泥浆泵输污管路系统的合理化改造

泥浆泵输污管路系统的合理化改造
王晨
【摘要】安阳钢厂高炉煤气洗涤循环水处理站的泥浆泵输污管路系统在运行过程中,泵体及污泥输送管路系统经常发生吸气、振荡和堵塞的不良现象.经现场调查和
理论分析,认为吸水、压水管路不合理的布置及相关设施的不完善是造成泵体不能
正常运行的主要原因,同时给操作管理带来一些不便.通过进行一系列改造,如对吸水、压水管路增设有益、取消多余管件;把吸水管路分设,改普通弯头为三通弯头;减少压水管路的转向次数,选择大转弯半径的弯头,降低管线总长和增置高架流槽,不仅使系统运行更安全可靠、稳定高效,并且让操作管理和维修养护更方便,还节省了不必要
的开支.
【期刊名称】《工业用水与废水》
【年(卷),期】2010(041)003
【总页数】3页(P59-61)
【关键词】泥浆泵;污泥输送管路;改造
【作者】王晨
【作者单位】安阳钢铁集团有限公司,河南,安阳,455000
【正文语种】中文
【中图分类】TF085
安阳钢厂新高炉煤气洗涤水处理泵站的原泥浆泵输污管路自正式运行到改造完毕期间，常有吸气、管路振荡、堵塞等不良现象发生，不仅影响泵体正常运行，对系统
造成严重损害，并给操作、管理带来诸多不便。

经分析认为除与施工质量有关外，主要由原管路设置不合理，实际流体造成管内摩阻增大，离心泵的实际工作扬程没有处在高效段等原因造成。

通过进行一系列改造，如对吸水、压水管路增设有益、取消多余管件；把吸水管路分设，改普通弯头为三通弯头；减少压水管路的转向次数，选择大转弯半径的弯头，降低管线总长和增置高架流槽。

使系统运行更安全高效，同时也使得操作管理和维修养护更方便。

在本站的辐流沉淀池下方建半地下式泥浆泵房，泵房内设有以自灌方式启动的单级单吸式离心泥浆泵，此泵将辐流池底部的污泥抽升至设在污泥脱水间楼顶的调浆浓缩罐内。

在未改造之前，其管路的布置是在每个辐流沉淀池下均设2台泥浆泵，
两泵共用一根吸水总管，其上安装一道旋塞阀；各泵分支吸水管弯头的上下游各安装一道旋塞阀；两旋塞阀之间、弯头的上游接一冲洗水管，并安装一对夹式蝶阀于其上；压水管路在出泵后安装有止回阀，在其下游有一道电动闸阀；过此闸阀后设弯头，管道沿墙架设，经室外管沟引出泥浆泵房后，又沿污泥脱水间外墙直上至楼顶，并靠近楼顶地面水平敷设，经垂直三通和装有旋塞阀的竖直立管进入调浆浓缩罐；污泥输送管路系统改造前布置情况如图1所示。

（1）吸水管路未分开设置。

2台泵的设计原则为1用1备，同时工作的情况较少，开此泵时关紧彼泵吸水管上的两道阀门，但在吸水总管与横向支管连接的直角三通处，停泵的那一侧会因局部水力现象而沉积污泥，不仅增加了管内壁的沉积物结垢厚度，易使管道堵塞，而且由沉积污泥形成的块状硬垢若不及时清理，往往会在水泵正常工作时，因吸水管路内流动污介质的冲刷而脱落，被泥浆泵吸入后造成泵内叶轮流道的堵塞。

并且吸水管路上设置的阀门越多，堵塞的可能性也越大［1］，而且阀门在泥浆磨蚀下的初期细小缝隙会被沉积的泥浆堵塞，但经一段使用期后缝隙会因磨蚀不断地加深加宽，沉积的污泥只能堵住部分缝隙，这样会导致泵吸水管路因阀门磨蚀而漏气，实践证明，当因吸水管漏气而使泵吸入空气时，泵的出液量
将减少，甚至吸不上液体［1］。

（2）改向过多和90°弯头选择不当。

从图1可以看出，此管路系统布置由于改向较频繁，所用的弯头全部为90°转向短管且转弯半径只有管道内径的1.2倍，从水力学角度来考虑此管件只是圆角弯头［2］，其局部阻力系数约为 0.21［3］，由此而产生的局部水头损失较大；加上较多的转弯使得管线总长拉大，沿程水头损失亦较大。

这些都使水泵扬程显得不足，尤其常令压水管路内污泥达不到最低流速而产生沉淀。

（3）压水管路上安装止回阀和调节闸阀的不当。

由于污泥介质密度较大，当非正常原因停泵后，整个污泥输送管路会因压水管路上止回阀的存在和泥浆倒流时由惯性产生的较大动能而发生较强烈振动，对泥浆泵及其基础和管路系统造成危害；并且污泥倒流将止回阀阀瓣压实得较紧，且压力有限的冲洗水设在吸水管路上，即便阀门全开，但因其总能在经过相关各类管件和泵体后减少许多，不足以将压水管中的污泥冲出管口，有时更甚至剩余压力推不动被压紧的止回阀阀瓣，这样污泥便存留在管内不能被排空，导致管内污泥密实硬化后过水断面面积减小使管道易发生阻塞，不利于泵的高效运行。

此处闸阀在实际运行中不仅没有起到调节流量的作用而且因受污泥磨蚀，导致闸板关闭不严，经常报废更换。

通过对影响因素的初步分析，提出了如下合理化改造建议：
在泥浆泵吸水口阀门与偏心异径管之间和距出水同心异径管之后较近处各安装一个可曲挠的单球体橡胶接头，这样可大大减轻因压水管路内泥浆倒流时由惯性产生的较大动能或泥浆泵发生故障而引发的强烈共振对泵及其基础和管路系统所造成的危害。

（1）去掉横向支管上的2个阀门并将吸水管分开设置，这不仅改善了水力条件，减少杂质堵塞管道的可能性［1］，而且改造前后对单泵而言，吸水管路上可能漏气阀门的数量由4个降至2个，这样更有利于泥浆泵的高效运行。

（2）改吸水管路的第一个90°弯头连接为斜三通式连接［4］，这样便于清除冲洗吸水管路完毕并关严第一道闸阀后，沉积固化在此闸阀上游的硬泥块。

（3）在冲洗水管垂直三通的上游和吸水管第一个转弯的下游设置y形活动格栅过滤器，目的在于停泵后及时泄空系统内污泥，减少泥渣结块几率和降低管内结垢速度，使系统常保持清洁干燥，有助于工作人员戴胶皮防化手套清掏堵塞于此的沉渣硬物，二者均能检查格栅是否完好，做到及时更换，避免在冲刷磨蚀下脱落的格栅金属碎块进入并损毁泵体。

针对本站泥浆泵DN 100吸水管制作方法如下：按液流方向在吸水管正下方斜焊接一内径等于吸水管内径的短管，如图2a所示，短管与管道夹角可仿照类似成品过滤器对应角度，经实测约为30°，再用直径为10 mm的钢筋，焊制成图2b所示，向上游微凸的活动格栅，其孔径d应不大于泵叶轮流道最窄处宽度，且最外围宽度l应等于管道内径，在短管下方用法兰与（刀）闸阀或堵板连接，短管长度不能过长，以使下端法兰螺栓可以顺利拆装为宜，格栅最外围长度s应是在闸阀或堵板关紧后，最外圈紧贴管内壁并无晃动。

若选择用闸阀封堵，应保证阀板全开后能轻松地取出格栅；当短管与堵板连接时，密闭很严不易在此处发生漏气现象，但拆装螺栓费时稍长，与闸阀连接一段时间后会在其上方淤积有一定厚度的沉渣污泥，这可较有效地填堵所有缝隙，所以密闭也较严且较易开启，清渣较快，因此可根据被处理污泥的具体性质，选择适宜的封堵措施。

（1）为了更快捷有效地分配污泥，在污泥脱水间楼顶增设与浓缩罐垂直投影圆心连线平行的足够长的高架流槽；流槽在便于施工的情况下应尽量靠近调浆浓缩罐，并在槽最下部斜接一直管段于调浆浓缩罐之上，在不影响操作人员启闭阀门时，应尽量将闸阀安装在此管段上靠近流槽的一侧，流槽及排放管较理想方案示意如图3所示，这样当关闭阀门后只会在其上游沉积少量污泥，下游污泥会由于流槽靠浓缩罐较近而有足够大的坡度被全部排入罐内，有利于闸阀的下次开启和开启后及时快速地泄污。

（2）把改向全部换为转弯半径为500 mm的弯头，即为管道内径的5倍，从水
力学角度考虑此管件是流线形弯头［2］，其局部阻力系数约为 0.13［3］，由此而产生的局部水头损失较小；并且对压水管路在不影响安装、工作人员通行、点检、操作设备和维修养护人员正常工作的情况下以尽量少改向，多走直路为原则重新布置，这样管线总长减少，沿程阻力损失也逐渐降低；具体做法是：出泵后的管路不靠墙架设，直接前行至钢梯一侧后向上穿过辐流池操作平台地板，与沿脱水间外墙直上的管道三维斜接，穿越其楼顶楼板后在施工人员便于操作的高度，约1.5 m
处设合适转角的弯头，之后斜向上直接入流槽。

（3）卸掉出口调节闸阀和止回阀，不影响自灌式泥浆泵的正常启动，同时避免了因停泵而产生的水锤，而且减少了局部阻力损失，有助于系统的冲洗、排空和维护保养。

改造后的管路布置见图4。

改造后的实际运行情况证明了针对本站泥浆泵污泥输送管路的合理化改造是成功的，不仅节约了设备与管件，而且管路堵塞的现象几乎很少发生，使装卸、维修和运行管理更方便，改造达到了预期的目的，效果令人满意。

【相关文献】
［1］姜乃昌.水泵及水泵站（第四版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.
［2］张鸿雁，张志政，王元.流体力学［M］.北京：科学出版社，2004.
［3］陆培文.调节阀实用技术［M］.北京：机械工业出版社，2006.
［4］王增长，曾雪华.建筑给水排水工程（第四版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.。