四只神奇变速水泵如何上隔振污水治理设备让你秒懂

该篇文章讲述了对大型可调速水泵的分析和研究,探讨了其振动传递、减振器选型计算、管道支架选型计算、隔振系统设计安装等问题,结合实际调试经验提出大型可调速水泵隔振设计和安装的要点。在集中供热工程建设规模不断增大的背景下,越来越多地采用高扬程、大流量可调速水泵,以此进行水泵隔振措施以减少噪音污染。笔者参与了多项热力工程调试工作,发现大型水泵隔振效果差,噪音很大,水泵进、出口软接头损坏等现象,因此,本文以单级、双吸、水平中开式离心泵为例进行分析研究。目前,水泵减振器有橡胶减振垫、橡胶剪切减振器、弹簧减振器等几种形式,其中使用较多的是橡胶减振垫,因其具有结构性能优越、稳定性好、使用方便、价格低廉、适用范围广等优点。我需要对减振器的选型计算进行分析。减振器选型计算的主要参数有:允许振动传递率T和隔振效率I。首先,我需要计算允许振动传递率T,而其主要的计算参数有隔振系统频率比f/f0、水泵额定转速时的振动频率f、水泵额定转速n和减振器静态荷载下的竖向固有频率f0等。同时,阻尼比D也是一个很重要的参数,但一般情况下,橡胶减振器的D为0.07~0.15,而金属弹簧减振器的D为0.005~0.015。接着,我还需要计算隔振效率I,它表示该隔振系统阻止振动传递的能力,具体计算公式为I=(1-T)×100。以上参数需要根据建筑物场所的隔振要求来确定,具体情况可以参照表一进行决策。除此之外,减振器的竖向固有频率与其刚度(硬度)也是十分重要的,各位工程师们一定要注意。我需要了解减振器选用的原则。对于恒速水泵的减振器选用,我需要参考表一来确定频率比f/f0,通常采用2.5~5。在选用减振器时,我需要注意减振器承受的荷载不应大于减振器的许可荷载范围。此外,阻尼较小的弹簧减振器与设备基础之间应设置一定厚度的弹性垫,并且支承点数不应少于4个,水泵较重或尺寸较大时可以使用6~8个支承点。水泵隔振台座的重量应为水泵重量的1.1~1.4倍,并且水泵的重心应尽量靠近隔振基础的中心,以避免产生不必要的偏心力。此外,减振器的竖向固有频率与其刚度成正比,与静态荷载(静态压缩量)成反比,具体的关系式可以参照上面的表述。我需要了解可调速水泵减振器的选用原则。在选用可调速水泵的减振器时,我们需要遵守恒速水泵减振器选用的原则,并按照水泵运行的最低转速来选取频率比。例如,当可调速水泵额定转速时,频率比取f/f0=2.5,当水泵低速运行时,f/f0<2.5,隔振效果将会大幅度下降。当水泵转速下降到额定转速的40%时,即0.4f/f0=1,隔振系统将会产生共振现象,不仅无法起到隔振效果,反而还会增大振动,从而造成设备和管道的损坏。因此,在选用可调速水泵的减振器时,我需要按照水泵最低转速(表二)来选取频率比,并根据(表三)及选用产品说明书的参数选择不同类型的减振元件或隔振材料。当水泵转速低于300r/min时,我们可以采用大块式刚性基础来减小振动的传递。此外,在安装橡胶减振垫时,需要根据其许可荷载范围和竖向固有频率来进行选用,并且需要严格按照安装方法进行操作。对于大型水泵,我们通常采用多层和每层多块的组合布置来设计支承点。为了隔离各层减振垫之间的干扰,我们需要使用3-4毫米厚的整块钢板来隔开各层减振垫,并将减振垫与钢板粘结在一起。同时,为保证隔振系统的稳定性,我们需要注意以下几点:每层1-2块减振垫时不宜超过3层,每层3-4块减振垫时不宜超过4层,每层5-6块及以上的减振垫时不宜超过5层。此外,橡胶减振垫的许可荷载和硬度成正比,竖向固有频率和硬度成正比,与静态压缩量成反比。橡胶减振垫的竖向固有频率与支点每层布置的块数无关,与布置的层数成反比。当二层布置时,竖向固有频率大约为一层布置的0.7倍,四层布置时竖向固有频率大约为一层布置的0.5倍。 在设计隔振系统时,我们还需要考虑水泵进出口管道所带来的干扰。因此,我们需要安装隔振软接头,并使用隔振(弹性)支吊架来布置与水泵刚性连接的进出口管道上的支吊架。管道的布置设计需要根据具体情况来调整。在机房围护结构处,我们需要留出缝隙,并填充弹性材料,以确保穿过该部位的管道不会与结构物发生直接接触或碰撞。 当我们选用隔振软接头进行水泵隔振时,我们可以选择可曲挠橡胶接头或不锈钢金属软管。可曲挠橡胶接头具有弹性好,自由偏转和位移性能优越,且成本较低等优点,适用于中小型水泵。不锈钢金属软管则具有强度高、承压能力强、使用寿命长等优点,适用于大型水泵。对于隔振支吊架的选择,我们通常可以选择弹簧阻尼支吊架或橡胶隔振支吊架。弹簧阻尼支吊架具有隔振性能好、使用寿命长等优点,但价格较高。橡胶隔振支吊架则结构简单,隔振效果好,价格相对较低。 在设计和安装水泵隔振系统时,我们需要考虑水泵进出口隔振软接头的安装方式,一般分为水平管段安装和竖直管段安装两种形式。如果我们选择在水泵进出口的水平管段上安装隔振软接头,我们需要注意,在水泵运行时,由于管内介质压力的作用,水泵进出口的竖直管段会背离水泵向外侧位移。因此,在选择隔振支吊架时需要特别考虑水平管段的长度,以确保水泵进出口在工作时不会发生过度偏移。我注意到水泵的进出口隔振软接头,如果受到过大的拉力,将会影响隔振效果,并且可能会损坏隔振软接头。因此,为了确保达到最佳的隔振效果且杜绝损坏的风险,我们需要设计和安装支架a和支架b,以固定隔振软接头。当我们计算支架顶部所承受的水平推力时,可采用以下公式:

Fa=P1A1 Fb=P2A2 其中:Fa代表支架a顶部承受的水平推力,单位为N;

P1代表水泵出口管的工作压力,单位为Pa;

A1代表水泵出口弯管圆截面积,单位为m2;

Fb代表支架b顶部承受的水平推力,单位为N;

P2代表水泵进口管的工作压力,单位为Pa;

A2代表水泵进口弯管圆截面积,单位为m2。

当水泵进出口管内的压力差较大时,特别是针对高扬程、大流量水泵而言,我们需要采取限位移措施,以避免水泵泵体向水泵进水口方向移动。设挡板是一种常见的解决方法,我们可以在设备基础上安装挡板,从而实现限制水泵移动。当我们计算挡板所承受的力时,可采用以下公式:

F=P1A1-P2A2 (忽略减振器对隔振台座的影响)。

计在水泵进出口竖直管段上安装隔振软接头时,存在以下情况:

(1)由于水泵进出口弯管与水泵刚性连接,水泵在运转时不会发生位移。

(2)由于工作时管内介质压力的作用,水泵进出口竖直管段下部的水平管段会产生向下的位移,当压力过大时,隔振软接头上部的管道会向上位移。如果不加限制,会导致水泵进出口水平管段的管件受损,隔振软接头也可能遭受拉力或受损。因此,我们需要针对水泵进出口水平管段和上部母管设立支架c、支架d、支架e和支架f。支架c和支架d应按弹性支架的设计要求进行设置,以支撑隔振软接头以下的管道管件重量、竖直管段内和水泵进出口水平管内水的重量以及由于管道内部压力在弯管上产生的向下盲板力之和。

支架e、支架f应保证能够限制水泵进出口竖直管段在运行过程中的位移,并且能够承受由于管内介质压力产生的水平推力。我们可以利用以下公式计算支架e、支架f所需承载的水平推力:

F=P1A1-P2A2(忽略减振器对隔振台座的影响)

其中F代表水泵位移所产生的推力,单位为N;

P1和P2分别表示水泵出口和进口管内的压力,单位为Pa;

A1和A2分别代表水泵出口和进口弯管圆截面积,单位为m2。

我认为在安装大型可调速水泵时,需要考虑以下几点来有效地隔振和减小噪音污染:

1、对于水泵进出口竖直管段上安装隔振软接头的情况,需要设置支架c、支架d、支架e和支架f来限制水泵进出口水平管段的位移,从而保障水泵进出口管道的安全正常运行。

2、针对支架e、支架f的限制条件,需要通过受力分析和计算来确定支架类型。若隔振软接头以上的管道管件及母管内水重量大于管道内介质压力在上部三通上产生的向上盲板力时,支架e、支架f可按滑动支架设计。否则,应设平面导向支架,以防止母管向上移动。

3、隔振台座和设备基础表面应平整,减振器的安装应精细调整,以使隔振台座水平及各个减振器压缩量达到一致,从而达到有效隔振和减小噪音污染的目的。

4、在大型可调速水泵的设计和安装过程中,需要考虑周全,确保设备安全可靠运行。