环境工程设计2 第8章_环保设备的选择和应用技术2

1、第八章第八章 环保设备的选择和应用技术经济环保设备的选择和应用技术经济分析分析主讲人：葛建华主讲人：葛建华电话电话: (0箱：邮箱：第一节第一节 选择环保设备的原则选择环保设备的原则v一一 、定型设备的选择、定型设备的选择定型的环保设备定型的环保设备也称为也称为标准设备标准设备，是成批成系列生产的，是成批成系列生产的，可以现成买到。可以现成买到。选择的原则：选择的原则：(1)合理性合理性 选择的设备必须满足处理工艺一般要求，与选择的设备必须满足处理工艺一般要求，与工艺流程、处理规模、操作条件、控制水平相适应，工艺流程、处理规模、操作条件、控制水平相适应，又能充分发挥设

2、备的作用。又能充分发挥设备的作用。(2)先进性先进性 设备的运行可靠性、自控水平、处理能力、设备的运行可靠性、自控水平、处理能力、处理效率要尽量达到先进水平，处理效率要尽量达到先进水平，同时同时还要注意处理的还要注意处理的水平要尽量考虑今后发展的要求。水平要尽量考虑今后发展的要求。(3) 安全性安全性 要求安全可靠、操作稳定、有缓冲能力、无事要求安全可靠、操作稳定、有缓冲能力、无事故隐患，对工艺、建筑物、地基、厂房等无过多的苛刻故隐患，对工艺、建筑物、地基、厂房等无过多的苛刻要求，操作时劳动强度小等。要求，操作时劳动强度小等。(4) 经济性经济性 设备较为便宜，易于维修、更新，尽量减少特设备较

3、为便宜，易于维修、更新，尽量减少特殊维护要求，设备的运行费用要尽量的低。殊维护要求，设备的运行费用要尽量的低。 v二、非定型设备的设计二、非定型设备的设计环境工程中需要专门设计的特殊设备，称为环境工程中需要专门设计的特殊设备，称为非标非标准设备或非定型设备准设备或非定型设备。设计程序：设计程序：(1)处理工艺流程上处理工艺流程上确定确定的处理的处理设备的类型。设备的类型。(2)确定设备的材质，确定设备的材质，根据根据处理的污染物、工艺流处理的污染物、工艺流程和操作条件，程和操作条件，确定确定适合的适合的设备材料设备材料。(3)汇集汇集设计条件和参数。设计条件和参数。(4)选定选定设备的基本结构

4、形式。设备的基本结构形式。(5)设计设备的基本尺寸。设计设备的基本尺寸。(6)选型选型和和选择选择标准图纸。标准图纸。(7)设计数据汇总。设计数据汇总。(8)向有关专业人员提出设计要求，完成时间等。向有关专业人员提出设计要求，完成时间等。(9)汇总列出设备一览表。汇总列出设备一览表。第二节第二节 泵与风机泵与风机容积式容积式往复式：往复式：活塞往复作用使容积反复变化活塞往复作用使容积反复变化(蒸汽活塞泵蒸汽活塞泵)。回转式：回转式：转子或转动部件旋转发生容积变化转子或转动部件旋转发生容积变化(齿轮泵、齿轮泵、罗茨鼓风机罗茨鼓风机)。叶片式叶片式：通过叶轮旋转对流体作功，使流体获得能量：离心式泵

5、与：通过叶轮旋转对流体作功，使流体获得能量：离心式泵与风机、混流式泵与风机、贯流式泵与风机风机、混流式泵与风机、贯流式泵与风机。其他类型的泵与风机其他类型的泵与风机：引射泵、旋涡泵、真空泵：引射泵、旋涡泵、真空泵。分类：分类：v一、离心式泵与风机的工作原理及性能参数一、离心式泵与风机的工作原理及性能参数1.工作原理工作原理主要结构部件是主要结构部件是叶轮和机壳叶轮和机壳。机壳内的叶轮固定安装于由。机壳内的叶轮固定安装于由电动机拖动的转轴上。当电动机带动叶轮旋转时，电动机拖动的转轴上。当电动机带动叶轮旋转时，机内机内流体便获得能量。流体便获得能量。当叶轮随轴旋转时，叶片间的当叶轮随轴旋转时，叶片

6、间的气体气体也随叶轮旋转而获得离也随叶轮旋转而获得离心力，并从叶片之间的出口处被甩出。被甩出的气体挤心力，并从叶片之间的出口处被甩出。被甩出的气体挤入机壳，于是机壳内的气体压强入机壳，于是机壳内的气体压强增高增高，最后由出口排出。，最后由出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能从风机的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源能从风机的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。不断地输送气体。v2.泵的扬程泵的扬程 泵的扬程泵的扬程(H)的定义：的定义：泵泵所输送的单位重量流体所输送的单位重量流体从进口至出口的能量增从

7、进口至出口的能量增值。值。也就是也就是单位重量流单位重量流体通过泵所获得的有效体通过泵所获得的有效能量。能量。单位单位m。211112222222212121222pvHZgpvHZgppvvHZZg根据能量方程计算根据能量方程计算v3. 风机的全压和静压风机的全压和静压风机的全压风机的全压p：指单位体积气体通过内机的能量增量。指单位体积气体通过内机的能量增量。风机的静压风机的静压 ：风机全压风机全压减去风机减去风机出口动压出口动压。假设假设Z1=Z2，则，则2121()2jvpppjpv4.流量流量Q单位时间内泵或风机所输送的流体量。单位时间内泵或风机所输送的流体量。常用体积流量常用体积流量

8、表示，表示，单位单位m3/s或或m3/h。v5.功率及效率功率及效率有效功率有效功率Ne：在单位时间内通过泵的流体所获得的总能量。：在单位时间内通过泵的流体所获得的总能量。泵与风机的效率泵与风机的效率：表示输入的轴功率表示输入的轴功率N的利用程度的利用程度eNNv6. 转速转速指泵或风机叶轮每分钟的转数，单位指泵或风机叶轮每分钟的转数，单位r/min二、泵与风机的性能曲线二、泵与风机的性能曲线泵与风机的泵与风机的扬程、流量及所需功率扬程、流量及所需功率是相互影响的，通常以是相互影响的，通常以三种形式三种形式表示这些性能关系：表示这些性能关系：(1)泵与风机所提供的流量和扬程的关系；泵与风机所提

9、供的流量和扬程的关系；(2)泵与风机所提供的流量和所需外加功率之间的关系；泵与风机所提供的流量和所需外加功率之间的关系；(3)泵与风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系；泵与风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系；上述三种关系常以曲线形式绘在以上述三种关系常以曲线形式绘在以流量流量Q为横坐标为横坐标的图上，这些曲的图上，这些曲线称为线称为性能曲线。性能曲线。理想曲线：理想曲线：在无限多的且无限薄的叶片和不计流动损失情况下得出在无限多的且无限薄的叶片和不计流动损失情况下得出的上述关系。的上述关系。实际曲线：实际曲线：考虑实际运行时的考虑实际运行时的机内损失，机内损失，包括包括水利损失、容积损

10、失水利损失、容积损失和机械损失。和机械损失。vQ-H、Q-N和和Q-三条曲线是泵和风机在一定转速下的基本性能三条曲线是泵和风机在一定转速下的基本性能曲线，其中最重要的是曲线，其中最重要的是Q-H曲线，揭示了泵或风机的两个最重要、曲线，揭示了泵或风机的两个最重要、最有实用意义的性能参数之间的关系。最有实用意义的性能参数之间的关系。v按照按照Q-H曲线的大致倾向可将其分为曲线的大致倾向可将其分为下列三种：下列三种：v平坦型：平坦型：具有平坦型具有平坦型Q-N曲线的泵或风机，当流量变化很大时能曲线的泵或风机，当流量变化很大时能保持基本恒定的杨程。保持基本恒定的杨程。v陡降型：陡降型：流量变化时，扬程

11、的变化相对较大。流量变化时，扬程的变化相对较大。v驼峰型：驼峰型：当流量自零逐渐增加时，相应的扬程最初上升，达到最当流量自零逐渐增加时，相应的扬程最初上升，达到最高点后开始下降。尽量避免不稳定性。高点后开始下降。尽量避免不稳定性。v三三 离心泵装置的管路及附件离心泵装置的管路及附件v采用离心泵提升液体时，必须向泵内（包括吸水管内）采用离心泵提升液体时，必须向泵内（包括吸水管内）充满液体，在泵体上常充满液体，在泵体上常设有设有充液孔或漏斗，有时还另设充液孔或漏斗，有时还另设真空抽气泵将水抽入吸水管和泵体内。真空抽气泵将水抽入吸水管和泵体内。v四四 泵的选择与计算泵的选择与计算v选择与计算泵的程序

12、：选择与计算泵的程序：v1 泵形式的确定：泵形式的确定：v（1）输送物料的性质，包括相态、温度、黏度、密度、）输送物料的性质，包括相态、温度、黏度、密度、挥发性、腐蚀性、磨损性。挥发性、腐蚀性、磨损性。v（2）处理工艺过程、动力、环境和安全要求等条件，）处理工艺过程、动力、环境和安全要求等条件，例，是否长期连续运转，扬程和流量是否波动，环境温例，是否长期连续运转，扬程和流量是否波动，环境温度极限如何等。度极限如何等。v2扬程与流量的计算与校核扬程与流量的计算与校核v泵向开式（通大气）水池供水时，希望得到泵的扬程与管路系统泵向开式（通大气）水池供水时，希望得到泵的扬程与管路系统装置之间的关系。装

13、置之间的关系。v倘若供水池与补水池足够大，则泵的扬程为几何扬水高度和管路倘若供水池与补水池足够大，则泵的扬程为几何扬水高度和管路系统流动阻力之和。系统流动阻力之和。v校准泵的流量和扬程是否符合工艺要求。校准泵的流量和扬程是否符合工艺要求。制造厂提供的泵的性能制造厂提供的泵的性能曲线或性能表一般在曲线或性能表一般在常温下清水测得常温下清水测得，若输送的液体的物理性质，若输送的液体的物理性质与水的差异较大，则应将泵的性能指标扬程和流量换算成针对被与水的差异较大，则应将泵的性能指标扬程和流量换算成针对被输送液体的扬程和流量值，然后把处理工艺条件所要求的扬程和输送液体的扬程和流量值，然后把处理工艺条件

14、所要求的扬程和流量与换算后的泵的扬程和流量比较，流量与换算后的泵的扬程和流量比较，确定所选泵的性能是否符确定所选泵的性能是否符合要求。合要求。v3 扬程扬程与与流量流量的安全系数。的安全系数。v v4 离心泵安装高度的计算与校核离心泵安装高度的计算与校核气蚀现象。气蚀现象。v5 电动机功率计算。电动机功率计算。v6 泵的泵的台数台数和和备用率备用率。v五五 几种泵的性能、性能曲线和适用范围几种泵的性能、性能曲线和适用范围v1 250WD/WDL型污水泵型污水泵v该系列泵系该系列泵系单级、单级卧式与立式悬臂离心泵单级、单级卧式与立式悬臂离心泵，适用于输送，适用于输送80以下的污水、粪便以及带有纤

15、维纸屑等非腐蚀性固体悬浮物的液以下的污水、粪便以及带有纤维纸屑等非腐蚀性固体悬浮物的液体；体；v不适用不适用与输送酸、碱及其他含盐分的能引起金属腐蚀的混合液体。与输送酸、碱及其他含盐分的能引起金属腐蚀的混合液体。v过流部件均用普通灰铸铁制成，泵轴转子由优质碳素钢制成。水过流部件均用普通灰铸铁制成，泵轴转子由优质碳素钢制成。水泵排出口方向可以转动泵排出口方向可以转动12个方向。个方向。v2 潜污泵潜污泵v适用于城市排放污水、厨房排水、生活用排水、工程建筑工地排适用于城市排放污水、厨房排水、生活用排水、工程建筑工地排水、低洼地防汛排涝、农田灌溉等水质带有悬浮颗粒物的污水，水、低洼地防汛排涝、农田灌

16、溉等水质带有悬浮颗粒物的污水，但不适于抽吸含酸、碱的污水及含大量盐分的腐蚀型液体。但不适于抽吸含酸、碱的污水及含大量盐分的腐蚀型液体。v3 螺旋泵螺旋泵v低扬程、低转速、流量范围较大、效率稳定的提水设备，适用于低扬程、低转速、流量范围较大、效率稳定的提水设备，适用于农业灌溉、城市排涝，特别适用于污水厂提升污泥用。农业灌溉、城市排涝，特别适用于污水厂提升污泥用。v4 FS、FSf型塑料耐腐蚀泵型塑料耐腐蚀泵v适用于化工、冶金、石油、铁路、医药、食品、造纸等行业。适用于化工、冶金、石油、铁路、医药、食品、造纸等行业。v六六 风机的基础知识风机的基础知识v风机构造：风机构造：v离心式风机，离心式风机

17、，适用于风量较小、系统阻力较大的场合。适用于风量较小、系统阻力较大的场合。v轴流式风机，轴流式风机，适用于风量较大、系统阻力较小的场合。适用于风量较大、系统阻力较小的场合。v离心式风机输送气体时，离心式风机输送气体时，一般增压范围在一般增压范围在9.807kPa以下。以下。v增压大小：增压大小：低压风机，增压值小于低压风机，增压值小于1000Pa；v 中压风机，增压值中压风机，增压值10003000Pa；v 高压风机，增压值大于高压风机，增压值大于3000Pa。v低压风机和中压风机，低压风机和中压风机，大都用于通风换气及排尘系统和空气调节大都用于通风换气及排尘系统和空气调节系统。系统。v高压风机，高压风机，用于一般锻冶设备的强制通风及某些气力输送系统。用于一般锻冶设备的强制