潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪的水力性能優(yōu)化方案

　　為了防止污泥沉積、使微生物與基質(zhì)充分接觸，需要潛水?dāng)嚢铏C(jī)對介質(zhì)進(jìn)行攪拌混合。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的好壞直接影響污水處理效果。因此潛水?dāng)嚢铏C(jī)是污水處理過程中關(guān)鍵設(shè)備之一，對其進(jìn)行研究、開發(fā)并實(shí)現(xiàn)成套化，對于帶動我國污水處理技術(shù)和設(shè)備水平的提高具有重要意義。
 

　　優(yōu)化與改進(jìn)從以下幾個方面進(jìn)行
 

　　1、優(yōu)化潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪的水力性能
 

　　潛水?dāng)嚢杵鞯闹饕饔檬菙嚢韬屯屏鳌８鶕?jù)流體攪拌理論，影響攪拌器水力學(xué)性能的主要因素是葉輪的形狀、尺寸及安放角。因此攪拌器zui關(guān)鍵的部件是葉輪，優(yōu)化攪拌葉輪，能提高工作效率，并使攪拌葉輪產(chǎn)生流場z大化，創(chuàng)造*的流態(tài)。葉輪形狀的選取既得考慮到升阻比的情況，又要改變?nèi)~輪的汽蝕性能。
 

　　為滿足不同工藝過程及攪拌機(jī)*流動特性的要求，葉輪進(jìn)出口邊上翹角oL可在l0～30。之間調(diào)節(jié)、安放角0可在5～10。或在～5—10。之間調(diào)節(jié)，若按順時針的安放角角度為正值，則上翹角d越大，安放角0越大，則循環(huán)能力越強(qiáng)；否則，剪切能力增強(qiáng)，循環(huán)能力減弱。通過攪拌實(shí)驗(yàn)，對同一機(jī)座號不同比轉(zhuǎn)數(shù)ns的三葉后掠式攪拌機(jī)的水力模型在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行動力特性及剪切循環(huán)特性的測試，并對其進(jìn)行優(yōu)化選型，z終確定攪拌特性、機(jī)組效率及綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)*的參數(shù)，再通過放大設(shè)計(jì)，計(jì)算工業(yè)用的設(shè)計(jì)參數(shù)。
 

　　此外，為產(chǎn)生z大的軸向流，本次攪拌機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)將采用雙曲線形導(dǎo)流罩。因?yàn)槿魏螖嚢铏C(jī)葉輪的人流很大程度上都是軸向的。為了幫助減少因流向改變而引起損失及翼尖渦流，決定使用并開發(fā)導(dǎo)流罩。導(dǎo)流罩有恰當(dāng)?shù)乃υO(shè)計(jì)，能通過控制人流方式來提高流動的偏移度。導(dǎo)流罩上的壓力差增加軸向流動并減少徑向流動。因而，葉片上的水力載荷及振動得以減少，更長更穩(wěn)定的流動得以產(chǎn)生。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，在水中，攪拌機(jī)的效率可提高10%～15%，而在其它粘度更高的流體中可以提高得更多。
 

　　當(dāng)出現(xiàn)液位非常淺的情況時，易造成空氣渦流從液面進(jìn)入攪拌器葉輪推進(jìn)器，從而導(dǎo)致葉輪振動，性能下降，為避免此類情況，我們設(shè)計(jì)配置一種可防止渦流產(chǎn)生的保護(hù)罩，并可與導(dǎo)流罩可靠連接。
 

　　電機(jī)的密封及保護(hù)性能從以下幾個方面解決電機(jī)密封及保護(hù)問題：
 

　　通過合理選擇軸徑與機(jī)械密封靜環(huán)內(nèi)徑，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)軸與靜環(huán)的間隙；通過對攪拌機(jī)軸向尺寸、材料及軸徑的調(diào)整提高轉(zhuǎn)軸的鋼度，以減少攪拌機(jī)轉(zhuǎn)軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的撓度；通過提高攪拌機(jī)零部件形位公差要求及加工、配合尺寸精度，使主機(jī)在允許運(yùn)轉(zhuǎn)的條件范圍內(nèi)機(jī)械密封靜環(huán)內(nèi)圈不至于與轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生磨擦，動、靜環(huán)面在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中始終保持穩(wěn)定的相對平行狀態(tài)，以減少機(jī)械密封面的局部磨損。理論上，機(jī)械密封的表面通常被液膜隔開。但實(shí)際上，環(huán)與環(huán)間總有直接接觸，導(dǎo)致密封表面磨損。因此合理選擇動、靜環(huán)磨擦副的材料及其滑動屬性對機(jī)械密封的使用壽命來說非常重要，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的密封形式為兩套串聯(lián)分別獨(dú)立的機(jī)械密封，其油室與電機(jī)腔密封采用耐腐蝕燒結(jié)碳化鎢/碳化硅作為動、靜環(huán)材料，油室與葉輪之間和攪拌介質(zhì)直接接觸的密封采用耐腐蝕燒結(jié)碳化鎢，碳化鎢。對于帶有減速機(jī)構(gòu)的攪拌機(jī)軸承箱處軸套加長，減少攪拌軸懸臂長度，以降低攪拌軸撓度，從而提高機(jī)械密封的運(yùn)行壽命。提高零部件配合表面的加工精度和光潔度，增強(qiáng)靜密封橡膠件的機(jī)械性能。
 

　　為加強(qiáng)電機(jī)的可靠性，確保電機(jī)的使用壽命，電機(jī)絕緣等級采用F級，防護(hù)等級IP68，在電機(jī)腔內(nèi)設(shè)置漏水及繞組超溫保護(hù)。電機(jī)定子繞組采用真空壓力浸漬無溶劑漆(VPI)工藝技術(shù)，并經(jīng)防潮、防鹽霧處理，絕緣性能優(yōu)良可靠，機(jī)械強(qiáng)度高，所有接線頭均經(jīng)過絕緣、防火包扎，使電機(jī)絕緣能力。為防止由于攪拌機(jī)開、停機(jī)運(yùn)行，電機(jī)腔內(nèi)因溫度變化而產(chǎn)生的凝露導(dǎo)致電機(jī)繞組絕緣電阻下降，在攪拌機(jī)設(shè)計(jì)中將采用的無能耗防凝露措施。在電機(jī)組裝密封前對電機(jī)定子繞組進(jìn)行加熱，裝配密封后對定子腔進(jìn)行抽吸真空并壓人量的0.1MPa氮?dú)猓骨粌?nèi)不再含有空氣水分子，以清理定子腔在電機(jī)運(yùn)行停機(jī)后冷卻過程中因機(jī)殼內(nèi)外溫差達(dá)到臨界凝露溫度而產(chǎn)生的凝露現(xiàn)象，從而使繞組絕緣始終保持在較高的電阻值范圍內(nèi)，并達(dá)到和高于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值，使水泵機(jī)組始終處于正常狀態(tài)。
 

　　開發(fā)并掌握潛水?dāng)嚢铏C(jī)的*運(yùn)行操作技術(shù)
 

　　確定使粒子懸浮的臨界葉輪轉(zhuǎn)速
 

　　將針對污水及污泥特性，模擬實(shí)際處理情況，選用普遍應(yīng)用的計(jì)算公式和計(jì)算機(jī)流體力學(xué)軟件，在符合公式實(shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，確定粒子懸浮臨界轉(zhuǎn)速。
 

　　攪拌機(jī)安裝定位過程中要充分考慮池型
 

　　為了使安裝和維修更加方便，將把攪拌機(jī)的構(gòu)造設(shè)計(jì)得更加堅(jiān)固而緊湊，使占地面積減小，并且能在無需排出池中水的情況下，靈活調(diào)節(jié)攪拌機(jī)射流的水平和垂直角度并快速安裝和拆卸潛水?dāng)嚢铏C(jī)；針對各種工藝和池型及攪拌機(jī)的不同用途，開發(fā)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝系統(tǒng)，將安裝操作模塊化，使安裝更加容易。
 

　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定，改進(jìn)優(yōu)化后的潛水?dāng)嚢铏C(jī)主體設(shè)備的投資成本比現(xiàn)行同類設(shè)備下降30%以上；使用壽命比現(xiàn)行同類國產(chǎn)設(shè)備平均提高15%以上；運(yùn)行費(fèi)用降低5%以上。攪拌機(jī)工作效率和可靠性得到了提高，機(jī)組效率比現(xiàn)有國內(nèi)同類產(chǎn)品提高5%-8%。攪拌機(jī)*工作時間增至3年，整機(jī)使用壽命達(dá)到15-20年。