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数控加工毕业论文 1 水泵特点及叶片加工要求 太浦河泵站的设计净扬程为，单泵流量50m3/s，装有6台斜150轴伸泵，叶轮直径，是国内最大的斜轴伸式水泵。由于该水泵的扬程特低、流量很大，要求水泵装置具有很高的水力效率和良好的汽蚀性能。叶片是水泵的最重要部件，它直接和决定水泵的能量指标、汽蚀性能、水压脉动和泵组的运行振动。通过国际招标，水泵由无锡水泵厂制造。该厂采用数控机床对叶片进行加工，以保证原型水泵与模型水泵有很好的水力相似，叶片各方面的技术指标可以达到或超过招标文件规定的各项技术要求。 2 水泵叶片技术要求 叶片材料 水泵叶片材料采用ZG0Cr13Ni4Mo。其化学成分见表1，物理指标见表2。 表1 ZG0Cr13Ni4Mo材料化学成分 化学成分 C Si Mn S Cr Ni Mo 含量（%） ≤ ≤ ≤ ≤ 5～ ～ ～ 表2 ZG0Cr13Ni4Mo材料物理指标 物理指标 σb σs δ ψ HB 数值 760Mpa 550MPa 15% 35% ≥240 该材料的特性是抗汽蚀性能好，可焊性好，硬度较高，耐磨损，在水轮机和水泵制造中较常使用。 叶片加工技术要求 太浦河水泵的设备招标文件编制时，兼顾了叶片常规加工和数控机床加工的两种要求。招标文件规定：叶片型线允许偏差不超过±（D为叶轮直径m），叶片厚度的允许偏差为-3%T～+6%T（T为叶片厚度）。叶片正背面的波浪度应低于2/100，在进水口等容易产生汽蚀的部位叶片波浪度应小于1/100。叶轮叶片安放角最大偏差不大于±15/。叶片表面粗糙度不得大于μm。 3 叶片加工方式 轴流式水泵的叶片加工一般采用两种方式：一种是叶片表面手工打磨的常规加工方式，另一种是数控机床加工方式。 常规加工方式 常规加工方式工艺较简单，费用低，轴流式水泵叶片基本采用常规加工。其主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，三坐标工具检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：探伤检查 g：精加工叶片柄部 h：钻定位孔或铣键槽 I：叶片称重分组和转子体装配 j：加工叶片外球形 k：校静平衡 常规加工的叶片表面有两种处理方式。对小型水泵，叶片铸造时表面不留加工余量，叶片精度主要由木模和铸造精度来保证，变形量比较大，叶片表面极个别处（约1～2处）最大变形可达到5～6-12mm（根据叶片大小和叶型厚度）。对大型或重要的水泵，叶片铸造时表面留3～4mm加工余量，在探伤检查后，叶片表面多次采用坐标检测和打点，对其用砂轮进行手工表面打磨，重新划叶片零度线，以达到设计要求。叶片表面的精度主要由操作工及测量手段保证，一般能达到，有一定的误差。该采用坐标投影测量（游标精度、实测精度≤）。 数控机床加工 叶片采用数控机床加工是一种最先进的加工方式，虽然它的加工费用较高，但对于大型水泵河特殊要求的水泵，可以保证原型叶片的型线、表面粗糙度和精度、各叶片重量具有很高的一致性。数控机床加工主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，坐标投影检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：叶片坐标检测、记录、重新划叶片零度线 g：探伤检查 h：精加工叶片柄部 I：钻定位孔或铣键槽 j：叶片坐标检测、记录 k：叶片表面数控加工 l：叶片称重分组和转子体装配 m：加工叶片外球形 n：校静平衡 与常规叶片加工方式相比，数控机床加工方式增加了叶片表面坐标检测和数控加工的工艺流程。 数控机床有三轴、四轴、五轴几种形式。三轴数控机床仅有X、Y、Z三个坐标，铣刀位置不调整，宜加工一般要求的工件。四轴和五轴数控机床除有X、Y、Z三个坐标外，还有刀头旋转的坐标，可以调整加工误差，工件加工精度很高。数控机床在加工上又有轴、三轴联动、四轴联动、五轴联动的不同加工。运转速度上又可分为传统的低速铣床和的高速铣床。数控机床配置有CAD/CAM/CAE软件，可以按设计的曲面型线，仿型加工。数控加工采用不同的加工方式和加工工艺，其达到的精度、效果也不相同。 两种加工方式比较 虽然传统的低速铣床也可加工叶片的曲面，但难以控制叶片的型线，尤其在叶片比较薄的地方，传统的低速铣床在切削力的作用下，产生振动和弹性退让，降低了加工精度。一般传统三轴铣床加工表面粗糙较差和存在着加工死角，通常在工艺上还要进行大量的表面打磨。数控机床将叶片型线输入控制箱内，可以随意控制和调整铣刀的加工，用直线、圆弧命令逼近零件，控制刀位轨迹使叶片表面的实际曲线与设计的曲线完全一致，精加工后的叶片表面不用打磨，便达到设计要求。 数控机床加工的叶片型线和精度，根据编制的设计程序控制加工，可以不再对叶片表面进行检测。数控机床的精度由有关部门按规定期限定期进行检验，所以它的可靠性和精度远高于常规叶片加工后的检测方式。 4 太浦河水泵叶片加工 太浦河泵站斜150轴伸泵叶轮直径米，每个叶轮有三个叶片，每个叶片重～，共18个叶片。为保证水泵叶片的加工质量，无锡水泵厂选择了富春江水工机械厂的五轴联动数控机床，它的加工效果非常好。 数控机床加工的太浦河水泵叶片，叶片加工精度实测数值： 叶片正面波浪度～，集中区域～，并均匀分布。 叶片背面波浪度～，其中≤1/100的区域占总面积的。 叶片表面粗糙度～μm，集中分布区域～μm。 实测2502个点坐标，其坐标误差-3～+4mm，绝对值≤3mm的占。 按要求每个叶片重量误差≤39kg。实测18个叶片，重量误差0～35kg，其中≤25kg的占，≤10kg的占50%。 坐标误差即为叶片允许误差，叶轮直径，允许误差为±。 5 数控机床加工的性 数控机床的价格比较贵，所以加工的费用比常规加工的要高。加工费用由机床折旧费、日常维护费、操作人员和管理人员费、加工中的正常损耗如刀具、电、气、冷却液等费用构成。最简单的方法是单位工时价格×工时数。工时包括软件计算工时和装夹、换刀等工时。确定数控加工的方法非常丰富，从轴至5轴联动，速度从低速至高速、工艺变化很多，刀位轨迹变化多，为有良好的经济性，应根据不同加工件的产品质量要求，选定最优数控加工程序和经济的加工方法。 比如，加工余量的确定是为了保证叶片能加工出来，应根据叶片大小、厚度，选择合适的叶片单面加工余量，太浦河水泵叶片的尺寸可放5～13mm余量；叶片根部、进出口边圆角等处可考虑以磨代铣降低费用。为了经济、高效又高精度的加工叶片，加工精度可通过人机交互设定。粗加工时三轴联动重切削加工去除大量表面余量，精加工时采用五轴联动高速加工，消除加工死角及薄壁处的振动和弹性退让，表面加工后不用打磨。在运行软件上可以首先用CAD三维设计、造型叶片，修改叶片表面缺陷，对表面光滑处理。然后用CAM灵活设计加工方法、确定加工参数、刀具等，进行刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真以获得最佳加工刀位轨迹，通过后处理程序生成加工程序。 太浦河水泵的叶轮直径，每个叶片重，由于委托外厂数控机床加工，每个叶片费用近8万元。0Cr13Ni4Mo的材料比较硬，如叶片铸造余量留得比较大，将增加数控机床的加工量和加工工时数。控制叶片的铸造质量，可以控制加工费用。 6 结束语 太浦河水泵叶片采用数控机床加工，叶片表面取得了很高的加工精度，保证了产品质量。随着我国经济实力的增加和机械加工的进步，水轮机制造厂已普遍使用数控机床，使水轮机叶片的加工水平大大提高，这也是水泵行业方向。 工程建设单位和设计单位，应该根据工程的重要性和特殊性，对水泵叶片的加工提出明确要求。对重点工程和特殊要求的水泵，采用数控机床加工水泵叶片。 对本答案还满意，请采纳！谢谢！！！
一个液压泵站包括：液压泵、油箱、过滤器、压力表、蓄能器。相对于液压系统，液压泵站的设计要简单的多得多。液压泵----提供液压系统的动力。油箱---液压油的存储，要注意回油口与出油口要隔开，以免互相干扰。过滤器---随时对液压油进行过滤。压力表---应单独设置出油压力和回油压力。蓄能器---可吸收油压脉动和减小液压冲击，同时对于间歇动作的液压系统，可以储存能量。
PLC论文相对来说比较简单，只要做熟悉一个，其他的触类旁通。。硬件图用VISIO可以很快的画出，软件编程也不复杂。难点在于和组态王结合进行相应的实时监测和控制。
1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接，带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到，两端连接的是工频或变频的，主要起接通或断开与。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。图2 变频恒压供水系统的总体框图 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。的转速为：其中： n0为同步转速；n为转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。图4 系统主电路图 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的输入口相连接，当按下sb0时，为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。和的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。图5 plc外围接线图5 程序设计 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”， 为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时为“1”，为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.
数控加工毕业论文 1 水泵特点及叶片加工要求 太浦河泵站的设计净扬程为，单泵流量50m3/s，装有6台斜150轴伸泵，叶轮直径，是国内最大的斜轴伸式水泵。由于该水泵的扬程特低、流量很大，要求水泵装置具有很高的水力效率和良好的汽蚀性能。叶片是水泵的最重要部件，它直接和决定水泵的能量指标、汽蚀性能、水压脉动和泵组的运行振动。通过国际招标，水泵由无锡水泵厂制造。该厂采用数控机床对叶片进行加工，以保证原型水泵与模型水泵有很好的水力相似，叶片各方面的技术指标可以达到或超过招标文件规定的各项技术要求。 2 水泵叶片技术要求 叶片材料 水泵叶片材料采用ZG0Cr13Ni4Mo。其化学成分见表1，物理指标见表2。 表1 ZG0Cr13Ni4Mo材料化学成分 化学成分 C Si Mn S Cr Ni Mo 含量（%） ≤ ≤ ≤ ≤ 5～ ～ ～ 表2 ZG0Cr13Ni4Mo材料物理指标 物理指标 σb σs δ ψ HB 数值 760Mpa 550MPa 15% 35% ≥240 该材料的特性是抗汽蚀性能好，可焊性好，硬度较高，耐磨损，在水轮机和水泵制造中较常使用。 叶片加工技术要求 太浦河水泵的设备招标文件编制时，兼顾了叶片常规加工和数控机床加工的两种要求。招标文件规定：叶片型线允许偏差不超过±（D为叶轮直径m），叶片厚度的允许偏差为-3%T～+6%T（T为叶片厚度）。叶片正背面的波浪度应低于2/100，在进水口等容易产生汽蚀的部位叶片波浪度应小于1/100。叶轮叶片安放角最大偏差不大于±15/。叶片表面粗糙度不得大于μm。 3 叶片加工方式 轴流式水泵的叶片加工一般采用两种方式：一种是叶片表面手工打磨的常规加工方式，另一种是数控机床加工方式。 常规加工方式 常规加工方式工艺较简单，费用低，轴流式水泵叶片基本采用常规加工。其主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，三坐标工具检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：探伤检查 g：精加工叶片柄部 h：钻定位孔或铣键槽 I：叶片称重分组和转子体装配 j：加工叶片外球形 k：校静平衡 常规加工的叶片表面有两种处理方式。对小型水泵，叶片铸造时表面不留加工余量，叶片精度主要由木模和铸造精度来保证，变形量比较大，叶片表面极个别处（约1～2处）最大变形可达到5～6-12mm（根据叶片大小和叶型厚度）。对大型或重要的水泵，叶片铸造时表面留3～4mm加工余量，在探伤检查后，叶片表面多次采用坐标检测和打点，对其用砂轮进行手工表面打磨，重新划叶片零度线，以达到设计要求。叶片表面的精度主要由操作工及测量手段保证，一般能达到，有一定的误差。该采用坐标投影测量（游标精度、实测精度≤）。 数控机床加工 叶片采用数控机床加工是一种最先进的加工方式，虽然它的加工费用较高，但对于大型水泵河特殊要求的水泵，可以保证原型叶片的型线、表面粗糙度和精度、各叶片重量具有很高的一致性。数控机床加工主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，坐标投影检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：叶片坐标检测、记录、重新划叶片零度线 g：探伤检查 h：精加工叶片柄部 I：钻定位孔或铣键槽 j：叶片坐标检测、记录 k：叶片表面数控加工 l：叶片称重分组和转子体装配 m：加工叶片外球形 n：校静平衡 与常规叶片加工方式相比，数控机床加工方式增加了叶片表面坐标检测和数控加工的工艺流程。 数控机床有三轴、四轴、五轴几种形式。三轴数控机床仅有X、Y、Z三个坐标，铣刀位置不调整，宜加工一般要求的工件。四轴和五轴数控机床除有X、Y、Z三个坐标外，还有刀头旋转的坐标，可以调整加工误差，工件加工精度很高。数控机床在加工上又有轴、三轴联动、四轴联动、五轴联动的不同加工。运转速度上又可分为传统的低速铣床和的高速铣床。数控机床配置有CAD/CAM/CAE软件，可以按设计的曲面型线，仿型加工。数控加工采用不同的加工方式和加工工艺，其达到的精度、效果也不相同。 两种加工方式比较 虽然传统的低速铣床也可加工叶片的曲面，但难以控制叶片的型线，尤其在叶片比较薄的地方，传统的低速铣床在切削力的作用下，产生振动和弹性退让，降低了加工精度。一般传统三轴铣床加工表面粗糙较差和存在着加工死角，通常在工艺上还要进行大量的表面打磨。数控机床将叶片型线输入控制箱内，可以随意控制和调整铣刀的加工，用直线、圆弧命令逼近零件，控制刀位轨迹使叶片表面的实际曲线与设计的曲线完全一致，精加工后的叶片表面不用打磨，便达到设计要求。 数控机床加工的叶片型线和精度，根据编制的设计程序控制加工，可以不再对叶片表面进行检测。数控机床的精度由有关部门按规定期限定期进行检验，所以它的可靠性和精度远高于常规叶片加工后的检测方式。 4 太浦河水泵叶片加工 太浦河泵站斜150轴伸泵叶轮直径米，每个叶轮有三个叶片，每个叶片重～，共18个叶片。为保证水泵叶片的加工质量，无锡水泵厂选择了富春江水工机械厂的五轴联动数控机床，它的加工效果非常好。 数控机床加工的太浦河水泵叶片，叶片加工精度实测数值： 叶片正面波浪度～，集中区域～，并均匀分布。 叶片背面波浪度～，其中≤1/100的区域占总面积的。 叶片表面粗糙度～μm，集中分布区域～μm。 实测2502个点坐标，其坐标误差-3～+4mm，绝对值≤3mm的占。 按要求每个叶片重量误差≤39kg。实测18个叶片，重量误差0～35kg，其中≤25kg的占，≤10kg的占50%。 坐标误差即为叶片允许误差，叶轮直径，允许误差为±。 5 数控机床加工的性 数控机床的价格比较贵，所以加工的费用比常规加工的要高。加工费用由机床折旧费、日常维护费、操作人员和管理人员费、加工中的正常损耗如刀具、电、气、冷却液等费用构成。最简单的方法是单位工时价格×工时数。工时包括软件计算工时和装夹、换刀等工时。确定数控加工的方法非常丰富，从轴至5轴联动，速度从低速至高速、工艺变化很多，刀位轨迹变化多，为有良好的经济性，应根据不同加工件的产品质量要求，选定最优数控加工程序和经济的加工方法。 比如，加工余量的确定是为了保证叶片能加工出来，应根据叶片大小、厚度，选择合适的叶片单面加工余量，太浦河水泵叶片的尺寸可放5～13mm余量；叶片根部、进出口边圆角等处可考虑以磨代铣降低费用。为了经济、高效又高精度的加工叶片，加工精度可通过人机交互设定。粗加工时三轴联动重切削加工去除大量表面余量，精加工时采用五轴联动高速加工，消除加工死角及薄壁处的振动和弹性退让，表面加工后不用打磨。在运行软件上可以首先用CAD三维设计、造型叶片，修改叶片表面缺陷，对表面光滑处理。然后用CAM灵活设计加工方法、确定加工参数、刀具等，进行刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真以获得最佳加工刀位轨迹，通过后处理程序生成加工程序。 太浦河水泵的叶轮直径，每个叶片重，由于委托外厂数控机床加工，每个叶片费用近8万元。0Cr13Ni4Mo的材料比较硬，如叶片铸造余量留得比较大，将增加数控机床的加工量和加工工时数。控制叶片的铸造质量，可以控制加工费用。 6 结束语 太浦河水泵叶片采用数控机床加工，叶片表面取得了很高的加工精度，保证了产品质量。随着我国经济实力的增加和机械加工的进步，水轮机制造厂已普遍使用数控机床，使水轮机叶片的加工水平大大提高，这也是水泵行业方向。 工程建设单位和设计单位，应该根据工程的重要性和特殊性，对水泵叶片的加工提出明确要求。对重点工程和特殊要求的水泵，采用数控机床加工水泵叶片。 对本答案还满意，请采纳！谢谢！！！
1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，s7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。 图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的s7-200 plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。s7-200 plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。三相交流电与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步电动机，异步电动机带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。 图2 变频恒压供水系统的总体框图 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。异步电机的转速为： 其中： n0为异步电机同步转速；n为异步电机转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。 图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件电路设计 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、热继电器kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。 图4 系统主电路图 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的输入口相连接，当按下sb0时，为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。和的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。 图5 plc外围接线图5 程序设计 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。 图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”， 为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时为“1”，为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过a/d转换器得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置 6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.
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全封闭制冷压缩机的发展趋势 【摘要】 详细介绍了全封闭制冷压缩机的发展趋势和前景。引用大量的数据证明各种压缩机的发展空间和必然性。从而为各行业使用制冷压缩机提供了可靠的数据和指导说明。 【关键词】 电磁振动式压缩机；电动式压缩机；发展趋势 0引言 发表职称论文，就找ABC论文坊： 制冷压缩机质量的好坏将直接影响着电冰箱、空调器等小型制冷设备的制冷效果、使用寿命、噪音和震动等多种性能。就制冷压缩机的工作原理与结构而言，形式多样，性能各异。现在生产的小型制冷设备采用的全封闭式压缩机，按其结构特性可分为电磁式和电动式两大类。而电动式又可分为往复活塞式、旋转活塞式和涡旋式3种类型。以上几种全封闭制冷压缩机的性能特点。 l 电磁振动式压缩机 电磁振动式压缩机有以下3种：11动圈式电磁振动型；2)动铁芯式电磁振动型；3)悬吊动磁铁式电磁振动型。其中，动圈式在全封闭式制冷压缩机中被实际应用，它是利用通以交流电流的线圈产生的交变磁场与永久磁场之间相互作用，直接驱动活塞作往复运动的压缩 机。其特点是结构简单、零部件少、加工精度要求不高、容易制造。因此从20世纪50年代开始就用于容积较小的电冰箱。ABC论文坊但从另一方面，由于电源频率变化引起的制冷量变化大，且50 Hz和60 Hz不能通用，存在着因排气、吸气压力引起行程变化等问题，使活塞行程的长短随负荷的变化而改变，同时机内弹簧作高频谐振，易产生弹性疲劳，因此一般只适用于生产100 W 以下的压缩机。而动铁芯式和悬吊动磁铁式电磁振动型由于只在研究阶段还没有实际应用。故此不作介绍。 2 电动式压缩机 2．1 往复活塞式压缩机 按其结构分为滑管式和连杆式压缩机两类。 2．1．1 滑管式压缩机 滑管式压缩机产生于20世纪60年代，它是往复活塞式压缩机的一种类型。其特点是结构简单，工艺性好，成本较低，对零部件的加工精度要求不高，制造和装配都比较容易，所以发展较快。目前这类压缩机在国内外的电冰箱生产中应用比较普遍。缺点是活塞与缸壁间的侧力较大、磨擦功耗大、能效比偏低，因此目前滑管式压缩机正在进入衰退期，将逐渐被连杆式压缩机或旋转式压缩机所取代。 2．1．2 连杆式压缩机 连杆式压缩机也属往复活塞式，是电冰箱采用时间较早的一种。在20世纪5O年代以前生产的电冰箱几乎都是采用连杆式压缩机。其特点是运转比较平稳、噪声低、磨损小、使用寿命长、能效比较高、工作可靠、综合性能优良。但由于零部件形状复杂，加工精度要求较 高，工艺难度较大，因此其发展一度受到限制，在电冰箱及其它小型制冷设备中被滑管式和旋转式压缩机所取代。近几年来随着机械工业的不断发展，对其结构进行了多方面的技术改进。目前连杆式压缩机又成为电 冰箱压缩机的主导产品。总需求是有较大的提升【1_。近年来世界各电冰箱生产大国，尤其是日本、意大利、美国等国对往复式压缩机的制造技术进行了多方面的改造，从而使连杆式压缩机的各项性能都有了很大的提高。因此，有重新成为电冰箱压缩机主导产品的趋势。 2_2 旋转式压缩机 旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。这种压缩机更适合于小型空调器，特别是在家用空调器上的应用更为广泛。如美国通用电器公司和沃普公司生产的旋转式压缩机都设计了较好的防过热和润滑装置。它采用把冷凝器处的部分制冷液用配管引至压缩室，使之在气缸内喷射的冷却方式，提高了冷却效果。为了防止把大量的制冷液直接吸人气缸内，产生液击，在吸气回路的压缩机前部设有气液分离器，润滑油和制冷液一旦进入器内 则制冷液在气液分离器内蒸发，压缩机吸人的是气体；润滑油从气液分离器下方的小孔中缓缓地连续 少量进入压缩机，用这种方法防止液击[21。油泵给油的方法是在转轴下端装设两个齿轮状的叶轮，它与转轴一同转动。对油施加离心力，从转轴中心孑L把油导向上方。另外，在轴的外表面上开有螺旋状的油槽，实现对轴承部位的给油。作为安全措施。在压缩机顶部装有过 负荷继电器，这种继电器是用感温板感受压缩机内部高压气体的温度，当达到一定的温度后，继电器动作，压缩机停止运转，用这种方法防止电动机烧毁，因此说旋转式压缩机是一种很有发展前景的压缩机。其主要优点是：由于活塞作旋转运动，压缩工作圆滑平稳，平衡性能好，另外旋转式压缩机没有余隙容积，无再膨胀气体的干扰，因此具有压缩效率高、零部件少、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低、防护措施完备和耗电量小等优点。缺点是压缩机对材质、加工精度、热处理、装配工艺及润滑系统要求较高，由于要靠运动间隙中的润滑油进行密封，为从排气中分离出油，机壳内须做成高压，因此，电动机、压缩机容易过热，如果不采取特殊的措施。在大型压缩机和低温用压缩机中是不能使用的。由于它比其它类型的压缩机有较明显的优势，所以它得到广泛了推广应用。如国产上菱BCD一180 W、阿里斯顿BCD-220 W 等电冰箱都采用了旋转式压缩机。尤其在家用空调器上的应用就更为普遍，从发展的趋势看旋转式压缩机今后有可能成为市场的主导产品。 2．3 涡旋式压缩机 涡旋式压缩机是20世纪8O年代发展起来的新型产品。它效率高，噪声低，体积小，重量轻，不需要排气阀组，工作的可靠性及容积效率都较高，允许气体制冷剂中带少量液体，输气效率高，气体泄漏少，可较好地运用于小型热泵系统、小型空调等。综上所述，几种压缩机的性能特点，我们不难看出经多年的技术改造，连杆式压缩机在一定的时期内仍有明显的优势，而旋转式压缩机则是一种新型的产品，特别是在空调器上的应用更为广泛，必将成为制冷产业的主导产品。通过对往复式和旋转式压缩机的性能试验比较可知，往复式和旋转式压缩机，启动后排气、吸气压力的时间变化特性不同，电动机上的负荷转矩由吸、排气压力的大小确定，在往复式的情况下，投入运转几分钟内至十几分钟后，排气压力出现峰值，对于电动机，为了承受这个尖峰负荷，需要比稳定运转时所需转矩大得多f2～4倍)[31。而旋转 式压缩机，由于不存在刚刚启动后的峰值，所以，只要有一般稳定运转时所需的转矩即可，因此可以实现电动机的小型化，这也是它今后发展优势所在。 参考文献 [1]胡鹏程，赵清．电冰箱、空调器的原理和维修【M】．北京：电子工业出版社．1995：1 14—148． [2]吴业正．制冷原理及设备【M】(第2版)．西安：西安交通大学出版社．2006． [3]赵春怡，王志强．活塞式单机双级制冷压缩JJL[M]．北京：机械工业出版社．2003．
节能型循环水泵在供水系统中的应用 前言 电力工程建设中供水系统投资高、工程量大施工复杂，对电力工程建设造价与投资回收年限影响较大，在电厂供水系统方案设计中非常重视自然通风冷却塔与循环水泵选择，循环水泵房与循环水管道系统优化布置，因为它们直接影响汽轮机安全运行与发电机满负荷发电，直接影响电厂的经济性，为了降低供水系统年运行费用，节约工程造价必须推广节能型设备的应用、优化系统的配置。 火力发电厂中汽轮发电机凝汽器的冷却水量随季节变化，夏季冷却水量大冬季冷却流量小；随汽轮机抽汽量变化，抽汽量大冷却流量少，抽汽量小冷却流量大。供水系统采用一台机组配二台相同型号水泵并联模式，将循环冷却水量平均分配给二台循环水泵，这种配置模式符合《火力发电厂水工技术规程、规定》，在电厂供水系统设计中广泛使用。 但是，一台机组配二台相同型号水泵在运行过程中经常出现问题，为了从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾，开发一种新型高效节能型水泵事在必然。 高效节能型循环水泵在供水系统中的应用 近年来全国各地相继建成一大批135MW火力发电厂，在山东里彦电厂、徐州诧城电厂、甘肃金川电厂、山东魏桥热电厂，我们先后设计了18台135MW国产超高压、中间再热机组。这些电厂位于我国华北、东北与西北地区，共同特点是企业自发自用，除了有稳定的电力需求外还有供热负荷，供热负荷波动较大，夏季热负荷小冬季热负荷大，年采暖期长。 以135MW供热机组为例，汽轮机最大连续出力时汽轮机凝汽器的凝汽量为324t/h，需要循环冷却水量19640m3/h；汽轮机额定抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量为223t/h，需要循环冷却水量12274m3/h；汽轮机最大抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量143t/h，循环冷却水量4700m3/h。随机组运行工况的改变，循环水系统需要的冷却水量从4700m3/h--19000m3/h的巨幅波动。 供水系统采用常规水泵布置，为了满足夏季汽轮机运行要求，通常选用选择水泵流量9800-11700m3/h，扬程米，按照夏季二台水泵并联运行来满足循环水系统需要的冷却水量19000m3/h，其它季节通过一台水泵运行来满足循环水系统冷却水量需要，水泵流量范围9800-11700m3/h，系统超过此流量范围运行时，水泵运行很不经济。 不难发现：汽轮机在额定抽汽工况下，循环冷却系统需水量为12274t/h，系统水阻比汽轮机纯凝工况时略为减少米，水泵扬程下降到米，单台水泵流量增加到13000t/h，一台水泵运行可以满足系统要求，只是运行效率不高。可是汽轮机最大抽汽工况时，循环冷却水量只有4700t/h，系统水阻比汽轮机纯凝工况时大幅度减少，导致水泵扬程提高、运行效率很低，造成冷却塔淋水装置涌水、加大配水槽流速，水流热交换时间减少。由于水泵的工作效率极低，电动机无功功率增加，白白地浪费电能。 如果在135MW国产超高压、中间再热机组中循环水系统采用新型高效节能型水泵，将从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾。 以G48Sh水泵为例，在转速n=485r/min时、水泵流量17500m3/h、扬程18米、水泵效率88%、轴功率947kw；在转速n=420r/min时、水泵流量13200m3/h、扬程米、水泵效率87% 轴功率587kw。该水泵设计参数与135MW机组循环水系统参数基本吻合、运行效率高。对100多台G48Sh水泵进行抽样检测，实际运行效率为84-88%；常规48Sh-22水泵运行效率只有60%。 水泵配用电动机采用双极数、双转速的核心技术，增加了循环水系统运行调节灵活性。根据凝汽器冷却水量随季节变化、随抽汽量改变，自动调整电动机极数与转速，同时改变输出功率与水泵供水量。一台G48Sh水泵高转速运行比二台48Sh-22并联水泵每小时多供水量3000吨；一台G48Sh水泵低转速运行电动机输出功率可以从947KW调整到587KW，电动机功率降幅达37%，其节能效果非常明显。因为循环水系统除了夏季水泵高转速运行外，其他季节基本上可以低速运行，按照年运行时间7200小时计算，每年每台水泵可节省电量230万度。按照电厂厂用电价元/度计算，单台循环水泵每年节约电费大约为40万元左右，按照10-15年回收年限计算，单台循环水泵节约电费高达400-600万元，对于安装几台节能型循环水泵的电厂，其经济效益非常可观不可小视，这也是许多电厂节能技术改造的一个发展方向。而常规水泵配用电动机是固定不可调的，一定的转速所对应的输出功率是不变的。单台高效节能型循环水泵比等容量常规SH系列离心水泵价格高15-20万元，这部分投资费用只须电机低速运行很短时间即可收回全部成本。 高效节能型循环水泵的引入可以优化系统水力条件，加宽了水泵高效区段适应范围，有效地提高水泵工作效率；改变了一台汽轮机配二台等容量水泵常规设计理念，提出了一种新的水泵配置来满足汽轮机的变工况运行要求，本体结构采用卧式泵壳设计，厂运行、检修非常方便。 山东十里泉电厂(2×125MW)循环水系统原来配备了4台同型号48SH-22水泵运行，确实存在水泵供水量不足、效率低、经济性能差。1998年10月将其中的4#水泵更换成G48SH水泵，投产后电厂委托电力试验研究所进行了水泵性能测试，在高、低转速时运行效率分别高达与，比未改造其他水泵效率分别提高和，耗电量明显减少。 广东云浮电厂(2×125MW)也是配备了4台同型号循环水泵48SH-22。夏季3台水泵运行，其他季节2台运行。因为循环水流量不足、效率低，将其改成G48SH水泵，投产后委托广东电力试验研究所对水泵效率进行检测，新泵高转速时实际流量16537t/h、运行效率、电动机功率1002KW；新泵低转速时实际流量13080t/h、运行效率为、电动机功率646KW。水泵与机组运行工况吻合。原水泵实际流量14400t/h、效率、电动机功率1089KW；最高效率70%时流量为11540t/h，水泵与机组运行工况不符。高转速时新泵比旧泵供水量大2137 t/h、功率低、效率高；低速时新泵在供水量相同情况下，单台水泵每小时可以节省443KW，节能效果显著。 结论 任何新技术的推广都需要一个认识过程, 高效节能型循环水泵的最大特点是节能、工作效率高，值得在全国推广。但是它是否适合所有地区、所有135MW机组的运行还需要更多的实际应用证明，需要因地制宜的选择。 推广高效节能型循环水泵不仅涉及到电厂循环水泵的配置、水泵备用与水泵运行费用问题，而且关系到水泵与汽轮机运行的联锁、控制问题等等，尤其在长江边建设取水泵房必须谨慎选择，高效节能型循环水泵的几何尺寸较等容量水泵大的多，对江边取水泵房而言，设备及设备运行费用不及取水泵房结构费用与施工费用，特别是水源枯水位与最高水位相差较大的时候，取水泵房几何尺寸的任何变化对工程造价的影响是非常大的。
水泵设计中应该注意的问题的若干思考论文
水泵在现代工业生产中占据重要地位，但是在使用中会因为各种各样的问题影响其正常运行。本文从吸水管路的要求和尺寸确定，水管的安装方式，吸水管材料选择和引水方式的选择，压力水管的类型和铺设方式及支承方式，管道支撑方式设计对镇墩设计、支墩设计的要求方面进行探讨，并且简要分析水泵水击计算及其防护，从而进一步提高我国的水泵设计水平。
1 影响泵机运行效率的因素
泵机的选择
在泵站运行过程中，水泵的运行效率等于水力效率、泵的容积效率以及机械效率三者的乘积，因此水泵本身的运行效率决定整个泵站的运行效率。如果在设计之初，选用的水泵质量不合格，就会导致水泵叶轮的汽蚀情况加重，如果水泵的密封环在制造的时候间隙过大或者过小，会降低水泵的工作效率以及使用寿命。
水泵叶片的振动
水泵的叶片一般情况下都是单级叶片，为了更好地提高泵机的运行特性，泵机转子部分的直径一般远远小于泵机叶轮叶片的直径，这就导致变频送风机产生的不平衡质量以及惯性力矩都集中在叶轮叶片上。因此在设计的时候，叶轮叶片一般设计成对称结构。但是由于叶片的制造误差，一般情况下叶轮叶片很难做到完全对称，再加上有时泵机要进行高速运转，会造成巨大的惯性力矩。惯性力矩传递到叶片上以及曲轴上都会造成变频送风机振动过大。
泵机内部缺少润滑
泵机的运行特性导致泵机的工作不是完全固定的，从并且使得只用一个曲轴来尽可能地减小从泵机的设计点这个工作是不稳定的，可能通过这种不均匀带来了能量损耗。而泵机内部的旋转机械在长期的运转过程中，缺少润滑会导致旋转机械之间产生剧烈摩擦，这种摩擦不仅仅损害机械设备，同时也会造成水泵的效率大大降低。
2 吸水管设计要求
管道材料选择
吸水管道材料要具有气闭性较好、抗腐蚀能力强、安全可靠等特点，因此选取吸水管道材料时要考虑其综合性能。不锈钢管具有机械强度高、管壁壁薄、比重小、压力损失低等优点，再加上便于安装、检修以及更换，因此被广泛运用到泵站工程中。但是不锈钢管使用寿命一般只有20～30 年，在管道使用寿命即将达到期限时，要及时进行更换以及维修。橡胶管也是当前常用的吸水管道材料，长期性或者永久性的泵站吸水管多采用不锈钢管，而临时泵站一般选用橡胶管。
对进水管的要求
(1)不积气。吸水管的工作原理是根据水管内外的压力差(真空度)形成吸水的效果，当水泵吸水管内外的压力差降低到一定程度时， 因为管道内的真空度较小导致水中溶解的气体不断分离出来。如果设计的时候不认真考虑到这一因素对管道的影响，就会在吸水管道某段出现积气，形成气囊，从而影响水管的正常吸水。
(2)不漏气。吸水管靠水管内外的压力差进行水体循环，一旦吸水管路出现漏气现象， 就会使得水管产生较大的压力损失，使得水泵正常运行出现严重故障。同时水管出现漏气现象，管内的水流出来，外界的空气进入到水管内，水泵的出水量将减少，甚至出现吸不上水的情况。一般情况下吸水管路采用强度高、接口可焊接的钢管，深埋土中的钢管应该涂防腐层。
(3)不吸气。吸水管进口淹没水中的深度不够，就会在吸水管的进水口处产生较大的游涡， 而游涡会将大量的空气带入到吸水管内，严重时将影响水泵正常吸水。为了避免吸水井(建筑物)水面产生游涡，减少吸水口处空气的进入量，吸水管在最低水位下的淹没深度应该大于。如果环境条件不能满足最低的淹没深度，可以通过在吸水管进口末端安装水平隔板来减少空气的进入量。
引水方式的选择
(1)当泵站离水源较近，水源泥沙含量较低且水源的水位变化幅度基本不发生变化， 而同时泵站的引水流量不大时，可以可选用管道引水方式。水源岸坡较缓时，用斜杆管式引水方式，水源岸坡较陡时，采用直管式引水方式。
(2)当泵站离水源较近，水源含沙量较大且水源岸坡较陡时，可选用涵洞引水方式进行取水作业。
(3)当岸坡较缓，泵站等取水建筑离水源较远时，可以通过开挖渠道进行取水。开挖渠道可以缩短压力管道的使用长度，提升工程的经济效益。
穿墙管连接形式选择
(1)柔性连接。柔性安装是为了提高安装的弹性。对于水泵和动力机的均高于校核洪水位的泵站来说，为了降低冲击应力以及温度应力的影响，一般采取柔性的连接方式对穿墙管进行连接。以保证安装后的穿墙管道能够自由伸缩，有效地对抗冲击载荷以及温度应力。
(2)刚性连接。管道在进行连接的时候要充分考虑到螺纹连接和法兰连接这两种连接方式的异同点。螺纹连接比较简单，通过管螺纹进行连接再配合生料带密封就可以达到较好的密闭效果。在进行管螺纹连接时，要掌握螺纹松紧度，用手进行预紧的时候，将管螺纹拧紧后要保证管螺纹有一定的活动量。在二次拧紧中采用活动扳手拧紧的时候，要注意预紧力大小，不能因为过分拧紧而导致螺纹损坏。如果有条件，可以采用力矩扳手进行拧紧，能够保证预紧力大小满足要求。螺纹连接后应清除外露油麻和生料带，对于容易腐蚀的管道应该进行防腐处理。
3 压力水管设计要求
压力水管是指水泵到储水建筑物之间的出水管道，这一部分管道是保证水泵正常运行的重要因素。加压泵站和灌溉的高扬程泵站的压力水管一般都超过正常水管的范围，使得压力水管在泵站总投资成本中所占的比重较大。对于泵站的正常运行来说， 压力水管的长短和管径的大小对系统的影响是巨大的，尤其是水管内的水击压力甚至会给泵站带来致命的`影响，因此加强高扬程泵站和加压泵站压力水管设计是十分必要的。
对压力水管道的要求
(1)保证管道本身及其接头的强度，保证密封性能可靠;
(2)保证压力管道引起的能量消耗及投资最小;
(3)保证泵站正常运行时压力水管道稳定;
(4)在向管道内充水或泄空过程中，保证介质能自由出入压力水管道;
(5)管道突然破裂后保证泵房的安全;
(6)能够在检修时放空管道，保证检修工作顺利进行。
压力水管的材料选择
(1)压力水管水循环压力损失小、能耗低，确保水泵在各种情况下，均能按照标准工况运行，从而降低压力水管的维保费用;
(2)满足泵站不同用水要求，保证在不同的水管压力条件下能通过对应的设计流量;
(3)确保管道在较为恶劣的环境下，能够独立自主运行，不会产生位移变化、水击破坏以及滑移等现象;
(4)水管材料要便于运输、检修、安装、维护和管理，保证压力水管检修顺利;
(5)节省钢材、水泥、木材等材料，保证整个工程投资成本最低。
压力水管的安装
(1)安装原则。泵站压力水管多采用钢管，因此在安装的时候要注意以下几点：(1) 焊接钢管要注意焊接的密封性是否可靠，焊接结束后，焊缝处使用角磨机进行打磨。(2)压力水管的坡度设置应符合设计要求和国家标准，要保证设置出的坡度满足使用要求。(3)坐标和标高的允许偏差以及竖直管道的垂直度误差及水平管道纵横向弯曲误差应符合规范规定。(4)在进行法兰连接时，要对内螺纹及法兰封面上的铁锈等油污及灰尘进行清洗，确保连接时法兰表面的光洁程度。清除掉密封线圈上的密封中心线，调节管螺纹法兰中心线与管中心线两者之间的位置，保证相互垂直。
(2)安装方式。压力水管的安装方式可分为辐射状安装、平行安装、串联安装和并联安装四种。辐射状安装，管道的中心线随着逐渐偏离中心而减少。平行安装是指压力水管管道中心线始终保持为定值。对于短管道、低扬程的泵站来说，多将压力水管沿着平行于泵站机房铅垂轴线的方向布置，从而简化管道结构，保证压力水管运行可靠。串联安装，串联安装是针对相邻泵站之间无建筑物的压力水管安装方式。对于高扬程泵站来说，如果泵站之间无影响泵站安装的台地，可以采用串联方式将压力水管与下一级水管连接。并联安装，并联安装是指多个水共用一个压力水管，从而极大地减少压力水管的使用，降低泵站的建设成本，多用于高扬程、多泵机组、长管道的泵站建设。但是并联安装会增加许多配套建设，而且总管道检修时，所有的支管道都要停止运行。
4 管道支撑方式设计要求
镇墩设计
镇墩是用来固定压力水管，按照结构类型分为敞开式镇墩和封闭式镇墩。敞开式镇墩便于检修，但是由于敞开式结构受外界影响较大，容易导致管壁受力不均匀，因此该结构多用于低载荷的压力水管固定;封闭式镇墩结构较为简单，受外界影响较小，但是不易检修。镇墩是依靠自身重力来维持本身稳定的结构， 因此其设计要求以及内容与其他重力式结构基本相同，也就是需要计算极限情况下镇墩结构的抗滑和抗倾复稳定性、地基的稳定性。在实际情况中，各种不利极限情况一般不会同时发生，因此应参照水泵不同运行情况进行镇墩结构负载组合，保证镇墩的强度以及稳定性能够应对最不利的情况。泵机的正常设计是按照运行平稳、正常停机以及突发停机这三种情况进行载荷分析， 将温度变化以及各种摩擦阻力考虑进去，从而保证设计能够使泵机达到最佳的运行状态。
支墩设计
支墩是承接压力水管中间部分的载荷，减少压力水管在各种载荷影响下产生的屈曲变形。对于压力水管来说，为了适应温度变化产生的热循环应力对压力水管的强度冲击，可以利用压力水管沿管轴方向在支墩上的自由移动来抵消热应力带来的位移。支墩只承受垂直于管轴的法向力，水平方向上的作用力主要由镇墩承担。
5 结语
泵机是生产过程中非常重要的设备， 对国家的科技自动化、现代工业水平发展等有着重要的作用。然而在泵机使用过程中，会因为作业环境或操作人员等因素的影响而出现各种故障。对泵机进行设计时，应尽可能将影响泵机运行的因素考虑进去，从而避免设备发生故障，确保泵机处于正常稳定的运行状态。
A2/O工艺处理城市污水（一） (2011-12-03 21:13:00)转载▼标签： 教育 分类： 博文 摘要本次毕业设计的题目为江阴某经济开发区污水处理厂设计— A2/O 工艺。主要任务是完成该经济开发区排水管网布置及污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成A2/O 平面图和剖面图及部分大样图。该污水处理厂工程，近期规模为万吨/日。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入A2/O 反应池，进入辐流式二次沉淀池，进入接触池，再进入巴氏计量槽，最后出水；污泥的流程为：从A2/O反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井，再由污水泵送入浓缩池， 再进入储泥池，最后外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。所选择的A2/O 工艺，具有良好的脱氮除磷功能。关键词：A2/O 工艺；脱氮除磷；ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage disposalplant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond. The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The construction of this plant is 25000 steres per day. The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouseto sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant. The outlet water of the plant meets the level one of the National SewageDischarge Standard (GB8978-1996). There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,andstrengthens anti-nitration. Key words： The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and thephosphorus;第一部分第1章 设计概论 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括：1.确定开发区排水体制，完成排水管网规划设计图；2.进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。3.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程量表。4.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图。 开发区概况及自然条件 开发区概况1.城市规划江阴临港新城位于江阴市西部，东临主城区、北枕长江、西面和南面与常州接壤，下辖“两街、两镇、一办”：夏港街道、申港街道、利港镇、璜土镇、港口办事处，总计行政区划面积188平方公里，总人口约20万人。2005年12月, 临港新城被列入无锡在“十一五”期间重点建设的五大新城之一；2006年1月，临港新城开发建设正式启动；2006年9月，临港新城被国家发改委正式核准同时被省政府批准为省级经济开发区，命名为江苏江阴临港经济开发区。江阴临港新城始终坚持“以港兴城、港以城兴、港城共荣、互动发展”的战略，全力打造苏锡常都市圈临港产业中心和江阴城市副中心。全面做好港口码头、临港产业、国际商务、现代服务、绿色生态等“五篇文章”，加快实施《临港新城培育四大千亿产业集群纲要》，推动经济与城市全面转型、同步提升。产业是城市发展的根本。依托港口，发展低碳、新材料、机械装备、现代物流四大临港特色产业，全力培育千亿级产业集群是构筑临港新城新一轮区域经济发展比较优势，打造临港经济新增长极，实现可持续发展的必由之路。2.地面水环境状况在开发区范围内长江为主水体，根据江阴市环境监测中心站编制的《江阴临港经济技术开发区环境质量报告书》，在上述7 个水体中共布设监测点19 个，并分枯水期和平水期对其进行采样监测。长江水质检测结果为：在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项；在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总磷两项。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分别为 和5mg/L ，分别超标 倍和 倍，亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为 和 ，分别超标 和 倍，凯式氮最高值和平均值分别为 和 ，分别超标 倍和 倍，总磷最高值和平均值分别为 和，分别超标 倍和 倍， 大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333 个/升，分别超标91 倍和18 倍；而平水期凯式氮最高值和平均值分别为和 ，分别超标倍和倍。另外根据开发区地面水环境质量评价结果也可以看出，长江申港段污染负荷比最大，在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷；在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3．开发区排水现状及规划开发区为新建区域，根据开发区排水总体规划，以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况，依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖，开发区污水将汇集排入长江。目前开发区已初具规模，随着开发区的建设及工业企业的逐步开工，开发区的废水排放量将不断增多，对上述已被污染的长江申港段将进一步加大其污染负荷比，给开发区环境将带来严重的影响，也将直接影响到开发区的投资环境。另外，开发区位于长江江阴段上游，未经处理的污水直接排入长江，也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此，为优化投资环境，改善和提高城区生活环境质量，保证城市居民身体健康，决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。 开发区的自然条件1.气象资料开发区属亚热带季风气候，全年四季分明，日照充足，雨量充沛，其气象特征如下:(1) 气温年平均气温：℃；最高气温：℃；最低气温：℃。(2)降水量年平均降水量： ；年平均降雨天数： 天。(3) 湿度年平均相对湿度：72%(4)降雪24 小时最大积雪深度：(2008年南方雪灾) 。年降雪日：一般在10 日以内(5)风全年主导风向为东北偏北，冬季以北风和东偏北为主，夏季多为东南风。年平均风速： ；最大风速： 。(6)雾日数年平均雾日数： 日；年最小雾日数：10 日。(7)蒸发量年平均蒸发量：1294mm 。 设计水量与水质⒈ 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升/人.日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500 升/人.日。按近期规划人口10 万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日25000m3/d 。2．污水水质及净化要求原污水水质：COD 320mg/L，BOD5 150mg/L，SS 200mg/L，TN 35 mg/L，NH3-N 15mg/L，TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求：CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN ≤15 mg/L，NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。第2 章总体设计 排水体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水，排水系统,也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排，构成了不同的排除方式，称之为排水系统的体制。 合流制排水系统目前我国大多数城市排水体制为合流制，合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式：1.合流制这种方式是将管渠系统分成若干排出口，将混合污水不经任何处理直接就近排八水体。这是一种合流制排水方式，国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去，工业尚不发达，人口少，污水相对不大，采取水体的自净作用，这种排水体制被长期采用。但是在当今，科技的发展，人口增加，使污水不断增加，水质也日趋复杂，从环保卫生上来看，合流制是水环境污染的主要原因，所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。 截流式合流制这种方式就是在江河岸边修建截流干管，并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时，混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放；雨天时，当混合水是超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流并泄八水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但周期性地给水体带来一定程度的污染，很明显，同为合流制，它又前者优越。这种方式，对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑加以采用的。 分流制排水系统当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。其中排除生活污水，工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式： 1.完全分流制将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为分流制。污水排至污水处理厂进行处理，雨水直接排入水体，对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区，大都采用这种形式，分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体，对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。2.不完全分流制只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制。 排水体制的比较排水体制的选择直接影响到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把混合污水排入水体，其对水体污染的严重性是不言而喻的，截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走，送往污水处理厂，这对保护水体是有利的，但在暴雨时，仍有部分混合污水通过溢流井进入水体，造成污染。分流制排水系统，将城市污水全部送至污水厂处理，但初期雨水未经处理直接排入水体，是其不足之处。一般情况下，分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越，而且较灵活，较易适应发展的需要，因此应用较广泛。从基建投资方面来看，合流制只需一套管渠系统，其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同，虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些，造价要高一些，但在总体造价还是低于完全分流制，大约要低20－40％。不完全分流制由于没有雨水排水系统，所以其投资最省，施工期最短，发挥效益也快，所以对于一般新建地区，地形坡度比较好，雨水又能沿坡度流入水体，为节约初期投资，可先采用不完全分流制，以后随着建设的发展，再逐步造雨水管渠。从维护管理方面来看，合流制管渠维护管理较简单，对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷，但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大，增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂，流量变化不大，不致产生沉淀物，有利于污水处理厂和管渠的运行管理。 排水体制选择选择排水体制时，应当根据当地的实际条件和环保要求，通过技术经济比较来确定。1.新建城市(1)对于新建城市，当地形有利，在城市发展初期，可采用不完全分流制。人卫生角度上看，虽然雨水沿着地面流动，会带入一些污染物质进入水体，但由于最肮脏的生活污水已用污水管渠收集并加以处理，因此不致于对环境卫生产生很大影响；从经济上看，由于只建污水管渠，造价可大为降低，这在城市发展初期具有很大经济意义；从技术上看，由于已预留雨水管渠的位置，它可随城市发展逐步增设雨水管渠，成为较理想的完全分流制。(2)对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市，应采用完全分流制。2.旧城改造和扩建旧城排水系统的改造和扩建，应在原排水体制的基础上加以考虑。旧城排水系统，一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统，污水就近排入水体，没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制，这在经济上要花费一笔可观的费用，在技术上也十分困难，往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时，才可考虑改建成其他体制。3.因此，对某城区排水系统的改造和扩建工程中，采用具有截流制合流制排水系统为宜，截流后污水排入到污水处理厂进行处理。总之，影响排水体制的因素较多，我们应立足于本地实际条件，同时考虑污水管排水能力发展的余地，使城市排水体制更加合理完善。根据该经济开发区的较为平坦的地势因素，故管道敷设主要以管长最短为原则，沿街道敷设，一起送入污水处理厂处理后排入长江。 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625 升/人.日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500 升/ 人.日。按近期规划人口10 万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日25000m3/d。第3 章污水处理厂设计 污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中，已按自然地形，用地规划预留了污水处理厂位置。 污水污泥处理工艺选择 水质根据《江阴临港新城经济开发区污水处理厂可行性研究报告》及江阴临港新城经济技术开发区委员会“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”，开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB18918-2002) 提出污水处理厂进、出水水质指标列于表 污水处理厂进、出水水质指标单位：毫克/升 表序号 项目 原污水质 出水水质1 BOD5 160 202 CODCr 400 603 SS 125 204 TN 45 205 NH3—N 28 8（15）6 TP 5 污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。① 污水的处理程度② 工程造价与运行费用③ 当地的各项条件④ 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。A2O工艺污水处理量：25000m3/d氧化沟工艺污水处理量：3000m3/dSBR工艺污水处理量：5000m3/d2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：AA /O 工艺，A/O 工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。一、A2O处理工艺 (1)A2/O 处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic 的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O 工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2)A2/O 工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI 一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为以上。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理，并且污水处理量25000m3/d。所以A2O工艺符合要求。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。 法同步脱氮除磷工艺的原理：A2/O 分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触BOD ，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N ，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD 则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。 主要生产构筑物工艺设计 进水泵房污水进水泵房由格栅间、泵房组成(泵房配电间设于离泵房不远的地方，具体布置见污水厂平面总体布置图，另外厂内另设有集中变配电间、中控室)。⑴ 格栅间平面尺寸：长×宽= 米× 米，地下深 米，为钢筋砼结构，格栅间内设三道进口粗格栅，两道为机械格栅，另一道为人工辅助格栅。机械格栅宽 米，高 米，栅条间隙20 毫米，安装倾角600 ，机械除渣。人工格栅(在机械格栅检修时做应急用)宽 米，高 米，栅条间隙、安装倾角均同机械格栅。⑵ 泵房采用半地下室钢筋砼结构，平面尺寸：长× 宽= 米× 米，地下埋深 米，采用立式污水泵抽升污水，泵房内设五台型号为250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一备)。单泵流量为690 米3/时，扬程为 米，转速970 转/分，电机功率37 千瓦。每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀，起吊设备采用电动单梁起重机，最大起重量为2 吨。 细格栅和沉砂池共设两道进口细格栅，安装在出水井与沉砂池的连接渠道上，用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理工艺的安全运行。细格栅(一期)分两组设置，每组设2 道进口机械弧形细格栅(旋转角为90。)及1 道人工应急格栅(国产)，渠宽为1．3m，栅隙宽为10mm，最大过栅流速为／s 。格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2 池，型号旋流式沉砂池Ⅱ7)，单池直径为、池深为，采用气提排砂，在排砂之前有一气洗过程，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。由两座沉砂池排出的泥砂经2 台国产的砂水分离器处理后外运处置。 A2/O 池A2/O 生物池分两组(共2 座)，污泥负荷为0．12kgBODs／(kgMLSS·d)，污泥浓度为 g／L，单池平面尺寸为×(包括隔墙厚度)，池深为 m(有效水深为 m)，每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区，厌氧区设4台、缺氧区设4 台进口潜水搅拌机，单台搅拌机的功率为 kW。好氧区设有2938 个进口膜式微孔曝气器，曝气量为1~3m3 /( h × 个)。每池设有3 根进气总管，每根总管设有1 个进口电动空气调节蝶阀(用于调节供氧量)。A2/O 工艺需有大量的混合液回流(一般为处理水量的2～4 倍)，这使得其能耗较高。为此，在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷。该系统较常规A2/O 工艺降低能耗约0．045(kW·h)／m3。
当前位置：首页 解决方案50000t／d的城市污水处理厂毕业设计方案 50000t／d的城市污水处理厂毕业设计第一章 设计内容和任务1、设计题目50000t/d的城市污水处理厂设计。2、设计目的（1） 温习和巩固所学知识、原理；（2） 掌握一般水处理构筑物的设计计算。3、设计要求：（1） 独立思考，独立完成；（2） 完成主要处理构筑物的设计布置；（3） 工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；（4） 提交的成品：设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。4、设计步骤：（1） 水质、水量（发展需要、丰水期、枯水期、平水期）；（2） 地理位置、地质资料调查（气象、水文、气候）；（3） 出水要求、达到指标、污水处理后的出路；（4） 工艺流程选择，包括：处理构筑物的设计、布置、选型、性能参数。（5） 评价工艺；（6） 设计计算；（7） 建设工程图（流程图、高程图、厂区布置图）；（8） 人员编制，经费概算；（9） 施工说明。5、设计任务（1）、设计进、出水水质及排放标准项目 CODCr(mg/L） BOD5（mg/L） SS（mg/L） NH3-N(mg/L） TP(mg/L)进水水质 ≤200 ≤150 ≤200 ≤30 ≤4出水水质 ≤60 ≤20 ≤20 ≤15 ≤排放标准 60 20 20 15 （2）、排放标准：（GB8978-1996）一级标准；（3）、接受水体：河流（标高：－2m）第二章 污水处理工艺流程说明一、气象与水文资料： 风向：多年主导风向为东南风； 水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下6～7m。 年平均水温：20℃二、厂区地形： 污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为‰～‰ ，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长224m，南北长276m。三、污水处理工艺流程说明：1、工艺方案分析：本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。2、工艺流程第三章 工艺流程设计计算设计流量： 平均流量：Qa=50000t/d≈50000m3/d= m3/h= m3/s总变化系数：Kz= (Qa－平均流量，L/s)= = ∴设计流量Qmax：Qmax= Kz×Qa=×50000 =67000 m3/d = m3/h = m3/s 设备设计计算一、 格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计参数：栅条宽度s＝ 栅条间隙宽度d= 栅前水深h＝过栅流速u= 栅前渠道流速ub= α=60°格栅建筑宽度b取b＝进水渠道渐宽部分的长度(l1)：设进水渠宽b1＝ 其渐宽部分展开角度α＝20°栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2)：通过格栅的水头损失(h2)：格栅条断面为矩形断面, 故k=3, 则：栅后槽总高度(h总)：设栅前渠道超高h1=栅槽总长度(L):每日栅渣量W：设每日栅渣量为，取KZ＝采用机械清渣。二、 提升泵房1、 水泵选择设计水量67000m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)扬程/m 流量/(m3/h) 转速/(r/min) 轴功率/kw 叶轮直径/mm 效率/% 1210 1450 300 、 集水池⑴、容积 按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积⑵、面积 取有效水深 ，则面积 ⑶、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。三、 沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量 ，设计水力停留时间 水平流速 1、 长度： 2、 水流断面面积： 3、 池总宽度： 有效水深 4、 沉砂斗容积： T＝2d，X＝30m3/106m35、 每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，则6、 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则9、池总高度：(H)10、核算最小流速 (符合要求)四、 初沉池初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池设计参数：1、 池子总面积A，表明负荷取 2、 沉淀部分有效水深h2取t＝、 沉淀部分有效容积V’4、 池长L5、 池子总宽度B6、 池子个数，宽度取b＝5 m7、 校核长宽比(符合要求)8、 污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度 =200mg/L初沉池效率设计50％，则出水SS浓度 设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重 9、 每格池污泥所需容积V’10、污泥斗容积V1，11、 污泥斗以上梯形部分污泥容积V212、 污泥斗和梯形部分容积13、 沉淀池总高度H取8m五、 设计参数1、设计最大流量 Q=50 000m3/d2、设计进水水质 COD=200mg/L；BOD5(S0)=150mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=4mg/L3、设计出水水质 COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L；TP=、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺⑴、 BOD5污泥负荷N=(kgMLSS•d)⑵、 回流污泥浓度XR=6 600mg/L⑶、 污泥回流比R=100%⑷、 混合液悬浮固体浓度 ⑸、 反应池容积V⑹、 反应池总水力停留时间⑺、 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3厌氧池水力停留时间 ，池容 ；缺氧池水力停留时间 ，池容 ；好氧池水力停留时间 ，池容 ⑻、 厌氧段总磷负荷 ⑼、 反应池主要尺寸反应池总容积 设反应池2组，单组池容 有效水深 单组有效面积 采用5廊道式推流式反应池，廊道宽 单组反应池长度 校核： (满足 )(满足 )取超高为，则反应池总高 ⑽、 反应池进、出水系统计算① 进水管单组反应池进水管设计流量 管道流速 管道过水断面面积 管径 取出水管管径DN700mm校核管道流速 ② 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速 取回流污泥管管径DN700mm③ 进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量 孔口流速 孔口过水断面积 孔口尺寸取 进水竖井平面尺寸 ④ 出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：式中 ——堰宽，H——堰上水头高，m出水孔过流量 孔口流速 孔口过水断面积 孔口尺寸取 进水竖井平面尺寸 ⑤ 出水管。单组反应池出水管设计流量管道流速 管道过水断面积 管径 取出水管管径DN900mm校核管道流速 ⑾、 曝气系统设计计算① 设计需氧量AOR。AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脱氮产生的氧量总需要量最大需要量与平均需氧量之比为，则去除1kgBOD5的需氧量 ② 标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底，淹没深度，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。相应最大时标准需氧量好氧反应池平均时供气量最大时供气量③ 所需空气压力p式中 ④ 曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。⑤ 供风管道计算供风干管道采用环状布置。流量 流速 管径 取干管管径微DN500mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管 流速 管径 取支管管径为DN300mm双侧供气 流速 管径 取支管管径DN=450mm⑿、厌氧池设备选择(以单组反应池计算) 厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按 池容计算。厌氧池有效容积 混合全池污水所需功率为 ⑿、 污泥回流设备污泥回流比 污泥回流量 设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量 水泵扬程根据竖向流程确定。⒀、 混合液回流设备① 混合液回流泵混合液回流比 混合液回流量 设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量 ② 混合液回流管。混合液回流管设计 泵房进水管设计流速采用 管道过水断面积 管径 取泵房进水管管径DN900mm校核管道流速 ③ 泵房压力出水总管设计流量 设计流速采用 六、 二沉池设计参数为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=，表面负荷为（m2•h-1）。1) 池体设计计算①. 二沉池表面面积二沉池直径 ， 取②. 池体有效水深 混合液浓度 ，回流污泥浓度为 为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h， 二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为。③. 二沉池缓冲区高度H3=，超高为H4=，沉淀池坡度落差H5=二沉池边总高度 ④. 校核径深比二沉池直径与水深比为 ，符合要求2) 进水系统计算①. 进水管计算单池设计污水流量 进水管设计流量 选取管径DN1000mm，流速 坡降为 1000i=②. 进水竖井进水竖井采用D2=，流速为～出水口尺寸ײ,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速 ③. 稳流筒计算取筒中流速 稳流筒过流面积 稳流筒直径 3) 出水部分设计a． 单池设计流量 b． 环形集水槽内流量 c． 环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取集水槽宽度 取 集水槽起点水深为 集水槽终点水深为 槽深取，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=，槽中流速 槽内终点水深 槽内起点水深 校核：当水流增加一倍时，q= m³/s，v´=设计取环形槽内水深为，集水槽总高为（超高）=，采用90°三角堰。d． 出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=(H2O).每个三角堰的流量 三角堰个数 三角堰中心距（单侧出水）4) 排泥部分设计①． 单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量 剩余污泥量 ②． 集泥槽沿整个池径为两边集泥七、 消毒接触池4、加氯间⑴、加氯量 按每立方米投加5g计，则 ⑵、加氯设备 选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h八、 污泥泵房设计污泥回流泵房2座1、设计参数污泥回流比100％设计回流污泥流量50000m3/d剩余污泥量2130m3/d2、 污泥泵回流污泥泵6台（4用2备），型号 200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵4台（2用2备），型号 200QW350-20-37潜水排污泵3、 集泥池⑴、容积 按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积50m3⑵、面积 有效水深 ，面积 集泥池长度取5m，宽度 4、 泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。九、 污泥浓缩池初沉池污泥含水率大约95％设计参数1、 浓缩池尺寸2、 浓缩后污泥体积3、 采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。十、 贮泥池1、 污泥量2、 贮泥池容积设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积3、 泥池尺寸4、 搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。十一、 脱水间1、 压滤机2、加药量计算投加量 以干固体的计.十二、构建筑物和设备一览表：序号 名称 规格 数量 设计参数 主要设备1 格栅 L×B =× 1座 设计流量Qd=50000m3/d栅条间隙 栅前水深 过栅流速 HG-1200回旋式机械格栅1套超声波水位计2套螺旋压榨机（Φ300）1台螺纹输送机（Φ300）1台钢闸门（）4扇手动启闭机（5t）4台2 进水泵房 L × B =20m× 13m 1座 设计流量Q= m3/h单泵流量Q= 350m3/h设计扬程H=6mH2O选泵扬程H= Pa 螺旋泵（Φ1500mm,N60kw）5台，4用1备钢闸门（）5扇手动启闭机（5t）5台手动单梁悬挂式起重机（2t，Lk4m）1台3 平流沉砂池 L×B×H=×× 1座 设计流量Q＝ m3/h水平流速v= m/s有效水深H1= 1 m停留时间T= 50 S 砂水分离器（Φ）2台4 平流式初沉池L×B×H=×5m×8m 13座 设计流量Q= m3/h表面负荷q= (m2•h)停留时间T= d全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, ) 2台撇渣斗4个5 曝气池L×B×H =70m×55m× 1座 BOD为150，经初沉池处理，降低25% 罗茨鼓风机（TSO-150，, ）3台消声器6个6 辐流式二沉池 D×H=Φ×3m 2座 设计流量Q= 表面负荷q= (m2•h)固体负荷qs= 144～192 kgSS/(m2•d)停留时间T= h池边水深H1=2 m全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, ) 2台撇渣斗4个出水堰板导流群板 接触消毒池 L×B×H=××3m 1座 设计流量Q= m3/h停留时间T= h有效水深H1=2 m 注水泵（Q3～6 m3/h ）2台9 加氯间 L×B=12m×9m 1座 投氯量 250 kg/d氯库贮氯量按15d计 负压加氯机(GEGAL-2100)3台电动单梁悬挂起重机()1台10 回流及剩余污泥泵房（合建式） L×B=10m×5m 1座 无堵塞潜水式回流污泥泵2台钢闸门()2扇手动单梁悬挂式起重机(2t)1台套筒阀DN800mm, Φ1500mm 2个电动启闭机（）2台手动启闭机（）2台无堵塞潜水式剩余污泥泵3台第四章 平面布置（1）总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。① 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。② 工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③ 构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。④ 管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤ 协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由北边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。污水处理厂呈长方形，东西长380米，南北长280米。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东南部。厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。总平面布置参见附图1（平面布置图）。第五章 高程布置及计算（1）高程布置原则① 充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。② 协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。③ 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。④ 协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。（2）高程布置结果由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河流，故污水处理厂高程布置由自身因素决定。采用普通活性污泥法，辐流式二沉池、曝气池、初沉池占地面积较大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑，出水口水面高程定为64m，则相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。总高程布置参见附图2高程图。（3）高程计算h1—沿程水头损失 h1=il, i—坡度 i=—局部水头损失 h2=h1×50% h3—构筑物水头损失a、 巴氏计量槽 H=巴氏计量槽标高 、 消毒池的相对标高排水口的相对标地面标高： 消毒池的水头损失： 消毒池相对地面标高： 、 沉淀池高程损失计算l=40mh1=il=×40= h1×50%=沉淀池相对地面标高 、 A2/O反应池高程损失计算l=55mh1=il=×55= h1×50%=反应池池相对地面标高 、 平流式沉砂池高程损失计算l=12mh1= il=×12= h1×50%=平流式沉砂池相对地面标高 、 细格栅高程损失计算h1= h1×50%=细格栅相对地面标高 、 污水提升泵高程损失计算l=5mh1= il=×5= h1×50%=污水提升泵相对地面标高
丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2（1. 丹麦技术大学环境与资源学院，Lyngby，丹麦，2800； 2. EnviDan，Kastrup，丹麦，2770） 摘要：本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状，包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外，针对大型城市污水处理厂，本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例，介绍其运行维护和管理方面的经验。最后，本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词：丹麦，污水处理，污泥处理，气体处理，城市污水处理厂，运行管理，运行费用 中图分类号： 文献标识码：AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2（1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770）Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1．简介 丹麦位于欧洲北部，经济发达，人均国民生产总值居于世界前列。同时，丹麦政府对环保建设非常重视，尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案（城市污水处理法案）执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2]，丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后，丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年，丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段，分别是1989～1996 年的快速成效阶段和1996～2004 年的平稳下降阶段。例如：在1989 年，丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨，到1996 年，这一数据快速下降到5000 吨，而到2004 年，则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定，当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3]，丹麦全国共有1193 个城市污水厂，其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间，丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年，城市污水处理厂TN 平均去除率为80%，TP 平均去除率高达96%。 在丹麦，尽管城市污水处理厂的数量较多，但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中，处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了，但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如：处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个，但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2．丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂（人口当量大于100000 PE，即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂）所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说，其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理，一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后，外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说，丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构，分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区，主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时，还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时，在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员，其主要负责与董事会成员进行对接，确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例，该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上，负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年，污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂，设计处理能力为15 万吨/天，2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂，设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司（Lynetten 联合公司）经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂，设计处理能力 万吨/天，归属丹麦Spildevandscenter Aved?re （Aved?re 污水中心）经营管理。Lundtofte 相对较小，设计处理量为 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现：4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围，这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现：丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现，四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分：污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂，下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。 污水处理单元 机械处理 对于城市污水厂来说，污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟，因此无需再进行详细讨论。但是，针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前，一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是：固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池，而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高，直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外，这类废物也没有应用于建筑方面的回用，主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物，对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说，曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体，如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。 生物处理 如前所述，丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是，Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池（Bio-P tank），因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷，只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例，重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术（丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术）。通常是将两个氧化沟划分为一组，采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段，见图 3 所示。其中，值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个：一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮；二是由于硝化耗时相对较长，为了能够达到更好的出水标准。一般来说，尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能，但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3，投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置，当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统（Krüger公司的专利技术）是建立在SCADA系统之上，是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器，从而将主要的污染物参数，如：氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此，图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的，但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外，如果设备一旦发生问题，程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时，微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题，技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。 污泥处理单元 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题，并制定了相关的法案，如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现，1999—2005 年，丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化，见表 5 所示。可以看出，变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中，污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外，尽管污泥总产量有所提高，但人均污泥产量基本保持不变。 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝，之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺，温度控制在32～37℃，SRT 控制在25～30 天。一般来说，经过厌氧消化后，污泥的固含率约为～3%。 污泥经过厌氧消化后，进入离心机脱水，污泥固含率提高到20%～32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合，并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。 生物气 一般来说，丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右，而每产生1m3 生物气会削减 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种：一是产热、产电，供本厂内部使用；另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中，十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例，简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器，在这一过程中有85%～90%的灰分会从气体中分离出来。随后，气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中，首先用水喷浇，使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体，并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后，经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离，所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂，而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3．能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异，因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是，鉴于国情不同，环境和污水管理方式也有所差异，因此，利用单一货币形式（如欧元）来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此，在运行费用的具体核算上，分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准；能量采用kWh 作为衡量标准。 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35～45 kWh/（PE·年），和～ kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为～ kWh/m3 污水，占总电耗的30%～50%；污泥处理电耗约占总电耗的30%～40%；而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%～35%。对于污泥处理来说，处理1kg 干污泥需耗能～ kWh。 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷，不同污水厂采用的物质不同。例如：Lynetten 污水厂采用FeCl3；而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出，在进水TP 浓度基本相当的情况下，采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量，而且可以获得更好的出水TP 效果。 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分：员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例，2005 年两个污水厂运行费用为 亿DKK，具体比例分配见图 4。一般情况下，丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时，在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外，丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦，只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说，丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用（不含人工费用和税费）的40%～50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是，丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3，这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用，还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4．结论 丹麦自20 世纪90 年代至今，城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制，对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献：[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin,
“化学法废水零排放技术”充分的利用了企业的废水资源，将企业原来要花钱处理后排放的废水进行了再利用，节约了企业水资源费、废水处理费、排污费等费用，即为企业带来了经济效益又可以从根本上解决废水排放造成的水资源环境的污染。
喷雾式喷头是一种可以安装在一些喷水设备上的喷头，安装有这种喷头的喷水设备可以很好地降水呈雾状喷出。喷雾时喷头的应用很广泛，不仅在一些家居生活中会有应用，而且还可以用于一些工业的生产中，是一种种类广泛、使用方便广泛的工具。接下来就让我们一起来了解一些有关于，喷雾时喷头的一些厂家价格推荐信息以及它的一些修复信息介绍。
喷雾式喷头的修复介绍
1、水舌一离开喷嘴就散开，没有圆形密实段。这主要原因是:a喷嘴的内部已经损坏严重，应及时予以更换;b流道内有异物堵塞，应清除异物;c整流器扭曲变形，应修理或更换。
2、喷头转动部分出现漏水：喷头加工不够精良，空心轴与套轴的端面不能紧密配合，应及时修理或更换。
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喷雾时喷头的种类很多，它的制作材料也很多，包括一些金属制品、塑料制品以及合金材料制品。不同的喷雾时喷头所使用的场景会有不同，一些小型的塑料喷头可以用于家居小喷壶，这样的小喷壶可以很好地对一些盆栽进行浇水处理;一些设计较为精密的喷雾式喷头可以用于工业生产，用作液体的淋洒，这样可以很均匀的进行洒水处理。
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毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 摘 要 本设计为南二下延采区供电设计.从实际出发进行系统分析,除满足 一般设计规程及规范要求外,还满足《煤矿安全规程》的具体要求和标准. 本设计变压器选用矿用隔爆型干式变压器和矿用隔爆型移动变电站;高压 开关与低压馈电开关都选用具有技术先进的智能化综合保护装置的高压防 爆真空开关和低压矿用隔爆型真空馈电开关,各种设备的开关选用矿用隔 爆型真空起动器. 高压铠装电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆. 通过短路电流,开关继电保护整定的计算和保护接地的确定,使其设计可 靠性高,功能完善,组合灵活,以及功耗低,保证采区供电安全,经济, 高效平稳运行. 关键词: 关键词:供电设计 选用 变压器 开关 电缆 -I- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 目 录 摘 要 ............................................................................................................... I 1 采区供电设计的原始资料 ............................................................................ 1 采区地质概况 ..................................................................................... 1 采煤方法 ............................................................................................. 1 采区排水 ............................................................................................. 1 采区设备及材料的运输 ..................................................................... 1 煤炭的运输 ......................................................................................... 1 采区压气系统 ..................................................................................... 2 采区通风系统 ..................................................................................... 2 2 采区供电系统及变电所位置的确定 ............................................................ 3 变电所位置的确定 ............................................................................. 3 电压等级的确定 ................................................................................. 3 采区负荷计算及变压器,变电站容量,台数的确定 ..................... 3 向临时施工的普掘 I 工作面供电变压器确定....................... 3 向普掘 II 工作面供电的变压器(变电站)确定 ................. 4 向煤仓供电的变压器确定 ...................................................... 4 向综采工作面供电的变压器(变电站)确定 ...................... 5 向采煤生产准备面设备供电变电站确定 .............................. 7 向采区主提升绞车等设备供电变压器确定 .......................... 8 专用风机变压器的选择确定 .................................................. 8 采区变电所供电系统的确定 ............................................................. 8 3 采区的设备选型 ...........................................................................................11 低压电缆的选择计算 ........................................................................11 电缆的选择原则 .....................................................................11 电缆型号的确定 .....................................................................11 电缆长度的确定 .................................................................... 12 低压电缆截面的选择计算 .................................................... 13 高压电缆的选择计算 ....................................................................... 23 电缆型号与长度的确定 ........................................................ 23 电缆截面的选择与校验 ........................................................ 23 采区高,低压开关的选择 ............................................................... 28 低压电网的短路电流计算 ............................................................... 28 高,低开关的继电保护整定计算 ................................................... 30 - II - 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 采区的保护接地 ............................................................................... 33 4 结论 .............................................................................................................. 36 致谢………………………………………………………………………..36 参考文献………………………………………………………………………37 - III - 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 1 采区供电设计的原始资料采区地质概况 南二下延采区,北起 F71 断层,南到 F70 号断层,东起 DF02 断层, 西为-700 水平,走向约 300 米倾斜东西宽约 1000 米,该采区可采煤层有: 16#,17#,18#煤层,每个煤层可布置一个倾斜长壁回采工作面.其中 17# 煤层最厚,平均厚度为 米. 采煤方法 由于该采区走向长度短,倾向长度长,煤层平均倾角 19°,采用走向 长壁后退式采煤方法,煤层被划分多个块段,煤柱损失量大,工作面搬家 频繁,效率低,所以三个工作面均采用倾向长壁后退式采煤方法,采煤方 式为综合机械化采煤,但区别在于采用的工作面机械设备不同. 采区排水 根据南二上采区及南二下延采区的水文观测,并参照公式 Q=FqF,推 断本采区的正常涌水量为 60~80m3/h,最大为 100~120m3/h.由于该采区为 上山采区,该采区的自然涌水及生产过程中的废水自然流向南二下采区 -700,再由-700 集中排水泵排往南翼-500 大巷,所以该设计中可以不考虑 采区排水的用电负荷. 采区设备及材料的运输 该采区的三个采煤工作面及初期巷道掘进所需的设备,生产材料等的 运输路线:副井口→-500 石门→南翼采区运输大巷→南二下延采区提升上 山→各煤层工作面下料道→采掘工作面. 煤炭的运输工作面采煤机落煤→工作面运输机→工作面转载机→工作面上山皮带 -1- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 →南二下延煤仓→三吨底卸式矿车→主井底煤仓→主井箕斗→地面煤 仓. 采区压气系统 由于文该采区煤炭覆存量少,采区服务年限短,所以该采区不安设压 风机房,采区掘进用风由南翼压风机房提供,所以该采区供电设计不考虑 压风系统负荷. 采区通风系统 该采区虽然服务年限短,但采区生产能力大.采区用风采用轨道上山 兼做主要入风道,采区乏风由采区回风上山排入南翼采区主排风道.各工 作面的通风线路:-500 南翼大巷→下延采区提升上山→各煤层工作面皮带 道→各煤层工作面→各工作面下料道→ -375 车场及风道→南四回风道→ 南二回风上山→主井. -2- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 2 采区供电系统及变电所位置的确定变电所位置的确定 根据《煤矿安全规程》《煤矿工业设计规范》和《煤矿井下供电设计 , 技术规范》的要求,结合该采区实际的地质条件在该采区提升机房右侧设 一处采区变电所,并且与提升机房相连通. 电压等级的确定 根据 2007 版《煤矿安全规程》的要求和现有采,掘工作面设备技术水 平确定:变电所高压及采,掘工作面移动变电站电源侧电压为 6000V;综 采工作面机电设备及掘进综掘机的电压为 1140V (其中: 17#层采煤工作面 采用 MG400/940-WD 型采煤机和 SGZ-800/2*400 型刮板运输机, 电压等级 为 3300V) 电源取自工作面移动变电站; , 掘进工作面设备及采煤工作面的 生产辅助设备电源电压为 660V, 电源取自变电所低压变压器或工作面移动 变电站;各工作面的煤电钻,信号及照明电压为 127V. 采区负荷计算及变压器,变电站容量, 采区负荷计算及变压器,变电站容量,台数的确定 按工程设计采区为四个同时施工的掘进工作面,其中在采区上部临时 施工的两个掘进工作面设备由该变电所供电,另外两个沿煤上山掘进皮带 道和下料道的工作面设备由-700 变电所供电,该设计中不做计算说明.该 采区同时只有一个生产工作面,另有一个采煤生产准备面.设计时依据采 区最大生产负荷时期(17#煤层采煤工作面生产时期)确定变压器,变电站 的容量和台数. 向临时施工的普掘 I 工作面供电变压器确定由于该工作面设备少,负荷容量小,采用变电所低压变压器器供电. SB = K X × ∑Pe × = KVA = cos Φ pj -3- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 式中: S B ——变压器计算容量,KVA; K X ——由变压器供电的设备的需用系数, K X = + × Pd =; ∑Pe ∑Pe ——由变电所供电的设备额定功率之和,KW; ∑Pe =(查负荷统计表见表 2-1) cos Φ pj ——变压器供电的设备加权平均功率因数. 根据以上计算,选用 KBSG-315/6 型变压器满足要求,电压为 660V. 向普掘 II 工作面供电的变压器(变电站)确定 工作面供电的变压器(变电站) 该巷道施工距离长运输设备多负荷大,施工地点距变电所远,采用移 动变电站向工作面设备供电. SB = K X × ∑Pe × = = KVA cos Φ pj 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe =(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,选用 KSGZY-315/6 型移动变电站满足要求,电压为 660V. 向煤仓供电的变压器确定 SB = K X × ∑Pe 1 × 55 = = KVA cos Φ pj 式中:由于变电站仅向一台设备供电, K X =1 -4- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 ∑Pe =55KW(查负荷统计表见表 2-1)监测电源的负荷容量忽略 不计. 根据以上计算, 并考虑电站对线路最远端的短路保护和现有设备来源, 选用 KBSG-315/6 型变压器,满足要求,电压为 1140V. 向综采工作面供电的变压器(变电站)确定 向综采工作面供电的变压器(变电站) 由于综采工作面设备分布广,设备多,容量大,电压等级多样,故采 用多台移动变电站,变压器向工作面设备供电. (1),带一台皮带的变压器: SB = K X × ∑Pe 1 × 150 = = cos Φ pj 式中:由于变压器仅向一台设备供电, K X =1; ∑Pe =150KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,选用 KBSG-315/6 型变压器满足要求,电压为 660V. (2),带二台皮带的变电站: SB = K X × ∑Pe 1 × 400 = = KVA cos Φ pj 式中:由于变电站仅向一台设备供电, K X =1 ∑Pe =400KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,并考虑大功率设备的起动要求,选用 KSGZY-630/6 型 移动电站满足要求,电压为 1140V. (3),带三台皮带的变电站: 同理, 带第三台皮带的移动变电站也选用 KSGZY-630/6 型移动变电站 满足要求,电压为 1140V. (4),带皮带道下半部分设备的变电站: 由于初采时工作面距离变电所较远, 超过 1000 米, 考虑到最远端设备 及电缆的短路保护,在皮带道中部设置一台移动变电站. SB = K X × ∑Pe × 138 = = KVA cos Φ pj -5- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe =138KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,选用 KSGZY-315/6 型移动变电站满足要求,电压等级 为 660V. (5),带破碎机及乳化泵的变电站: SB = K X × ∑Pe × 400 = = KVA cos Φ pj 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe =400KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,选用 KSGZY-630/6 型移动变电站满足要求,电压等级 为 1140V. (6),带转载机及乳化泵的变电站: SB = K X × ∑Pe × 600 = = KVA cos Φ pj 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe =600KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,并考虑大功率设备的起动要求,选用 KSGZY-800/6 型 移动变电站满足要求,电压等级为 1140V. (7),带机组的变电站: SB = K X × ∑Pe 1 × 940 = =1093 KVA cos Φ pj 式中:由于变电站仅向一台设备供电, K X =1 ∑Pe =940KW(查负荷统计表见表 2-1) -6- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 根据以上计算,并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况,选用 KSGZY-1600/6 型移动变电站满足要求,电压为 3300V. (8),带工作面运输机的变电站: SB = K X × ∑Pe 1 × 800 = =941 KVA cos Φ pj ∑Pe =800KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,并考虑大功率设备的起动要求和现有设备情况,选用 KSGZY-1600/6 型移动变电站满足要求,电压为 3300V. (9),向工作面下料道及皮带道上部设备供电变压器确定: 由变电所低压变压器供给. SB = K X × ∑Pe × = = KVA cos Φ pj 式中:由于变电站仅向一台设备供电, =1 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe = KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算,选用 KBSG-315/6 型变压器满足要求,电压为 660V. 向采煤生产准备面设备供电变电站确定 SB = K X × ∑Pe × = = KVA cos Φ pj 式中: K X = + × Pd = ∑Pe ∑Pe = KW(查负荷统计表见表 2-1) 根据以上计算, 选用 KBSGZY-315/6 型变压器满足要求, 电压为 660V. -7- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 向采区主提升绞车等设备供电变压器确定 SB = K X × ∑Pe 1 × 320 = = cos Φ pj 式中:由于变电站仅向一台设备供电, K X =1 ∑Pe =320KW(查负荷统计见表 2-1) 根据以上计算,并考虑大功率设备的起动要求和变电所液压站,照明 等设备的负荷,选用 KBSG-500/6 型变压器满足要求,电压为 660V. 专用风机变压器的选择确定根据《煤矿安全规程》要求,全煤掘进的掘进工作面必须安设双风机, 专用风机必须由专用变压器,专用开关,专用线路供电. SB = K X × ∑Pe 1 × 26 = = cos Φ pj 根据以上计算,并考虑变压器对线路最远端的短路保护和现有设备来 源,选用 KBSG-315/6 型变压器满足要求,电压为 660V. 采区变电所供电系统的确定 按照采区供电系统拟定原则确定采区供电系统. 根据 《煤矿安全规程》 要求,采区设备统计及上述计算过程,确定变电所为双电源供电,高压电 缆沿南三主运巷向下延采区回风上山铺设.采区设备负荷平均分配在两段 上,具体配置见采区供电系统图. -8- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 负 荷 统 计 表供电地点 设备名称 绞车 绞车 绞车 绞车 喷浆机 耙斗机 局扇 绞车 皮带输送机 张紧车 信号综保 皮带输送机 张紧车 绞车 喷浆机 水泵 耙斗机 局扇 型号 JD-25 JD-25 HP-5B P-30B 2BKJ-2* JD-40 SSJ-800/80 SSJ-800/80 JD-25 HP-5B 4DA-8*7 P-60B 2BKJ-2* 电机功率 总功率(KW) (KW) 25 25 17 11 40 80 4 4 80 4 25 37 37 11 普掘Ⅰ 普掘Ⅱ -9- 毕业设计(或论文 说明书 毕业设计 或论文)说明书 或论文 供电地点 煤仓 一台 二台 三台 设备名称 电机功率 总功率 (KW) (KW) JD-55 55 55 SSJ-1000/150 150 150 DSJ-120/160-2*200 400 400 DSJ-120/160-2*200 400 400 JD-40 40 型号 30 30 BP-75/12 JM-14 PCM-200 RB-315/ SZZ-800/800 RB-315/ MG400/940 SGZ800/800 JD-25 17 17 4 200 200 400 200 940 800 25 4 JD-40 JD-25 JD-25 JD-55 JD-55 ZY-1200/30 3DZ-SZ JM-14 40 4 25 25 55 55 30 45 17 138 综 采 工 作 面 绞车 皮带输送机 皮带输送机 皮带输送机 绞车 二台皮带 张紧泵 皮带道 三台皮带 下部 张紧泵 喷雾泵 慢速绞车 信号综保 破碎机 乳化泵 转载机 乳化泵 采煤机 工作面刮板输送机 绞车 一台皮带 皮带道 张紧车 上部 绞车 信号综保 绞车 绞车 绞车 绞车 下料道 钻机 注水泵 慢速绞车 信号综保