Máy bơm nước thải chìm và tự mồi: Ưu, nhược điểm và hướng dẫn lựa chọn công nghiệp

Chìm hoặc tự mồi: Lắp máy bơm vào giếng ướt trước

Cách nhanh nhất để lựa chọn giữa máy bơm nước thải chìm và máy bơm nước thải tự mồi là đọc cách bố trí trạm. Nếu cánh quạt có thể nằm trong chất lỏng, máy bơm chìm thường có đường dẫn thủy lực đơn giản hơn, với lực hút ngập và không có đường hút dài. Nếu động cơ phải khô và chất lỏng phải được nâng lên từ bể chứa, máy bơm tự mồi thường giành được không gian, ngay cả khi đường hút và buồng mồi hoạt động thêm.

Đối với dịch vụ xử lý nước thải, “ưu và nhược điểm” không phải là một thẻ điểm chung chung. Máy bơm chìm tương tự có thể hoạt động tốt trong giếng ướt của thành phố và bất tiện trong buồng khô có ống hút dài. Máy bơm tự mồi có thể là một lựa chọn dễ bảo trì trong một cơ sở được trang bị thêm và là một lựa chọn kém khi lực nâng quá cao, đường hút rò rỉ không khí hoặc chất rắn quá cứng đối với đường đi của bánh công tác. Quyết định nên bắt đầu với bốn sự thật: chất lỏng nằm ở đâu, bố cục yêu cầu lực nâng bao nhiêu, chất rắn nào phải vượt qua và ai sẽ bảo trì máy bơm.

Bảng so sánh: Những thay đổi giữa hai thiết kế

Sử dụng bảng này như một công cụ sàng lọc sớm. Nó không thay thế cho việc tính toán điểm làm việc nhưng nó cho thấy hai thiết kế máy bơm nước thải tạo ra những rủi ro lắp đặt, vận hành và dịch vụ khác nhau.

Máy bơm nước thải chìm: Ưu và nhược điểm ở các trạm thực

Một máy bơm nước thải chìm đặt động cơ và cánh quạt vào chất lỏng. Thực tế duy nhất đó thúc đẩy hầu hết các lợi thế và hầu hết các rủi ro dịch vụ của nó. Máy bơm được làm mát bằng chất lỏng xung quanh, cánh quạt có lực hút bị ngập và trạm không cần ống hút dài. Thực tế tương tự cũng có nghĩa là mọi con dấu, lối vào cáp và bố trí nâng hạ đều là một phần của kế hoạch độ tin cậy của giếng ướt.

Nơi tàu lặn chiến thắng

• Bố trí trạm nhỏ gọn: giếng ướt có thể nhỏ hơn vì không có buồng khô và không có đường hút dài. Điều này quan trọng trong việc nâng cấp thành phố nơi không gian dân dụng bị hạn chế.
• Hút ngập nước: cánh quạt nằm dưới bề mặt chất lỏng, do đó máy bơm ít nhạy cảm hơn với rò rỉ khí ở đường hút so với bộ phận tự mồi.
• Kiểm soát dòng vào cao: máy bơm chìm có sẵn trong phạm vi lưu lượng rộng và có thể được ghép nối với đường ray dẫn hướng, bộ điều khiển phao và bộ truyền động tần số thay đổi.
• Giảm tổn thất hút: không có ống hút nên đường dẫn thủy lực ngắn. Điều đó có thể cải thiện hiệu quả và giảm nguy cơ bị cuốn theo không khí.
• Phù hợp với giếng ướt: nước thải đô thị, nước mưa, tiền xử lý công nghiệp và trạm nâng thường sử dụng các thiết bị chìm vì máy bơm có thể được hạ xuống chất lỏng và nâng lên để bảo trì.

Trường hợp tàu chìm tạo ra chi phí

• Bảo trì giếng nước: mọi cuộc kiểm tra đều có nghĩa là nâng máy bơm, xử lý dây cáp và làm việc trên một giếng nước hở. Vấn đề lập kế hoạch an toàn.
• Rủi ro về con dấu và cáp: hơi ẩm xâm nhập qua các đệm cáp, hư hỏng vòng đệm và mài mòn là những nguyên nhân gây ra dịch vụ phổ biến. Rơle bảo vệ tốt không phải là tùy chọn.
• Làm mát phụ thuộc vào chất lỏng: một số mẫu cần có áo làm mát hoặc ngâm nước ở mức tối thiểu. Chạy máy bơm ở mức thấp có thể rút ngắn tuổi thọ động cơ và vòng đệm.
• Nguy cơ tắc nghẽn: chất rắn dạng sợi, khăn lau và vật liệu dạng sợi có thể quấn quanh một cánh quạt có tốc độ truyền thấp. Thiết kế cánh quạt và ống xoắn quan trọng hơn định mức động cơ.
• Nâng và truy cập: máy bơm chìm lớn cần có đầy đủ thiết bị nâng, đường ray dẫn hướng và kế hoạch bảo trì. Một máy bơm khó tháo sẽ ở trong giếng quá lâu.

Đối với nhiệm vụ xử lý nước thải công nghiệp có vải vụn, cát và dòng chảy vào thay đổi, việc lựa chọn máy bơm phải bắt đầu với đường dẫn xoắn ốc và loại cánh quạt, chứ không phải bảng tên động cơ. Một máy bơm xử lý nước thải công nghiệp có thể sử dụng cánh quạt xoáy hoặc bán mở để giảm độ quấn, nhưng đánh đổi thường là hiệu suất thấp hơn ở cùng một điểm làm việc. Sự lựa chọn đúng phụ thuộc vào việc trạm được điều khiển bằng chất rắn hay bằng dòng chảy.

Máy bơm nước thải chìm dòng WQ cho giếng ướt Máy bơm nước thải tích hợp động cơ và máy bơm cho chất rắn và sợi dài; hướng dẫn lắp đặt và thiết kế bịt kín của nó khiến nó đáng để kiểm tra dịch vụ giếng ướt. Xem sản phẩm →

Máy bơm nước thải chìm dòng WQ là điểm tham chiếu thiết thực cho dịch vụ giếng ướt. Khi xem xét một mô hình, hãy xác nhận lối đi tự do, đường cong đầu dòng, độ ngập tối thiểu, chiều dài cáp, bố trí đệm kín và liệu việc lắp đặt có cần ray dẫn hướng hay khớp nối di động hay không. Những chi tiết này quyết định xem máy bơm hoạt động như một giải pháp trạm nhỏ gọn hay trở thành công việc nâng hạ thường xuyên.

Máy bơm nước thải tự mồi: Ưu và nhược điểm trên giếng ướt

Máy bơm nước thải tự mồi giữ cho động cơ khô và sử dụng buồng mồi để loại bỏ không khí khỏi đường hút trước khi bắt đầu bơm bình thường. Sự sắp xếp này rất hữu ích khi mức chất lỏng ở dưới máy bơm, khi giếng ướt sâu hoặc khi việc bảo trì tiếp cận động cơ là ưu tiên hàng đầu. Cái giá phải trả là đường hút sẽ trở thành một bộ phận của máy: mọi khớp nối, van và miếng đệm đều có thể ảnh hưởng đến việc mồi.

Trường hợp tự mồi thắng

• Truy cập động cơ khô: Có thể kiểm tra vòng bi, vòng đệm và kết nối động cơ mà không cần nhấc máy bơm ra khỏi giếng ướt.
• Khả năng nâng hút: máy bơm có thể được lắp đặt trên mức chất lỏng, giúp trang bị thêm, trạm tạm thời và các địa điểm có không gian giếng ướt hạn chế.
• Khả năng phục vụ: nhiều công việc bảo trì có thể được thực hiện trong buồng khô. Điều đó có thể làm giảm công việc trong không gian hạn chế và tăng tốc độ tìm lỗi.
• Vị trí điện ổn định: động cơ không bị ngập nước nên việc bảo vệ cáp và đầu cuối có thể đơn giản hơn trong một số thiết kế trạm.
• Phù hợp với nhiệm vụ lũ lụt và chuyển nhượng: máy bơm tự mồi di động hoặc gắn trên khung trượt thường được sử dụng phổ biến trong hệ thống thoát nước khẩn cấp, bơm vòng và khử nước trong xây dựng.

Trường hợp tự mồi tạo ra chi phí

• Thời gian mồi: máy bơm phải sơ tán không khí khỏi đường hút. Van bị mòn, khớp lỏng hoặc buồng mồi khô có thể biến khởi đầu ngắn thành dài.
• Tổn thất đường hút: mọi khuỷu tay, bộ lọc và van đều làm giảm NPSH hiện có. Máy bơm có thể hoạt động êm ái về mặt cơ học nhưng vẫn tạo bọt khí do đường hút được bố trí không hợp lý.
• Rủi ro về van chân và van một chiều: van chân bị rò rỉ có thể làm cho đường hút thoát ra giữa các lần khởi động. Điều đó làm tăng thời gian mồi và có thể gây ra hiện tượng chạy khô nhiều lần.
• Dấu chân và chi phí dân sự: Buồng khô, ống hút và bệ tiếp cận bổ sung thêm các công trình dân dụng mà trạm chìm có thể tránh được.
• Rủi ro bịt kín trong quá trình mồi: phốt cơ khí có thể chạy mà không cần bôi trơn đầy đủ bằng chất lỏng trong một thời gian ngắn. Kiểm soát mồi tốt và khóa liên động ở mức chất lỏng là rất quan trọng.

Chất rắn dạng chuỗi thay đổi sự lựa chọn cánh quạt. Một máy bơm tự mồi tiêu chuẩn có thể đi qua một quả cầu có kích thước nhất định nhưng vẫn làm tắc nghẽn khăn lau, sợi hoặc giẻ lau. A máy bơm rác tự mồi hạng nặng sử dụng lối đi lớn hơn, cánh quạt chắc chắn hơn và vật liệu chống mài mòn để xử lý rủi ro đó, nhưng người mua vẫn nên kiểm tra hồ sơ chất rắn thực tế thay vì chỉ dựa vào một con số “đường kính chất rắn”.

Dòng máy bơm tự mồi không bịt kín WFB Dòng sản phẩm tự mồi không bịt kín có khả năng nâng lên tới 7,0 m và nhiều vật liệu; hữu ích khi tiếp cận động cơ khô và giảm vấn đề tiếp xúc với con dấu. Xem sản phẩm →

Máy bơm tự mồi không bịt kín WFB phù hợp khi quy trình muốn tiếp cận động cơ khô và giảm khả năng tiếp xúc với phốt kín. Phần mô tả “không bịt kín” không nên được hiểu là “không cần bảo trì”. Nó chuyển sự chú ý đến buồng mồi, khe hở cánh quạt, ống hút và logic điều khiển ngăn chặn tình trạng chạy khô. Trong dịch vụ xử lý nước thải, những chi tiết đó thường quyết định độ tin cậy hơn là chỉ riêng vỏ máy bơm.

Xử lý chất rắn: Máy phân tách thực sự đầu tiên

Hai máy bơm có cùng lưu lượng xả có thể hoạt động rất khác nhau với cùng một nhiệm vụ xử lý nước thải. Sự khác biệt thường là ở cánh quạt và đường xoắn ốc, không phải ở kích thước mặt bích. Một máy bơm được xếp hạng cho quả cầu lớn vẫn có thể bị hỏng sau một thời gian dài lau chùi. Một máy bơm được xếp hạng cho quả cầu nhỏ hơn có thể chạy sạch nếu cánh quạt tạo ra tác động quét mạnh và trạm có vận tốc tốt.

Đối với trạm xử lý nước thải, hãy yêu cầu thông tin về chất rắn: kích thước trung bình, kích thước tối đa, hàm lượng chất xơ, hàm lượng sạn và sự hiện diện của cát hoặc sỏi. Sau đó hỏi xem cánh quạt hoạt động như thế nào khi máy bơm khởi động khi đoạn đường bị tắc một phần. Một máy bơm có thể vượt qua chất rắn khi đang chạy vẫn có thể gặp khó khăn khi khởi động sau một ngày cuối tuần có lưu lượng thấp và lắng xuống.

Lực hút, NPSH và mồi: Nơi bố cục đánh bại dữ liệu tài liệu quảng cáo

Máy bơm chìm và máy bơm tự mồi thường được so sánh riêng về cột áp và dòng chảy. Sự so sánh đó chưa đầy đủ. Máy bơm tự mồi có thể có đường cong mạnh tại bàn thử nghiệm và vẫn hoạt động kém hiệu quả tại chỗ do đường hút mất nhiều áp suất hơn dự kiến. Một máy bơm chìm có thể cho hiệu suất thấp hơn ở cùng một điểm làm việc nhưng mang lại đầu ra ổn định hơn do bánh công tác bị ngập và đường hút ngắn.

Biểu đồ dưới đây là công cụ hỗ trợ sàng lọc tương đối, không phải là sự đảm bảo. Nó cho thấy tại sao cùng một nhiệm vụ có thể tạo ra các mức độ rủi ro khác nhau khi bố trí nhà ga thay đổi.

Đối với máy bơm nước thải tự mồi, hãy tính lực nâng hút với chất lỏng ở mức vận hành thấp nhất chứ không phải ở mức bình thường. Thêm ma sát của đường ống hút, tổn thất bộ lọc, tổn thất khuỷu tay và bất kỳ tổn thất van nào. Sau đó so sánh kết quả với yêu cầu NPSH của máy bơm ở lưu lượng dự kiến ​​tối đa. Nếu biên độ mỏng, ống hút lớn hơn hoặc cách bố trí trạm khác có thể hiệu quả hơn máy bơm lớn hơn.

Đối với máy bơm chìm, xác nhận mức ngập tối thiểu và kiểm soát mức độ thấp. Một máy bơm bị ngập thủy lực ở mức bình thường vẫn có thể hút được không khí ở mức thấp nếu giếng ướt tạo ra xoáy. Vách ngăn, mức dừng chính xác và kiểm soát dòng khí vào thích hợp là một phần của việc lựa chọn máy bơm chứ không phải các phụ kiện được thêm vào sau này.

Cài đặt, bảo trì và thời gian ngừng hoạt động: Chi phí sẽ xuất hiện sau này

Giá mua chỉ là con số đầu tiên. Chi phí lớn hơn thường xuất hiện ở tần suất nâng, công việc trong không gian hạn chế, thay thế phốt và gián đoạn sản xuất. Một trạm chìm có thể được xây dựng nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí nhưng cần có một kế hoạch đáng tin cậy để nâng một máy bơm nặng lên khỏi giếng ướt. Trạm tự mồi có thể dễ kiểm tra hơn nhưng cần có buồng khô, đường hút và hệ thống mồi được bảo trì.

Đối với bố trí giếng ướt thẳng đứng, máy bơm nước thải thẳng đứng đa hút có thể giảm không gian sàn và cải thiện điều kiện hút ở các hố chứa sâu. Nó không phải là sự thay thế phổ biến cho cả hai thiết kế, nhưng nó có thể là một lựa chọn hữu ích ở giữa khi trạm cần bố trí theo chiều dọc và xử lý chất rắn tốt hơn so với máy bơm bể phốt chìm tiêu chuẩn.

Máy bơm nước thải trục đứng đa hút SLPWDL Máy bơm nước thải đa hút trục đứng cánh quạt kênh lớn; hữu ích trong các hố chứa sâu nơi cần ưu tiên giảm diện tích sàn và xử lý chất rắn. Xem sản phẩm →

Trong công trình của chúng tôi, nền tảng thử nghiệm bao gồm đường kính máy bơm từ Φ32 đến Φ1200 mm, công suất động cơ từ 1,1 đến 1200 kW và điện áp từ 380 V đến 10 kV. Phạm vi đó rất quan trọng vì máy bơm nước thải cần được kiểm tra tại điểm hoạt động dự kiến, không chỉ tại một điểm danh nghĩa duy nhất. Kiểm tra hiệu suất tại nhà máy và đánh giá đường cong rõ ràng có thể tiết lộ liệu kiểu trang trí cánh quạt đã chọn, tốc độ và động cơ có phù hợp với trạm hay không.

Năng lượng và chi phí vận hành: So sánh toàn bộ trạm

So sánh năng lượng thường gây hiểu nhầm khi chỉ so sánh hiệu suất bơm ở điểm tốt nhất. Máy bơm nước thải hiếm khi hoạt động ở một điều kiện cố định. Các sự kiện mưa, sự xâm nhập, dòng chảy vào thay đổi và dòng xả điều tiết sẽ di chuyển điểm hoạt động. Một máy bơm có hiệu suất cực đại xuất sắc có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nếu nó hoạt động xa thời điểm đó trong hầu hết thời gian trong năm.

Bộ truyền động tần số thay đổi có thể cải thiện khả năng kiểm soát tải từng phần cho cả hai thiết kế, nhưng nó không điều chỉnh được cách bố trí hút kém hoặc ống hút có kích thước nhỏ. Bộ truyền động dịch chuyển điểm vận hành; nó không loại bỏ không khí khỏi đường hút. Đối với máy bơm tự mồi, trình tự điều khiển phải bao gồm giai đoạn mồi và kiểm tra mức chất lỏng trước khi máy bơm được phép chạy ở tốc độ tối đa.

Ma trận lựa chọn theo ứng dụng

Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào ứng dụng chứ không phải tùy thuộc vào sở thích của một loại máy bơm. Ma trận dưới đây đưa ra điểm bắt đầu để thảo luận, sau đó điểm làm việc và đặc tính chất rắn sẽ được xác nhận.

Kiểm tra nhà máy trước khi vận chuyển máy bơm

Một máy bơm nước thải khi xuất xưởng phải có nhiều hơn một bảng tên. Đường cong hiệu suất, trang trí bánh công tác, bố trí vòng đệm và bảo vệ động cơ phải được kiểm tra theo chế độ làm việc đã thỏa thuận. Đối với trạm có dòng chảy vào thay đổi, việc xem xét nên bao gồm các điểm cuối của đường cong dòng chảy kiệt và dòng chảy kiệt chứ không chỉ điểm thiết kế.

• Xác nhận đường cong cột áp tại đường kính và tốc độ cánh quạt đã chọn.
• Kiểm tra công suất ở lưu lượng dự kiến ​​tối đa để tránh tình trạng quá tải động cơ.
• Xem lại giới hạn NPSH để biết cách bố trí hút thực tế, đặc biệt đối với máy bơm tự mồi.
• Xác nhận lối đi tự do và loại cánh quạt so với hình dạng chất rắn.
• Kiểm tra con dấu, đầu vào cáp, miếng đệm và lớp sơn cho môi trường tại chỗ.
• Chạy thử nghiệm hiệu suất và ghi lại lưu lượng, cột áp, công suất, hiệu suất và độ rung nếu có.

Hai cơ sở sản xuất của chúng tôi có diện tích gần 60.000 m2, với sáu xưởng sản xuất hiện đại, hai xưởng lắp ráp, một xưởng thử nghiệm chuyên dụng và hơn 160 bộ thiết bị gia công. Bệ thử nghiệm rất hữu ích cho các dự án thoát nước và nước thải lớn vì nó cho phép kiểm tra máy bơm trên phạm vi dự kiến ​​thay vì chỉ tại một điểm trong danh mục. Hợp tác với các nhóm nghiên cứu công nghệ chất lỏng của trường đại học cũng hỗ trợ phát triển cánh quạt và thủy lực cho các nhiệm vụ xử lý nước thải và nước thải khác nhau.

Câu hỏi thường gặp

Máy bơm chìm có phải lúc nào cũng tốt hơn cho nước thải?

Không. Máy bơm chìm thường tốt hơn khi trạm có giếng nước, lực hút ngập nước và không gian dân dụng hạn chế. Máy bơm tự mồi thường hoạt động tốt hơn khi động cơ phải luôn khô ráo, chất lỏng phải được nâng lên hoặc việc tiếp cận bảo trì là ưu tiên hàng đầu.

Thiết kế nào xử lý chất rắn tốt hơn?

Không có thiết kế nào tự động tốt hơn. Việc xử lý chất rắn phụ thuộc vào cánh quạt, đường xoắn ốc và vật liệu. Máy bơm chìm xoáy có thể xử lý tốt vải vụn, trong khi máy bơm tự mồi xử lý rác có thể xử lý các mảnh vụn lớn hơn. Cấu hình chất rắn phải phù hợp với lối đi thực tế.

Máy bơm nước thải tự mồi có chạy khô được không?

Nó không nên. Động cơ bị khô nhưng phốt cơ khí và buồng mồi vẫn cần chất lỏng. Chạy khô có thể làm hỏng phớt, tăng nhiệt độ và giảm độ tin cậy của mồi. Kiểm soát mức chất lỏng và hẹn giờ mồi là những biện pháp bảo vệ cơ bản.

Tại sao máy bơm tự mồi lại bị mất mồi?

Các nguyên nhân phổ biến bao gồm van chân bị rò rỉ, không khí lọt vào qua khớp hút, buồng mồi khô, phớt bị mòn hoặc đường hút thoát ra sau khi tắt máy. Kiểm tra đường ống hút trước khi thay máy bơm.

Máy bơm nước thải chìm có cần giếng khô không?

Không. Chúng được thiết kế để đặt trong chất lỏng, thường là trong giếng ướt có ray dẫn hướng hoặc khớp nối di động. Trạm vẫn cần bố trí nâng hạ an toàn và hệ thống điều khiển bảo vệ chống lại tình trạng chạy khô và chạy ở mức thấp.

Máy bơm nước thải tự mồi có thể xử lý lực hút nào?

Không có con số phổ quát. Giới hạn này phụ thuộc vào yêu cầu NPSH của máy bơm, nhiệt độ chất lỏng, độ cao, ma sát của ống hút và tình trạng của van. Độ cao lý thuyết 8 m không phải là mục tiêu thực tế nếu tổn thất đường dây và biên NPSH kém.

Máy bơm nào rẻ hơn để bảo trì?

Nó phụ thuộc vào chế độ truy cập và thất bại. Máy bơm tự mồi có thể dễ kiểm tra hơn vì động cơ khô. Một máy bơm chìm có thể có chi phí xây dựng thấp hơn nhưng nỗ lực nâng cao hơn. So sánh chi phí kiểm tra định kỳ, thay thế phớt chặn, loại bỏ tắc nghẽn và thời gian ngừng hoạt động của trạm thực tế.

Khi nào nên cân nhắc sử dụng máy bơm nước thải trục đứng?

Bố trí nhiều ống hút thẳng đứng hoặc trục dài có thể hữu ích trong các hố sâu nơi không gian sàn bị hạn chế hoặc khi lắp đặt thẳng đứng giúp cải thiện khả năng hút. Nó vẫn cần một kế hoạch bảo trì rõ ràng để nâng, căn chỉnh trục và kiểm tra ổ trục.

Những thông tin cần thiết cho một báo giá đáng tin cậy?

Cung cấp loại chất lỏng, nhiệt độ, độ pH, kích thước chất rắn và hàm lượng chất xơ, phạm vi dòng chảy, cột áp, bố trí lực hút, điện áp, tần số, phương pháp điều khiển, độ sâu lắp đặt và quyền truy cập bảo trì có sẵn. Một báo giá chỉ dựa trên dòng chảy và áp lực có thể bỏ lỡ rủi ro lựa chọn thực sự.

Làm thế nào có thể giảm tắc nghẽn trong một trong hai thiết kế?

Ghép bánh công tác với chất rắn, duy trì đủ vận tốc trong đường xả, tránh lắng đọng dòng chảy thấp, sử dụng trình tự điều khiển phù hợp và cung cấp lối vào để kiểm tra. Máy bơm lớn hơn không phải lúc nào cũng giảm tắc nghẽn; lối đi và hình dạng cánh quạt quan trọng hơn.