石灰投加系統(tǒng)的改造

發(fā)表于: 2014-10-08 / 分類: 公司新聞 / 瀏覽: 1,936 views 次

摘? 要：分析了石灰投加系統(tǒng)存在問題的原因，重新設(shè)計了溶液池、吸液池、攪拌器、翻越沉淀楷及管路系統(tǒng)等。用自制的攬拌器替代原進口的攪拌器，選用國產(chǎn)的離心泵替代原進口的計量泵，實施后取得了成功，并帶來可觀的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：水廠；石灰投加系統(tǒng)；吸液池；攪拌器；泵；改造

石灰投加系統(tǒng)是水廠處理水質(zhì)的關(guān)鍵投加系統(tǒng)。國家（生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定生活飲用水中的pH值為6.5～8.5。深圳市的水源來自廣東的東江，pH值常年偏低。此外，原水經(jīng)投加混凝劑和加氯消毒后，水的pH值一般還會進一步降低。為此，必須利用石灰投加系統(tǒng)投加的石灰乳來調(diào)節(jié)水的堿度。

1改造前石灰投加系統(tǒng)狀況

圖1是原石灰投加系統(tǒng)示意圖，其中系統(tǒng)中攪拌部分主要結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。干投機將干石灰送入溶液池，與同時由進水流量計與閥門控制其流量的自來水相混合，經(jīng)攪拌后流入吸液池，在吸液池內(nèi)被充分?jǐn)嚢韬蟮氖胰橛捎嬃勘盟椭粱旌铣?。該系統(tǒng)使用中，出現(xiàn)了許多問題，使石灰投加系統(tǒng)的正常運行常被中斷，干擾了混凝沉淀反應(yīng)的進行，影響水質(zhì)，降低了供水水質(zhì)的可靠性。

改造前石灰投加系統(tǒng)主要存在以下缺點：

(1)溶液池和吸液池采用玻璃鋼制成，并且材料單薄。攪拌器運行中，受沖擊力的影響，使分別安裝在溶液池和吸液池蓋上的攪拌器機座長年處于振動狀態(tài)，加上吸液池上的攪拌器是裝在半邊蓋子上，其運行時的振動更為明顯。

(2)受振動的影響，吸液池側(cè)面出現(xiàn)了裂縫，致使石灰水外滲。

(3)溶液池及吸液池上安裝的攪拌器為美國進口產(chǎn)品。由于振動的作用，固定軸承支架的螺絲斜面間的摩擦阻力減少，固定螺絲逐漸松脫，接著是軸承架脫位、軸承損壞、攪拌軸彎曲。同時，受沖擊力變大的影響，電機也出現(xiàn)了異常響聲，對環(huán)境造成一定的噪音污染。由于零配件無法購買，嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運行。

(4)由于石灰質(zhì)量不穩(wěn)定，能生產(chǎn)性能優(yōu)、質(zhì)量穩(wěn)定的石灰廠家稀少。石灰中不溶于水的雜質(zhì)較多，經(jīng)常堵塞計量泵。計量泵堵塞后，使得計量泵的隔膜十分容易破裂。通常一個月左右就需更換1片隔膜。因計量泵為德國引進的設(shè)備，進口每片隔膜需3000元人民幣。另外，石灰乳也易在計量泵的液力端結(jié)晶，致使液力端的進出口單向球閥與閥座無法貼合，嚴(yán)重影響了計量泵的正常工作。

(5)計量泵的吸水管和壓水管布置交錯復(fù)雜，加上管徑太小，使石灰乳的雜質(zhì)易沉積于管道內(nèi)。

(6)由于輸送石灰乳的PVC管道太長，約120m，清理人員清除沉積于管道內(nèi)的雜質(zhì)時，需鋸PVC管，用鐵鉤及高壓水來清除雜質(zhì)。工作勞動強度大、工期長。

2改造的主要內(nèi)容

針對改造前石灰投加系統(tǒng)存在的問題，我們于1999～2003年間分別對該系統(tǒng)進行了改造。圖三是改造后的石灰投加系統(tǒng)示意圖，其中改造后系統(tǒng)中攪拌部分主要結(jié)構(gòu)示意圖。

2.1設(shè)計、砌筑溶液池及吸液池

設(shè)計了圖4所示的溶液池及吸液池。溶液池和吸液池采用磚塊和混凝土砌筑，池體的內(nèi)外表面均貼上了瓷片。這樣不僅池體堅固、美觀，而且兩池的連通孔不會積雜質(zhì)。

2.2設(shè)計石灰攪拌器

為解決進口設(shè)備的配件缺乏問題，決定自行設(shè)計攪拌器。以下舉例吸液池上的攪拌器的設(shè)計計算：

(1)設(shè)計數(shù)據(jù)

吸液池直徑D=1.5m。

(2)攪拌器選用及主要參數(shù)選用槳式攪拌器；

攪拌器外緣線速度V=1.5～3，取V=3m/s；

攪拌器直徑d=（1/3～2/3）D=0.5～1；取d＝0.6m；

攪拌器距池底高度H6＝(0.5～0.75) d = 0.3～0.45，取H6＝0.3m；

攪拌器槳葉數(shù)Z=2片；

攪拌器寬度b＝(0.1～0.25) d=0.06～0.15，取b＝0.06m；

攪拌器層數(shù)e＝H/D=0.72 /1.5≤1.2～1.3，取e＝1

攪拌器轉(zhuǎn)速n=60V/7πd＝60(1.5～3)/7rd=47.75～95.49r/min，取n＝82r/min；

攪拌器旋轉(zhuǎn)角速度ω=2V/d =24rad/s；

計算攪拌功率N=C3×rω3ZebR4/408g =0.4975～1.243kW；

式中C3一阻力系數(shù)，C3–≈0.2～0.5；

r一溶液容重，kg/m³；

ω一攪拌器旋轉(zhuǎn)角速度，ω=2V/d, rad/s；

Z一攪拌器槳葉數(shù)，片；

e一攪拌器層數(shù)；

b一攪拌器槳葉寬度，m；

R一攪拌器半徑，m；

g一重力加速度9.81，m/s²。

(3)擺線針輪減速電動機的選用

選用JXJ0一17一0.55擺線針輪減速電動機，功率為0.55kW，輸出轉(zhuǎn)速為82r/min。

2.3安裝攪拌器

利用槽鋼作為支撐件，按W4分別將自行設(shè)計并自制的攪拌器裝于溶液池和吸液池上。

2.4更換計量泵

將原參數(shù)Q=3000 L/h，H=30m的3臺計量泵（2用1備）換成參數(shù)Q＝50m³/h，H= 8m的2臺國產(chǎn)離心泵（1用1備）。國產(chǎn)離心泵具有價格低、維修方便、配件供應(yīng)快捷等優(yōu)勢。

2.5布置離心泵機組

在保證設(shè)備運行安全，安裝與維護方便，管道短、順直、管件少的原則下重新布置離心泵機組。吸液管管徑由原來的DN50改為DN100，壓液管管徑由原來的DN50改為DN80。同時，在壓液管上增加了沖洗管道沉積物的機構(gòu)。

2.6更換輸液管

將約120m長的石灰乳輸液管更換為PVC鋼絲增強軟管，管徑由原來的DN50改為DN80。清洗時，先用木榔頭振動PVC鋼絲增強軟管外壁，待軟管內(nèi)壁的沉積物被振松后，再開啟輸送石灰乳的離心泵將沉積物沖走。這種方法清洗方便、工期短。

2.7設(shè)計翻越沉淀糟

為防止清洗石灰投加系統(tǒng)后排放液中的固體雜質(zhì)流入排水管，進而造成排水管的堵塞問題，設(shè)計了圖5所示的翻越槽：用磚和混凝土砌于環(huán)300的排污管道前，這樣流入翻越沉淀槽的石灰固體雜質(zhì)依靠重力作用沉下來，上層較清的清水通過排水管排出。

3改造效果

(1)原從美國進口每臺攪拌器的價格為1.9萬元，而自行設(shè)計并自制的攪拌器的價格僅為每臺0.1801萬元。自從對原石灰投加系統(tǒng)改造后，攪拌器運行平穩(wěn)，故障率大大降低，約平均2年換一次減速機中的軸承即可，軸承購置費用約80元。

(2)國產(chǎn)的離心泵在實際使用中效果很好，使用3年后僅換過一次軸承。通過換泵，既大大減少了檢修人員的工作量，又從根本上解決了設(shè)備備件的問題。與進口設(shè)備相比，替代設(shè)備成本低廉，離心泵的每臺購置成本為0.37萬元，購置2臺共花0.74萬元，而改造前每年購買進口計量泵上的隔膜需花4.2萬元。由此可見，2個多月即可收回購置離心泵的成本。

(3)石灰投加系統(tǒng)改造后，經(jīng)使用觀察，吸液管、壓液管及輸液管的積物量大大減少，并且清洗方便迅速。

(4) DN300的排水管前增加自行設(shè)計的翻越沉淀槽后，沉淀雜質(zhì)的效果非常好。