液壓式柱塞泵在造紙污泥處理中的應(yīng)用

目前，大型污水處理廠大都采用程控隔膜壓濾機(jī)作為污泥濃縮設(shè)備，該設(shè)備對各類污泥濃縮處理的工藝適應(yīng)性好，污泥處理干度可以達(dá)到50%以上，便于后續(xù)焚燒。程控隔膜壓濾機(jī)通常采用螺桿泵進(jìn)行強(qiáng)制喂料，配兩臺高、低壓喂料用螺桿泵和一臺壓榨用螺桿泵，但螺桿泵存在轉(zhuǎn)子和耐磨套維修成本高的實(shí)際問題，急需替代工藝方案。

2016年，我公司在山東某造紙企業(yè)8萬m3/d污水處理廠進(jìn)行了采用液壓式柱塞泵替代高、低壓喂料用螺桿泵的生產(chǎn)嘗試，取得了良好效果。

1、設(shè)備工藝配置情況

1.1 液壓式柱塞泵的性能特點(diǎn)

高壓力泥漿輸送和程控隔膜壓濾機(jī)是污泥濃縮處理的關(guān)鍵工序，泥漿在高壓高速流動時(shí)對金屬件的磨損非常嚴(yán)重，普通流送泵不能很好的滿足該工藝狀況。液壓式柱塞泵通過采用陶瓷柱塞，有效提高了耐磨性和設(shè)備運(yùn)行壽命，已廣泛應(yīng)用于陶瓷、非金屬、化工、礦山、污泥污水處理等領(lǐng)域。

該柱塞泵可分為高壓泵、低壓大流量泵和變量泵，同類設(shè)備又分為普通材質(zhì)泵和防腐耐酸泵。高壓泵適用于遠(yuǎn)距離或高揚(yáng)程漿液輸送；低壓大流量泵適合于穩(wěn)定地大量地輸送漿體；變量泵則適合與各種程控隔膜壓濾機(jī)配套使用。

液壓式柱塞泵由一臺液壓站同時(shí)驅(qū)動兩支液壓油缸工作，如圖1所示，該設(shè)備由液壓系統(tǒng)（1）和機(jī)械系統(tǒng)（2）兩部分組成。液壓系統(tǒng)（1）為機(jī)械系統(tǒng)（2）提供動力來源，液壓系統(tǒng)所提供的壓力油通過轉(zhuǎn)閥實(shí)現(xiàn)柱塞的自動換向，來實(shí)現(xiàn)液壓油缸的異步動作，從而達(dá)到兩條柱塞的連續(xù)泵料，并根據(jù)程控隔膜壓濾機(jī)內(nèi)部漿液壓力自動調(diào)節(jié)瞬時(shí)泵送流量。

1.2 初始設(shè)備配置方案

該污水處理廠采用600m2程控隔膜壓濾機(jī)用于污泥脫水濃縮處理，最大過濾壓力為1.6MPa；低壓喂料泵采用螺桿泵，流量為120m3/h，操作壓力為0.6MPa，電機(jī)功率為37kW；高壓喂料泵采用螺桿泵，流量為30m3/h，操作壓力為1.2MPa，電機(jī)功率為18.5 kW；壓榨泵采用螺桿泵，流量為15m3/h，操作壓力為1.6MPa，電機(jī)功率為14/22kW。每一個(gè)工作循環(huán)周期約120-150min，污水處理量約為50-603，污水濃度在4%-6%之間。

1.3 工藝改造后設(shè)備配置方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工藝狀況， WET300/50液壓式柱塞泵可以滿足同時(shí)替代兩臺高、低壓喂料螺桿泵的泵送流量要求。該柱塞泵的最大泵送流量為50m3/h，最大工作壓力為2.0MPa，電機(jī)配套功率為30-45kW，并能夠隨著程控隔膜壓濾機(jī)板框內(nèi)部的實(shí)際漿液壓力自動調(diào)節(jié)瞬時(shí)泵送流量，即：當(dāng)板框內(nèi)部壓力低時(shí)，WET300/50液壓式柱塞泵泵送能力達(dá)到最大值；當(dāng)隨著板框內(nèi)部漿液增多、壓力增大時(shí)，該柱塞泵自動降低漿液泵送速度，保護(hù)液壓站電機(jī)不過載。

1.4 液壓式柱塞泵配套管線要求

為保證設(shè)備的長期可靠運(yùn)行，其外圍配套管線安裝工作非常重要，著重保證以下幾點(diǎn)：

（1）進(jìn)出口管線需要安裝橡膠膨脹節(jié)，以利于減輕管線振動。

（2）進(jìn)出漿口管線配自動啟動閘板閥，當(dāng)設(shè)備停機(jī)時(shí)，將主機(jī)與進(jìn)出口管線完全分離，防止因主機(jī)吸入閥打開造成液壓缸不復(fù)位，造成二次開機(jī)困難。

（3）進(jìn)出口管線管徑本著“前粗后細(xì)”原則，管道直徑相差1英寸即可滿足要求。

（4）出口管線安裝單向閥，防止?jié){液回流，降低輸送效率。

（5）根據(jù)漿液腐蝕性要求，合理選擇管線材質(zhì)。

2、數(shù)據(jù)對比分析

期間，該污水處理廠共有11臺程控隔膜壓濾機(jī)正常開機(jī)，總注漿量為1416m3，平均注漿量約為129m3；其中WET300/50液壓式柱塞泵注漿量為157m3，平均注漿效率提高22%。

2.1 維護(hù)成本分析

經(jīng)過近一年的生產(chǎn)運(yùn)行測試，WET300/50液壓式柱塞泵的綜合維護(hù)得到有效控制，主要維修物品包括橡膠閥片8個(gè)、閥體4件、轉(zhuǎn)閥3個(gè)、活塞桿1條、橡膠密封環(huán)8個(gè)和O型圈1宗，費(fèi)用合計(jì)約3200。綜合維護(hù)費(fèi)用比螺桿泵降低85%以上。

2.2 設(shè)備試用期間發(fā)現(xiàn)的主要問題及處理方案

在設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行測試過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些不足，及時(shí)進(jìn)行了設(shè)備改進(jìn)工作：

（1）出口管線針對較大，并伴隨間隔式異響。通過調(diào)整液壓站系統(tǒng)壓力保持在3.5-5MPa范圍內(nèi)和維持出口空氣包內(nèi)壓縮空氣容量適度等措施，防止?jié){液在泵送過程中出現(xiàn)瞬間沖擊，有效解決了管線振動和噪音問題。

（2）液壓站集成塊上用于換向作用的轉(zhuǎn)閥存在漏油現(xiàn)象。由于轉(zhuǎn)閥最高工作壓力一般為6MPa，當(dāng)液壓站系統(tǒng)壓力較高時(shí)，容易造成轉(zhuǎn)閥密封泄漏，我們通過在集成塊上安裝泄壓閥的辦法，將進(jìn)入到轉(zhuǎn)閥內(nèi)的液壓油壓力降低到4MPa以下，從而對轉(zhuǎn)閥起到良好的保護(hù)作用。

（3）冷卻器腐蝕損壞，造成油水混合。由于液壓油冷卻器的循環(huán)冷卻水使用污水廠的后處理回用水，氯離子含量較高，對銅質(zhì)熱交換管腐蝕性很強(qiáng)，造成了油冷卻器損壞；通過采用SUS316L材質(zhì)的翹片式冷卻器后未再發(fā)生此類情況。

（4）閥體出現(xiàn)振裂情況。當(dāng)漿液中軟硬雜質(zhì)較多時(shí)，一旦雜質(zhì)停留在閥片與閥座密封面時(shí)，將會造成閥體振裂。通過將閥體材質(zhì)由鑄造鋁合金調(diào)整為鍛打合金鋼后，解決了該問題。

WET300/50液壓式柱塞泵經(jīng)過近一年實(shí)際運(yùn)行測試，其性能達(dá)到了生產(chǎn)運(yùn)行要求，綜合維護(hù)成本降低了85%以上，綜合能耗略有下降，并具有進(jìn)一步提升整體性能的改進(jìn)空間，具備規(guī)�；�替換螺桿泵的技術(shù)性能條件，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

責(zé)任編輯：葛鴻燕

校對：葛鴻燕