修，不同于传统流道式和螺旋叶轮水力设计，N叶轮可以自动调节，即使最糟糕的工况也不会发生碎物缠绕叶轮，在应用中显示无缠绕的叶轮可以保持高效率运行。通过试验计算后，N叶轮设计可以比传统叶轮节能25%。

二、传统污水泵的问题对于传统的污水泵，难以保证不发生堵塞，更无法实现-直高效运行。传统的污水泵在使用中发生堵塞后检修的情况如图1所示，堵塞物包含碎布、木条和碎物等。

图1 污水泵堵塞检修四 结语1)潜水排污泵运行偏离工况的叶轮设计改造中，在叶轮外部参数基本不变的情况下，通过改变叶片出口芭角 和叶片包角 ，设计了三副叶轮方案，分析相关参数对叶轮水力性能产生的影响，选取最优方案，使改造达到了预期效果。

2) 通过对潜水排污泵三副叶轮试验进行比较，其中叶轮2性能最佳，a：400m /h，H6.28m，r/64.45%，可大大降低配套功率，节能效果显著，满足82 年现场工作需求，性能良好。