1、浅述用泵设备在污水处理中的安全运行【摘要】 污水处理工程中，设备的安全运行决定了污水处理工作的基本保障。下文主要阐述用泵设备在污水处理中的安全运行分析。【关键词】 污水处理 设备 运行 用泵 一、可靠性理论众所周知，水泵是污水处理行业工作进行的重要设备之一，其运行的安全与可靠性直接关系到污水处理厂能否正常运转和及良好的环保效益。用泵设备的可靠性主要是指使用的该设备在规定的条件下及时间内所能完成定额功能的概率或能力，其主要的性能表现在以下有四个方面：平均无故障时间、平均修复时间、有效度及良好的可维修性 。污水处理中用泵的可靠性与可维修性的结合优质性，便成为了衡量水泵等设备质量高低的一个重要方面。
2、二、水泵运行可靠性分析根据行业特点，污水处理用泵一般以潜水排污泵或立式排污泵为主要泵型，实践表明，水泵轴承磨损、机械密封失效、叶片或叶轮汽蚀和电动机绝缘老化是直接影响潜水排污泵运行可靠性的主要因素。2.1 轴承磨损水泵拆解检查时常发现轴承滚道表面金属磨损剥落或塑性变形，轴承烧伤，轴承圈座开裂及保持架碎裂，轴承室密封不严，润滑及安装不良均会导致水泵轴承早期磨损失效。轴承磨损量过大，轴承的径向间隙增加，则水泵轴和叶轮的动摆度过大，严重时造成叶片碰及泵壳而被迫停机。2.2 机械密封失效机械密封是用来解决旋转轴与机泵之间密封的装置，因其具有独特的性能和优点，近年来被广泛应用于各类水泵的轴封。但由于长期
3、在污水介质中工作，机械密封辅助密封圈或压缩弹簧会被腐蚀，或者因设计选型、装配安装使用不当，常常会出现密封端面发生泄漏故障，不仅降低了密封性能，严重的将导致水泵停止运行。据统计，机械密封泄漏的比例占全部维修泵的 50%，机械密封的好坏直接关系到水泵的正常运行。机械密封端面倾斜（如图 1 所示）造成密封面产生泄漏。 图 1 机械密封端面倾斜示意图2.3 汽蚀汽蚀是影响水泵运行可靠性和稳定性的关键技术因素，汽蚀的强烈剥蚀、腐蚀和电化学作用，致使水泵叶轮、导叶及壳体表面发毛，出现针状小孔，逐渐发展至蜂窝状凹坑、穿孔直至断裂破坏，如图 2 所示。汽蚀发生后，大量的汽泡改变了流道过流面积和水流方向，叶轮与
4、水流间能量交换的稳定性遭到破坏，能量损失加大。随着汽蚀程度的不断加剧，大量汽泡的产生引起水泵流量、扬程和效率迅速降低，甚至达到断流状态 图 2 叶轮表面汽蚀特征2.4 电动机绝缘老化绝缘性能是电动机的主要特性之一。水泵电动机在长期运行过程中，由于受到温度、机械振动、湿度、氧化及电压等多种因素的影响，电动机定、转子绕组和铁心叠片之间的电气绝缘材料易发生老化，使电动机绝缘性能明显下降。电动机老化主要表现为电老化、热老化、氧化老化、机械力老化和湿度老化等五个方面，它们之间相互作用相互影响，促使绝缘老化进一步加剧，最终导致水泵电动机绝缘寿命缩短而被迫停机。三、提高水泵运行可靠性措施3.1 延长泵轴承使
5、用寿命润滑质量是水泵轴承正常运行的前提，对轴承的摩擦、散热、防锈、密封及缓和冲击等均起到重要影响和作用，轴承损坏原因分析表明，30% 左右的轴承损坏与润滑不良有关，因此，保持良好的润滑状态是减小轴承摩擦和磨损失效的有效措施。另外，对于潜水排污泵来讲，轴承的可靠性很大程度上取决于泵轴端面密封的质量状况，因此，提高机械密封的密封质量，也是确保轴承可靠运行的一项关键性技术措施。3.2 提高密封的可靠性设计时采用双端面机械密封方式保障水泵可靠运行，要合理计算端面密封的面积和动、静环的压力，选用新型硬质抗磨耐腐性好的钛化钨材料，可使水泵安全连续运行达 8 000h 以上。在安装方面，要提高动静环装配质量
6、，调整机械密封弹簧的压缩量。弹簧压缩量一定要按照规定进行，不允许有过大或过小的现象，误差2mm，压缩量过大或过小均会影响机械密封端面比压而造成密封面泄漏。安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体）端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封面。3.3 减轻汽蚀除了改善水泵运行环境可提高抗汽蚀性能外，应考虑两方面的内容。一是应注重选材，不同的材料抗汽蚀能力有十分明显的区别，影响材料抗剥蚀能力的因素很多，通常具有高硬度和高弹性的材料抗剥蚀能力较强，国外推荐低碳铬镍合金钢，如 13C r4N 作为在汽蚀状态下工作的水力机械材料，具有较好的抗剥蚀性能。二是采用喷涂不锈钢和环氧树
7、脂等防腐材料对叶轮表面进行抗蚀修复，喷涂后涂层坚韧耐磨，表面硬度可达 6070HRC。此外，在流道表面堆焊合金或喷涂合金的方法对汽蚀破坏也取得了一定效果。3.4 延长电动机绝缘寿命常规的提高电动机绝缘寿命的方法有：对定子、转子绕组和铁心进行吹扫、清洗和干燥处理、对电动机绕组处理浸漆，更换绕组等技术措施。此外，在水泵运行过程中，应定期对电动机进行电气性能检测，对电动机绝缘性能做客观的综合评价，以判断绝缘老化程度，确定电动机残存寿命，以利于及时维护和更换。电动机绝缘常用的非破坏性试验方法有介质损耗测定法、绝缘电阻法、中性点电流法和局部放电试验法等，根据试验结果预测绝缘强度，再按照规程要求，确定电动机投入运行或进行更新改造。四、结语总而言之，提高水泵运行可靠性的措施归结于两大方面的途径，一是延长水泵平均无故障时间，二是缩短平均修复时间，提高水泵运行的有效度。一方面要提高水泵关键零部件的耐久性，另一方面要注意水泵日常的运行与维护管理，合理确定水泵大修周期，避免造成非计划性停机带来的损失，从而保障污水处理厂的安全运行。参考文献1 李洪为，李倩，孙少辉. 减轻泵在运行中汽蚀破坏的方法J.科技资讯， 2010（18）.2 刘斯明 .浅谈我国机械设备可靠性研究J.中国设备工程，2006（5）.3 刘利贤 .排灌泵站电机绝缘老化原因探讨与鉴别J.现代经济信息：学术版，2008（6）.
