离心泵密封水无动力回收系统研究

2017-04-12刘加树

科技创新导报 2017年2期

刘加树

摘要：造纸法烟草薄片生产中，离心泵在工作过程中会消耗大量的密封水，结合再造烟叶生产工艺设备现有的特点，设计出离心泵密封水无动力回收系统，对生产过程中离心泵密封水进行及时回收，同时系统具有的自动冲洗功能防止了过滤器堵塞，减少了过滤器清洗次数，节约了水资源的消耗，降低了生产成本。

关键词：密封水无动力离心泵回收

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（b）-0084-02

在造纸法烟草薄片生产设备中，许多设备都需要密封水，如离心泵、磨浆机等，离心泵密封水的作用是不让给水泵内的浆料通过轴与密封件之间的间隙外泄，密封水也对轴承起着冷却的作用。密封水防止主轴与盘根直接摩擦，引起盘根的损耗，起着润滑的作用。大量密封水的使用会消耗大量的水资源，增加了生产成本。

1 现有存在问题

有些设备的密封水中由于在使用过程中会掺杂物料，不能回收使用，如磨浆机、疏解机密封水。但是有些设备密封水水质几乎没有变化，如离心泵密封水。离心泵装有采样密封水流量计，密封水流量计能调整密封出水压力和流量，压力为0.2 MPa，流量为2 L/min。按照现在造纸法薄片工艺流程，有3段离心泵需要使用密封水约45个点。这45个密封水点每天需要消耗近20 t的清水。这些密封水基本上都是直接排放，造成了水资源的严重浪费，同时也增加了污水处理量。

2 系统设计

在再造烟叶生产车间一般离心泵在地面一楼，清水池在二楼，清水池进水口距离一楼地面高度为10 m左右。密封水出口水压为0.2 MPa，考虑在有一定管路压力损耗的情况下，从离心泵出口密封水依靠自身的压力完全能流入清水池。利用现场设备环境自身的特点，设计出离心泵密封水无动力回收系统。整个系统由视镜、电磁阀、溢流管、止回阀、水过滤器、控制器、管道等组成。

3 硬件实施

离心泵密封水无动力回收系統见图1。泵密封点连接支路管道。支路管道是由3路管道组成：一是萃取段管道，二是制浆段管道，三是蒸发浓缩段管道。在密封水出口安装透明视镜，能及时观测每个密封点水流动情况，在每一段汇总管路上装有止回阀，防止几个段密封水相互串流。3个支路管道密封水汇集到主路管道，在主路管道上装有电磁阀和水过滤器。过滤器前后装有电磁阀，具有自动冲洗功能。为了防止堵塞造成密封水排不出，在主路管道中装有溢流管。

离心泵密封水无动力回收系统的工作原理是：离心泵密封水从密封水流量计出口流出，由密封点通过视镜，流入各支路管道。由3路支路管道经过止回阀流入主路管道道。在主路管道中经过电磁阀进入水过滤器，水过滤器过滤掉水颗粒杂质。当管路堵塞时，主管路中的水通过溢流管流出，防止对离心机造成的损害。过滤器前后电磁阀由控制器进行控制，使得过滤器具有反冲洗功能。当出口和入口压力达到一定差值时或过滤器连续工作到规定时间时，过滤器入口电池阀和出口电池阀关闭，冲洗电池阀和排污电池阀打开。密封水不能正向从过滤器流过，密封水在过滤器反向流动，对过滤器进行冲洗。反冲洗水由滤网自外而内，将滤网上的滤渣冲掉，经排污管排出。

4 压力计算

管路由3部分组成：密封点到支路管道为φ20×1.6 mm，压力为0.2 MPa，流量为0.12 m3/h，长度约为2 m，支路管道为φ40×2 mm，平均长度约为40 m，主路管道为φ50×2 mm，长度约为80 m。

密封水点到支路管路的水头损失计算公式为：

hf为管道损失（m）；f为沿程水头损失系数为0.948×105；m为流量指数为1.77；b为管径指数为4.77；Q为流量（m3/h）；d为管内径（mm）；L为管长（m）。

hf=0.948×105×2×0.121.77/16.84.77=0.006 m。

支路管道到主路管道的水头损失为：

根据连续性方程：V1×A1=V2×A2，V2=0.12×10×0.1682/ 0.362=0.261 m3/h。

主路管路的流速为：hf =0.948×105×40×0.2611.77/364.77=0.133 m。

支路管道到主路管道的水头损失为：V1×A1=V3×A3， V2=0.12×45×0.1682/0.462=0.72 m3/h。

hf =0.948×105×88×0.721.77/464.77=0.55 m。

考虑到管路中弯头和过滤器等局部损失，水头损失乘以2倍放大系数。

hf=（0.006+0.113+0.72）×2=1.68 m。管路过程中压力损失为0.016 8 MPa。