垃圾渗滤液处理装置用MVR水蒸气压缩机的研制

②苈祝耱专题【摘要】简单介绍了垃圾渗滤液对大气、水、土壤产生的二次污染。依托已有项目合同对垃圾渗滤液处理装置用MVR水蒸气压缩机进行研制，列举了机组在研制过程中遇到的技术难点及创新点，对机组的研发意义进行了简要说明。【关键词】水蒸气压缩机高效高能头设计垃圾渗滤液处理装置用MVR水蒸气压缩机的研制沈阳鼓风机集团股份有限公司(辽宁110869)孙家姝亢天明一、刖吾垃圾渗滤液是城市垃圾填埋场在进行垃圾处理时产生的二次污染物，具有成分复杂，有机物、氯氮、重金属含量高，恶臭，微生物营养元素失衡，化学需氧量(COD)及生化需氧量(BOD)浓度极高等特点，其水质变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺以及降雨渗透量等因素的影响，垃圾渗滤液的无害化处理一直是填埋场设计运行及管理中的一大难题。目前渗滤液的处理多采用生化处理、反渗膜、热力蒸发等工艺进行处理，由于机械蒸气再增压(MVR)具有单位能耗较低，污水处理效果较好，可以完成渗滤液中污染物的固态化等优势，是当前较为主流的处理方式之一。@煳UitlllilMiⅥmv．c蜘xOlll2o18g第11期沈阳鼓风机集团针对我国当前垃圾填埋场渗滤液处理装置的特点，联合MVR蒸发工艺，针对性地开发了应用于国内各个等级垃圾填埋场的渗滤液MVR处理装置用水蒸气压缩机，完成从浓缩到结晶的整套工艺用水蒸气压缩机组，机组完成系列化，缩减业主选型周期与设备制造周期，为国内垃圾围城现状的改善作出了贡献。二技术路线及方案MVR压缩机由于压缩介质气体常数大、进口温度高这两个特点决定了达到所需的排气压力就需要消耗更多的能量，在现有可利用材料的强度极限之下，需要一套优秀的高效高能量头系数叶轮模型级进行气体的压缩工作。首先需要针对参数需求开发完整的高效高能头水蒸气压缩机模型级系列，拥有自有核心技术，在此基础上以相似准则进行设计，歼发出满足不同装置规模的离心压缩机组，使蒸气压缩机系列化和规范化。三产品结构概述目前国内91、伍垃圾渗滤液MVR蒸发处理装置中的压缩机以低速风机和罗茨风机为主，低速风机以德国Piller公司为代表，罗茨风机生产厂家较多，此两类风机由于其自身技术特点的限制，机组运行效率较低，单位蒸发水量的功率消耗在38～40kW‘h，对垃圾处理厂的运行成本相对较高。本次所开发机组为单级悬臂式齿轮增速型离心压缩机组，采用高效高能头半开三元流动叶轮模型级，以渐开线单斜齿齿轮装置为增速机构，增速箱与压缩机整体设计，整机结构紧凑，机组压缩多变效率可达到87％，使蒸发装置的单位水量功耗降低到25．8～28．5kW·h，极人地降低垃圾填埋场的运行成本。”高等级的设计标准使机组的小停饥运行时间远高J低速风机岁茨风机，机组噪声指标满足环保要求。¨缩机组为整体橇装式单级悬臂轮增速型离心压缩机，机组为布置，润滑油装置作为机组的整体呔座，缩机与驱动电动机安装}『I{滑油装之上，整个机组橇块安1：地面荩础，饥纠L~it,．-构紧凑，橇块『人J部所仃设备』‘1人】均进行连接0-J~JL械运转试验，业主现场仪埘卡}{关x,f~l、按l1进行连接后即【l『进行运转，节约r人lt；=的现场安装资源。压缩机采Jll~tlt进气，阳排结构，排气按¨m根据小川现场条什进行变更。机布置简如I所示。l∥体枕亨题四、技术关键及创新点1．MVR压缩机用高能头高效率系列叶轮模型级由于水蒸气的气体常数较大，进几温度较高，这两个特点决定了达到所需的排气压力就需要消耗更多的能量，所以导致水蒸气的压缩较为困难，公司现有的叶轮模型级达不到水蒸气机组压缩要求。所以需要针对性地开发应用干水蒸气压缩过程的相关高效叶轮模型级。在作中开发了两个水蒸气压缩机专用模型级(见图2和图3)。其中一个为能头系数为0．9的特高能开式三元模型级，另一个为能头系数为0．75的高能头闭式二元模级。设计开发过程中，使用了图1MVR压缩机机组布置简图大量先进的CFD模拟技术进行r叶轮流场的耦合计算，对叶轮的性能进行预判，经过模型试验台试验结果，本次所开发的模型级实际性能与理论计算结果拟合效果极化。图2两模型级叶轮子午面相对速度分布图图3两模型级叶轮三维实体模型2．极薄三元叶轮整体加工方法产品所使用的的叶轮是与集团公司研究院合作，研发的高能l头高效率水蒸气压缩机叶轮模型级。此叶轮结构复杂，庀叶轮的叶片极薄，最薄处仪为0．6mm，加工难度极大，目前只有同外少数儿个厂家能够制造。依据以往对叶轮加]的研究和经验，制订了合理的加JrJ，充分克服高效模型级的叶片设计导致通用柳艇2018年第11期、、．ct}jx．‘t)lll的加工困难，完成了对极薄三元叶轮的加工工艺开发工作。粗加工先采用直径较大的刀具，去除大部分余量。由于该种叶轮叶片薄，叶片的数量多，精加工叶片采用的是分步骤的编程方法，精