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摘要:城市污水厂氧化沟缺氧区和好氧区一般都安装4-8台潜水推流器。潜水推流器水底基座因震动而损坏、内部进水烧坏保护和电机、机械轴歪曲和断裂等问题使潜水推流器不能正常使用,直接关系到氧化沟底部活性污泥的沉淀的多少,导致泥水分离不能很好的生化有机物,污水厂出水就难以达到国家标准排放,所以大型污水厂生化池内的潜水推流器是否能够正常使用非常关键,这些问题隐患可以在设备安装过程中提前给予消除或减轻。
关键词:基座、材质、密封。
中图分类号:[R123.3] 文献标识码:A 文章编号:
为了保证城市大型污水厂正常运营,关键设备中的潜水推流器需要长期、不间断和稳定的运营,本文就潜水推流器在安装过程中提前避免或减少在以后使用可能出现问题予以探讨。
一、潜水推流器基座
(一)设备介绍
推流器由潜水电机、减速装置、叶桨和起吊系统等组成。配套功率小(3.0-7.5KW),转速低(36-135r/min),叶桨直径大(1100-2500mm),低速旋转。适合运营的水环境:最高介质温度不超过40°C介质的PH值在5-9。一般应用于城市污水处理厂曝气池和厌氧池内灯。机械密封的材质为耐腐蚀的碳化钨(Q1Q1PGG/AQ1PGG),叶桨为聚氨酯材料,电机轴为2Cr13,所有紧固件和起吊装置均为不锈钢材质(1Cr18Ni9),壳体为铸铁。电机绕组为F级绝缘,防护等级为IP68,选用一次润滑免维护轴承,具有油室泄漏检测和电机绕组过热保护功能。以前这样的设备都是整机进口的比较多,包括安装部件等附件,如ABS、飞力、凯士比等型号,随着技术的引进和消化,目前出现较多的合资厂和国内企业也生产大型污水厂使用的潜水推流器。
(二)基座
1、基座类型
潜水推流器的基座是设备安装的基础,以前的进口设备中少数进口配件中包括基座,此类基座是混凝土基座,目前考虑到成本和技术的消化,合资厂和国内生产厂家一般配钢制基座,也有业主要求安装单位按照厂家提供的图纸现场制作钢制基座。
2、基础容易出现的问题及原因
潜水推流器工作的环境在水下,水质酸碱度在5-9之间,有可能短时间超过这个数值,水质有一定的腐蚀性。在基座与混凝地板固定方式往往使用螺栓固定,推流器由于是两个叶片,加上电机悬空,在运营中整体的震动较大(上部的导杆会有明显的震动感),固定用的螺栓在长期的震动和水质腐蚀过程很可能出现断裂,导致推流器无法再进行使用,如河南漯河沙南污水厂氧化沟推流器基座松动导致无法运营,需要池体放空后重新制作并安装。目前城市大型污水厂采购的潜水推流器基座基本上都是不锈钢制基座,大部分不锈钢材质是普通不锈钢(1Cr18Ni9),个别厂家还采用外表镀层的45号钢,基座长期处于腐蚀性水体浸没中,再加上基座材料在设备运营震动产生的疲劳,按照经验钢制基座在使用5-8年后一般都要进行加固和重新安装。基座维修和重新安装需要池体放空并在基座安装位置清理污泥至露出混凝土地板,耗时时间长、维修代价高,严重影响到污水厂的运营。维修过程中不仅影响污水厂处理能力,且维修的效果很难达到初始安装的效果。
3、基座安装的重要性
以往讨论潜水推流器时候都是关注到设备本身的技术提升,如叶桨材质和线性的设计、减速机机构的稳定性和吸震的耦合装置的核心技术,动密封机构、电缆进线密封和水上悬挂系统等应用技术,往往忽视了设备在使用过程中最关键的震动引起的基座的损坏,基座的修复工作量及损失远大于设备维修本省[1]。
4、基座解决办法
基于腐蚀和疲劳和以前进口混凝土基座的经验,建议采用自制混凝土基座并与池体底板牢固链接。具体办法是:在基座位置的池体底板上凿去混凝土保护层,露出两层底板的钢筋,把潜水推流器的钢制基座固定在指定位置,在钢制基座与底板之间安装若干钢筋,形状为流线型(参考进口混凝土基座),这些钢筋与底板钢筋相连接,把钢制基座和钢筋框体用细实混凝土浇筑完成,待混凝土达到强度后用,用切割机和磨光机把混凝剂基座外形的棱角消除并磨成光滑表面,基座的水流方向保持光滑、顺畅,防止基座形状突变阻挡水流或水流形成漩涡而汽蚀设备。这样就可以使潜水推流器的基座与巨大池体底板成一体,消除了基座与底板链接螺栓断裂的隐患,大大减少了设备在运营中的震动,使基座可以长期无忧的使用。
5、基座的定期检查。
基座是潜水推流器平稳运营的关键,考虑到基座在施工和制作过程中出现可能会有不完善的地方,基座在运营一段时间后可能会出现一些不稳定的隐患,可以在池体为了安排其他工作事项需要放空时,安排检查基座,发现这些隐患并及时消除,保证设备正常、安全运营。在昆山吴淞江污水厂根据实际情况按照上述程序自制了基座,目前运行平稳,没有出现象其它污水厂因为基座原因导致潜水推流器无法运营。
二、潜水推流器材质
(一)主体部件材质
潜水推流器主体与液体接触部分中,静止部件铸铁(如电机外壳等)、運营部件为马氏体不锈钢2Cr13如轴和聚氨酯材料如桨叶,有较好的抗蚀性和强度。目前国内的合资厂和一些企业生产为了减少成本轴往往用防腐镀层的45号碳钢代替马氏体不锈钢2Cr13,运营一段时候其镀层被腐蚀后,碳钢轴很快被腐蚀而断裂,造成设备关键部件损坏无法运营,所以在设备安装过程中向设备厂家和检测来确认关键部件的材质,提前进行预防不合要求的材质被用到不适合的环境中[2]。
(二)辅助部件材质
辅助部件包括导轨、起吊装置等,这些要么一部分在浸没在液体中,要么暴露在室外,一般选用不锈钢材质1Cr18Ni9。潜水推流器需要维修时在不放空池内污水的情况下(不影响正常生产)提升上来,所以保持导轨和起吊装置的不锈蚀和有效性非常重要,在以前运营经验中,提升钢丝绳断裂、提升锁定装置失效、导杆歪曲等导致设备无法提出水面进行及时维修,耽误了生产并产生了较大的维修费用,所以安装过程中需要确保辅助部件的材料需要不低于上述的材质。
三、潜水推流器密封及绝缘
(一)保护
通常潜水推流器设置漏水保护、漏电保护、过载保护和过流等保护。潜水推流器停止运营并提示故障指示时,需要及时给予判别故障原因并进行维修。而有些故障并不是能够起到预防的作用,往往是出现问题后的提示作用,所以需要在安装和使用过程中注意每个细节,消除运行的安装隐患。
(二)漏水、漏电
潜水推流器若漏水会导致电机烧毁,在安装过程中,检查电缆接入处的橡胶是否损坏,检查机械密封处与O型圈是否能够达到密封状态。在昆山花桥污水厂水下设备安装好进行调试时,就是因为电缆接入处的橡胶漏水导致电机烧毁而返厂维修。
设备部分或整体带电可能导致部分区域水体带电,可能伤害到维修人员和污水厂操作人员。在设备安装好后需要检查电缆,密封等处是否处于完好,有条件的话在池体内没有水和调试人员在场的情况,设备接电测试,同时需要保证接地完好。
四、结论和建议
潜水推流器是水下设备,安装质量的好坏直接关系到以后正常运行及维修成本,建议特别关注基座的制作和安装,因为一旦池内进水运营后,再次进行基座施工就非常苦难了,所以基座施工安装是设备安装中最重要的部分。
主要参考文献
[1]梅红霖.潜水推流器的技术提升.《中国环保产业》,2012.8.29
[2]刘正义.潜水推流器叶轮轴断裂失效分析 .北京科技大学学报,205.4.12
关键词:基座、材质、密封。
中图分类号:[R123.3] 文献标识码:A 文章编号:
为了保证城市大型污水厂正常运营,关键设备中的潜水推流器需要长期、不间断和稳定的运营,本文就潜水推流器在安装过程中提前避免或减少在以后使用可能出现问题予以探讨。
一、潜水推流器基座
(一)设备介绍
推流器由潜水电机、减速装置、叶桨和起吊系统等组成。配套功率小(3.0-7.5KW),转速低(36-135r/min),叶桨直径大(1100-2500mm),低速旋转。适合运营的水环境:最高介质温度不超过40°C介质的PH值在5-9。一般应用于城市污水处理厂曝气池和厌氧池内灯。机械密封的材质为耐腐蚀的碳化钨(Q1Q1PGG/AQ1PGG),叶桨为聚氨酯材料,电机轴为2Cr13,所有紧固件和起吊装置均为不锈钢材质(1Cr18Ni9),壳体为铸铁。电机绕组为F级绝缘,防护等级为IP68,选用一次润滑免维护轴承,具有油室泄漏检测和电机绕组过热保护功能。以前这样的设备都是整机进口的比较多,包括安装部件等附件,如ABS、飞力、凯士比等型号,随着技术的引进和消化,目前出现较多的合资厂和国内企业也生产大型污水厂使用的潜水推流器。
(二)基座
1、基座类型
潜水推流器的基座是设备安装的基础,以前的进口设备中少数进口配件中包括基座,此类基座是混凝土基座,目前考虑到成本和技术的消化,合资厂和国内生产厂家一般配钢制基座,也有业主要求安装单位按照厂家提供的图纸现场制作钢制基座。
2、基础容易出现的问题及原因
潜水推流器工作的环境在水下,水质酸碱度在5-9之间,有可能短时间超过这个数值,水质有一定的腐蚀性。在基座与混凝地板固定方式往往使用螺栓固定,推流器由于是两个叶片,加上电机悬空,在运营中整体的震动较大(上部的导杆会有明显的震动感),固定用的螺栓在长期的震动和水质腐蚀过程很可能出现断裂,导致推流器无法再进行使用,如河南漯河沙南污水厂氧化沟推流器基座松动导致无法运营,需要池体放空后重新制作并安装。目前城市大型污水厂采购的潜水推流器基座基本上都是不锈钢制基座,大部分不锈钢材质是普通不锈钢(1Cr18Ni9),个别厂家还采用外表镀层的45号钢,基座长期处于腐蚀性水体浸没中,再加上基座材料在设备运营震动产生的疲劳,按照经验钢制基座在使用5-8年后一般都要进行加固和重新安装。基座维修和重新安装需要池体放空并在基座安装位置清理污泥至露出混凝土地板,耗时时间长、维修代价高,严重影响到污水厂的运营。维修过程中不仅影响污水厂处理能力,且维修的效果很难达到初始安装的效果。
3、基座安装的重要性
以往讨论潜水推流器时候都是关注到设备本身的技术提升,如叶桨材质和线性的设计、减速机机构的稳定性和吸震的耦合装置的核心技术,动密封机构、电缆进线密封和水上悬挂系统等应用技术,往往忽视了设备在使用过程中最关键的震动引起的基座的损坏,基座的修复工作量及损失远大于设备维修本省[1]。
4、基座解决办法
基于腐蚀和疲劳和以前进口混凝土基座的经验,建议采用自制混凝土基座并与池体底板牢固链接。具体办法是:在基座位置的池体底板上凿去混凝土保护层,露出两层底板的钢筋,把潜水推流器的钢制基座固定在指定位置,在钢制基座与底板之间安装若干钢筋,形状为流线型(参考进口混凝土基座),这些钢筋与底板钢筋相连接,把钢制基座和钢筋框体用细实混凝土浇筑完成,待混凝土达到强度后用,用切割机和磨光机把混凝剂基座外形的棱角消除并磨成光滑表面,基座的水流方向保持光滑、顺畅,防止基座形状突变阻挡水流或水流形成漩涡而汽蚀设备。这样就可以使潜水推流器的基座与巨大池体底板成一体,消除了基座与底板链接螺栓断裂的隐患,大大减少了设备在运营中的震动,使基座可以长期无忧的使用。
5、基座的定期检查。
基座是潜水推流器平稳运营的关键,考虑到基座在施工和制作过程中出现可能会有不完善的地方,基座在运营一段时间后可能会出现一些不稳定的隐患,可以在池体为了安排其他工作事项需要放空时,安排检查基座,发现这些隐患并及时消除,保证设备正常、安全运营。在昆山吴淞江污水厂根据实际情况按照上述程序自制了基座,目前运行平稳,没有出现象其它污水厂因为基座原因导致潜水推流器无法运营。
二、潜水推流器材质
(一)主体部件材质
潜水推流器主体与液体接触部分中,静止部件铸铁(如电机外壳等)、運营部件为马氏体不锈钢2Cr13如轴和聚氨酯材料如桨叶,有较好的抗蚀性和强度。目前国内的合资厂和一些企业生产为了减少成本轴往往用防腐镀层的45号碳钢代替马氏体不锈钢2Cr13,运营一段时候其镀层被腐蚀后,碳钢轴很快被腐蚀而断裂,造成设备关键部件损坏无法运营,所以在设备安装过程中向设备厂家和检测来确认关键部件的材质,提前进行预防不合要求的材质被用到不适合的环境中[2]。
(二)辅助部件材质
辅助部件包括导轨、起吊装置等,这些要么一部分在浸没在液体中,要么暴露在室外,一般选用不锈钢材质1Cr18Ni9。潜水推流器需要维修时在不放空池内污水的情况下(不影响正常生产)提升上来,所以保持导轨和起吊装置的不锈蚀和有效性非常重要,在以前运营经验中,提升钢丝绳断裂、提升锁定装置失效、导杆歪曲等导致设备无法提出水面进行及时维修,耽误了生产并产生了较大的维修费用,所以安装过程中需要确保辅助部件的材料需要不低于上述的材质。
三、潜水推流器密封及绝缘
(一)保护
通常潜水推流器设置漏水保护、漏电保护、过载保护和过流等保护。潜水推流器停止运营并提示故障指示时,需要及时给予判别故障原因并进行维修。而有些故障并不是能够起到预防的作用,往往是出现问题后的提示作用,所以需要在安装和使用过程中注意每个细节,消除运行的安装隐患。
(二)漏水、漏电
潜水推流器若漏水会导致电机烧毁,在安装过程中,检查电缆接入处的橡胶是否损坏,检查机械密封处与O型圈是否能够达到密封状态。在昆山花桥污水厂水下设备安装好进行调试时,就是因为电缆接入处的橡胶漏水导致电机烧毁而返厂维修。
设备部分或整体带电可能导致部分区域水体带电,可能伤害到维修人员和污水厂操作人员。在设备安装好后需要检查电缆,密封等处是否处于完好,有条件的话在池体内没有水和调试人员在场的情况,设备接电测试,同时需要保证接地完好。
四、结论和建议
潜水推流器是水下设备,安装质量的好坏直接关系到以后正常运行及维修成本,建议特别关注基座的制作和安装,因为一旦池内进水运营后,再次进行基座施工就非常苦难了,所以基座施工安装是设备安装中最重要的部分。
主要参考文献
[1]梅红霖.潜水推流器的技术提升.《中国环保产业》,2012.8.29
[2]刘正义.潜水推流器叶轮轴断裂失效分析 .北京科技大学学报,205.4.12