水泵與水泵站1第一章水泵根底知識(shí)第二章水泵站第三章水泵運(yùn)行中常見(jiàn)故障及防御2第一章水泵根底知識(shí)一、泵的類(lèi)型1、根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)分：(見(jiàn)下頁(yè))2、根據(jù)介質(zhì)分：清水泵、污水〔污物〕泵、油泵、耐腐蝕泵、襯氟泵、排污泵等；3、從使用安裝方式分：管道泵、液下泵、潛水泵等。34二、泵的適用范圍和特性比較表指標(biāo)葉片泵容積泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定,隨管路情況變化而變化恒定范圍m3/h1.6~30000150~2450000.4~100~6001~600揚(yáng)程特點(diǎn)對(duì)應(yīng)一定流量,只能對(duì)應(yīng)一定揚(yáng)程對(duì)應(yīng)一定流量可以達(dá)到不同揚(yáng)程,由管路系統(tǒng)確定范圍10~2600m2~20m8~150m0.2~100MPa0.2~50MPa效率特點(diǎn)在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高,偏離愈遠(yuǎn),效率愈低揚(yáng)程高時(shí)效率降低很少揚(yáng)程高時(shí)效率降低很大范圍(最高點(diǎn))0.5~0.80.7~0.90.25~0.50.7~0.850.6~0.8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,體積小,重量輕,安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜,振動(dòng)大,體積大,造價(jià)高同葉片泵適用范圍粘度較低的各種介質(zhì)(水)特別適用于大流量,低揚(yáng)程,粘度較低的介質(zhì)特別適用于小流量,較高壓力的低粘度清潔介質(zhì)適用于高壓力,小流量的清潔介質(zhì)(含懸浮液或要求完全無(wú)泄漏可用隔膜泵)適用于中低壓力,中小流量,尤其適用于粘度高的介質(zhì)56葉輪按其蓋板情況可分封閉式葉輪、敞開(kāi)式葉輪和半開(kāi)式葉輪3種形式封閉式敞開(kāi)式半開(kāi)式7三、水泵的工作原理(葉片泵)

1、離心泵的工作原理

水泵開(kāi)動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提相高處的，故稱(chēng)離心泵。8〔1〕單級(jí)單吸離心泵IS型單級(jí)單吸離心泵9IS型單級(jí)單吸離心泵10單級(jí)單吸離心泵結(jié)構(gòu)原理圖：11S型單級(jí)雙吸離心泵〔2〕單級(jí)雙吸離心泵12s型單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)原理圖：

13〔3〕多級(jí)離心泵DL、DLE型立式多級(jí)離心泵LG立式多級(jí)泵14QJ型潛水深井泵XBD5.4/10-LG型立式多級(jí)消防泵組15D、DG型多級(jí)離心泵...16GDL立式多級(jí)泵結(jié)構(gòu)圖

17沖壓立式多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖

18DG型泵系臥式單吸多級(jí)分段式離心泵

192、軸流泵的工作原理

軸流泵與離心泵的工作原理不同，它主要是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力提水。軸流泵葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)水所產(chǎn)生的升力，可把水從下方推到上方。

軸流泵的葉片一般浸沒(méi)在被吸水源的水池中。由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在葉片產(chǎn)生的升力作用下，連續(xù)不斷的將水向上推壓，使水沿出水管流出。葉輪不斷的旋轉(zhuǎn)，水也就被連續(xù)壓送到高處。

*軸流泵的一般特點(diǎn)

〔1〕水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸向吸入、軸向流出，因此稱(chēng)軸流泵。

〔2〕揚(yáng)程低〔1～13米〕、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網(wǎng)區(qū)排灌。

〔3〕起動(dòng)前不需灌水，操作簡(jiǎn)單。20軸流泵工作原理示意圖：

21軸流泵抽水裝置示意圖：2223軸流泵樞紐〔嘉興市〕24軸流泵樞紐〔嘉興市〕25軸流泵樞紐〔鹽官排澇樞紐〕263、混流泵的工作原理

由于混流泵的葉輪形狀介于離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間，因此，混流泵的工作原理既有離心力又有升力，靠?jī)烧叩木C合作用，水那么以與軸組成一定角度流出葉輪，通過(guò)蝸殼室和管路把水提向高處。27281、前泵蓋2、泵體3、葉輪螺母4、葉輪5、后泵蓋6、機(jī)封壓蓋7、機(jī)械密封組合8、軸套9、前軸承壓蓋10、托架11、泵軸12、軸承盒13、后軸承壓蓋混流泵結(jié)構(gòu)原理圖：

291.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)，是選型時(shí)需要考慮的重要因素。｛介質(zhì)名稱(chēng)、介質(zhì)特性〔腐蝕性、磨蝕性、毒性等〕、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力、氣體含量、是否結(jié)晶等｝2.工藝參數(shù)〔選型重要依據(jù)〕(1)流量Q:工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送的介質(zhì)量，工藝人員一般應(yīng)給出正常、最小和最大流量。泵數(shù)據(jù)表上往往只給出泵的正常和額定流量。選泵時(shí)，要求額定流量不小于裝置的最大流量或取正常流量的1.1～1.15倍。(2)揚(yáng)程H:工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱(chēng)計(jì)算揚(yáng)程。一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.05～1.1倍。(3)進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd:進(jìn)、指泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。(4)溫度T:泵進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。(5)裝置汽蝕余量NPSHa:有效汽蝕余量(6)操作狀態(tài):操作狀態(tài)分連續(xù)操作和間歇操作兩種。四、泵選型條件

30—般水泵大中型泵站臺(tái)數(shù)以4～8臺(tái)為宜。中小型泵站以３～６臺(tái)為宜，小型泵站以２～３臺(tái)為宜，

對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，一般只用一臺(tái)，因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng)，〔指揚(yáng)程、流量相同〕，大泵效率高于小泵，故從節(jié)能角度講寧可選一臺(tái)大泵，而不用兩臺(tái)小泵，但遇有以下情況時(shí)，可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)工作：

*流量很大，一臺(tái)泵達(dá)不到此流量。

*對(duì)于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺(tái)較小的泵工作，一臺(tái)備用〔共三臺(tái)〕

*對(duì)某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作，不用備用泵，在一臺(tái)泵檢修時(shí)，另一抬泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送。

*對(duì)需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，應(yīng)備用三臺(tái)泵，運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，一臺(tái)

維修。

泵的臺(tái)數(shù)和備用率31泵的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)、操作周期和泵的結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇。〔見(jiàn)下頁(yè)〕離心泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸液無(wú)脈動(dòng)，流量調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵。〔1〕有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵。〔2〕揚(yáng)程要求很高，流量很小無(wú)適宜小流量高揚(yáng)程離心泵可選時(shí)，可選用往復(fù)泵；如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。〔3〕揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。〔4〕介質(zhì)黏度較大〔﹥650～1000mm2/s)時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵，如：螺桿泵或往復(fù)泵；黏度特別大時(shí)，可選用特殊設(shè)計(jì)的高黏度螺桿泵和高黏度往復(fù)泵。〔5〕介質(zhì)含氣量﹥5%，流量較小且黏度﹤37.4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動(dòng)，可選用往復(fù)泵。〔6〕對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如：自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、自吸式容積泵。五、泵類(lèi)型的選擇

32圖1：泵類(lèi)型選擇框圖〔根據(jù)框圖可以初步確定符合裝置參數(shù)和介質(zhì)要求的泵類(lèi)型〕計(jì)量要求黏度﹥650mPa.sQ≤600m3/hH≤20m含氣量﹥5%黏度≤H≤150mQ≤10m3/h容積式泵超出范圍計(jì)量泵n2>300混流泵軸流泵離心泵否有旋渦泵無(wú)n=1450r/minn2=3.65nQ1/2/H3/4是否是是否否否否否否是是是是是33泵的系列是指泵廠生產(chǎn)的同一類(lèi)結(jié)構(gòu)和用途的泵，如：IS型清水泵，Y型油泵，ZA型化工流程泵，SJA型化工流程泵等。當(dāng)泵的類(lèi)型確定后，就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來(lái)選擇泵系列和材料。如確定選用離心泵后，可以進(jìn)一步考慮如下工程：〔1〕根據(jù)介質(zhì)特性決定選用哪種特性泵，如：清水泵、耐腐蝕泵，或化工流程泵和雜質(zhì)泵等。介質(zhì)為劇毒、貴重或有放射性等不允許泄露物質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮選用無(wú)泄漏泵〔如：屏蔽泵、磁力泵〕或帶有泄漏收集和泄漏報(bào)警裝置的雙端面機(jī)械密封。如介質(zhì)為液化烴等易揮發(fā)液體應(yīng)選用低汽蝕余量蹦，如：筒型泵。〔2〕根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件選擇臥式泵、立式泵〔含液下泵管道泵〕。〔3〕根據(jù)流量大小選用單吸泵、雙吸泵、或小流量離心泵。〔4〕根據(jù)揚(yáng)程上下選用單級(jí)泵、多級(jí)泵，或高速離心泵等。以上各項(xiàng)確定后可根據(jù)各類(lèi)泵中不同系列泵的特點(diǎn)及生產(chǎn)廠的條件，選擇適宜的泵系列及生產(chǎn)廠。六、泵系列和材料的選擇

34七、泵型號(hào)確實(shí)定352.離心泵型號(hào)確實(shí)定〔1〕額定流量和揚(yáng)程確實(shí)定額定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值時(shí)，取正常流量的1.1～1.5倍。額定揚(yáng)程一般取裝置所需揚(yáng)程的1.05～1.1倍。對(duì)黏度＞20mm2/s或含固體顆粒的介質(zhì)，需換算成輸送清水時(shí)的額定流量和揚(yáng)程，再進(jìn)行以下工作。〔2〕查系列型圖譜按額定流量和揚(yáng)程查出初步選擇的泵型號(hào)，可能為1種，也可能為2種以上。〔3〕校核按性能曲線校核泵的額定工作點(diǎn)是否落在泵的高效工作區(qū)內(nèi)；校核泵的裝置汽蝕余量NPSHa-必需汽蝕余量NPSHr是否符合要求。當(dāng)不滿足時(shí)，應(yīng)采取有效措施加以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)符合以上條件者有2種以上規(guī)格時(shí)，要選擇綜合指標(biāo)高者為最終選定的泵型號(hào)。具體可比較以下參數(shù)：效率〔泵效率高者為優(yōu)〕、重量〔泵重量輕者為優(yōu)〕和價(jià)格〔泵價(jià)格低者為優(yōu)〕。36八、原動(dòng)機(jī)功率確實(shí)定1.泵的軸功率Pa計(jì)算(1)葉片式泵KW(2)容積式泵KW2.原動(dòng)機(jī)的配用功率KW3.根據(jù)爆炸區(qū)域、防爆等級(jí)、電源和供氣情況等選擇適宜的原動(dòng)機(jī)。H—泵的額定揚(yáng)程,mQ—泵的額定流量,m3/sρ—介質(zhì)密度,kg/m3η—泵額定工況下的效率Pa—泵額定工況下的軸功率,KWPd—泵出口壓力,MPaPs—泵入口壓力,MPaηt—泵傳動(dòng)裝置效率K—原動(dòng)機(jī)效率裕量系數(shù)37軸封是防止泵軸與殼體處泄露而設(shè)置的密封裝置。常用的軸封型式有：填料密封、機(jī)械密封和動(dòng)力密封。往復(fù)泵的軸封通常是填料密封。當(dāng)輸送不允許泄漏介質(zhì)時(shí)，可采用隔膜式往復(fù)泵。旋轉(zhuǎn)式泵〔含葉片式泵、轉(zhuǎn)子泵等〕的軸封主要有填料密封、機(jī)械密封和動(dòng)力密封。1.填料密封:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格廉價(jià)、維護(hù)方便，但泄漏量大、功耗損失大。因此填料密封用于輸送一般介質(zhì)，如水；一般不適用于石油及化工介質(zhì)，特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質(zhì)中。2.機(jī)械密封:〔也稱(chēng)端面密封〕密封效果好，泄漏量很小，壽命長(zhǎng)，但價(jià)格貴，加工安裝維護(hù)保養(yǎng)比一般密封要求高。機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì)，可用于各種不同粘度、強(qiáng)腐蝕性和含顆粒的介質(zhì)。3.動(dòng)力密封:分為背葉片密封和副葉輪密封兩類(lèi)。泵工作時(shí)靠背葉片〔或副葉輪〕的離心力作用使軸封處的介質(zhì)壓力下降至常壓或負(fù)壓狀態(tài)，使泵在使用過(guò)程中不泄漏。停車(chē)時(shí)離心力消失，靠背葉片〔或副葉輪〕的密封作用失效，這時(shí)靠停車(chē)密封裝置起到密封作用。與背葉片〔或副葉輪〕配套的停車(chē)密封裝置中較多采用填料密封。動(dòng)力密封性能可靠，價(jià)格廉價(jià)，維護(hù)方便，適用于輸送含有固體顆粒較多的介質(zhì)。缺點(diǎn)：功率損失較機(jī)械密封大，且其停車(chē)密封裝置的壽命較短。九、軸封形式確實(shí)定38泵用聯(lián)軸器一般選用撓性聯(lián)軸器，目的是傳遞功率，補(bǔ)償泵軸與電機(jī)軸的相對(duì)位移，減低對(duì)聯(lián)軸器安裝的精確對(duì)中要求，緩和沖擊，改變軸系的自振頻率和防止發(fā)生危害性振動(dòng)等。泵常用聯(lián)軸器有：1.爪型彈性聯(lián)軸器2.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器3.膜片聯(lián)軸器4.液力偶合器十、聯(lián)軸器及其選用

39又稱(chēng)彈性塊聯(lián)軸器，其特點(diǎn)：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，價(jià)格廉價(jià)，常用于小功率及不太重要的場(chǎng)合。1.爪型彈性聯(lián)軸器40

彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器以柱銷(xiāo)與兩半聯(lián)軸器的凸緣相聯(lián)，柱銷(xiāo)的一端以圓錐面和螺母與半聯(lián)軸器凸緣上的錐形銷(xiāo)孔形成固定裝配，另一端帶有彈性套，裝在另一半聯(lián)軸器凸緣的柱孔銷(xiāo)中。彈性套用橡膠制成。

彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換容易，尺寸小，重量輕，傳動(dòng)扭矩大，廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)泵中。2.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器41

膜片聯(lián)軸器是采用一組厚度很薄的金屬?gòu)椈善瞥筛鞣N形狀，用螺栓分別與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接。

膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要潤(rùn)滑和維護(hù)，抗高溫，抗不對(duì)中性能好，可靠性高，傳動(dòng)扭距大，但價(jià)格較高。水泵行業(yè)推薦的膜片聯(lián)軸器為JM1J型接中間軸整體式膜片聯(lián)軸器。3.膜片聯(lián)軸器424.液力偶合器:液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，又稱(chēng)液力聯(lián)軸器。液力耦合器其結(jié)構(gòu)主要由殼體、泵輪、渦輪三個(gè)局部組成，如下圖。液力耦合器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能通過(guò)泵輪傳給液壓油，液壓油在循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中又將動(dòng)能傳給渦輪輸出。液力耦合器啟動(dòng)平穩(wěn)，有過(guò)載保護(hù)及無(wú)級(jí)調(diào)速等功能，缺點(diǎn)是存在一定的功率損耗，價(jià)格較貴。一般均用于大功率或工況需經(jīng)常改變的大泵。43第二章給水泵站44一、一般分類(lèi)和按作用分類(lèi)1.一般分類(lèi)按室內(nèi)外地坪標(biāo)高可分為：地面式泵站、地下式泵站、半地下式泵站按操作方式分為：人工手動(dòng)、半自動(dòng)化、自動(dòng)化和遙控等2.按作用分類(lèi)：取水泵站、送水泵站、加壓泵站、循環(huán)水泵站2.1泵站分類(lèi)與特點(diǎn)451〕取水泵站〔一級(jí)泵站〕取水泵站由吸水井、泵房及閘閥井等3局部組成。工藝流程〔地面水取水泵站工藝流程〕：213451一水源；2一吸水井；3一取水泵房；4一閘閥井〔即切換井〕;5一凈水廠46取水泵站特點(diǎn)：〔1〕靠江臨水河道的水文、水運(yùn)、地質(zhì)以及航道的變化等都會(huì)直接影響到取水泵站本身的埋深、結(jié)構(gòu)形式以及工程造價(jià)等。〔2〕水位變化大〔3〕泵房的高度高一般采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)泵房平面面積大小對(duì)泵站的工程造價(jià)影響大，“貴在平面〞。47設(shè)計(jì)泵房應(yīng)注意的問(wèn)題：機(jī)組及各輔助設(shè)施的布置，應(yīng)盡可能地充分利用泵房?jī)?nèi)的面積；結(jié)構(gòu)計(jì)算；穩(wěn)定驗(yàn)算：抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等；近遠(yuǎn)期相結(jié)合，考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性，〞百年大大計(jì)，一次完成〞。施工空間、時(shí)間的安排，應(yīng)在枯水期搶工期。48495051522〕送水泵站〔二級(jí)泵站，清水泵站〕凈化構(gòu)筑物處理后的出廠水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵從吸水井中吸水，通過(guò)輸水干管將水輸往管網(wǎng)。〔1〕特點(diǎn)：供水情況直接受用戶用水情況的影響，其出廠流量與水壓在一天內(nèi)各個(gè)時(shí)段中是不斷變化的。〔2〕送水泵站工藝流程：1一清水池；2一吸水井；3一送水泵站；4一管網(wǎng)；5一高地水池〔水塔〕吸水井送水泵站清水池水塔管網(wǎng)53〔3〕吸水井型式：合建式分建式送水泵站吸水水位變化范圍小，通常不超過(guò)3～4m，因此泵站埋深較淺。送水泵站為了適應(yīng)管網(wǎng)中用戶水量和水壓的變化，必須設(shè)置各種不同型號(hào)和臺(tái)數(shù)的水泵機(jī)組。543〕加壓泵站55加壓泵站供水方式加壓泵站供水方式1一二級(jí)泵房；2一增壓泵房；3一水庫(kù)泵站；4一配水管網(wǎng)；5一輸水管；6一逆止閥564〕循環(huán)水泵站

在某些工業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)用水可以循環(huán)使用或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后回用時(shí)采用。在循環(huán)系統(tǒng)的泵站中，一般設(shè)置輸送冷、熱水的兩組水泵，熱水泵將生產(chǎn)車(chē)間排出的廢熱水，壓送到冷卻構(gòu)筑物進(jìn)行降溫，冷卻后的水再由冷水泵抽送到生產(chǎn)車(chē)間使用。循環(huán)給水系統(tǒng)工藝流程

1一生產(chǎn)車(chē)間；2一凈水構(gòu)筑物；3一熱水井；4一循環(huán)泵站；5一冷卻構(gòu)筑物；6一集水池；7一補(bǔ)充新鮮水572.2水泵選擇58二、選型的方法和步驟1、確定水泵的流量和揚(yáng)程；2、泵型初選：根據(jù)“水泵的型譜圖〞；3、精選水泵；4、確定泵型。59602〕揚(yáng)程一級(jí)泵站中水泵的揚(yáng)程是根據(jù)所采用的給水系統(tǒng)的工作條件來(lái)決定的。

泵站所需的揚(yáng)程按下式計(jì)算：

H=HsT+∑hs+∑hd+〔1.5－2〕m式中H—泵站的揚(yáng)程〔m);

HsT—靜揚(yáng)程，采用吸水井的最枯水位〔或最低動(dòng)水位〕與凈化構(gòu)筑物進(jìn)口水面標(biāo)高差〔m);

∑hs—吸水管路的水頭損失〔m);

∑hd—輸水管路的水頭損失〔m〕。

此外，計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮增加一定的平安水頭，一般為1.5～2m。3〕臺(tái)數(shù)同型號(hào)1－3臺(tái)，每臺(tái)流量

Qri=Qa/Kn，Kn＝1.0、1.9、2.51、2.84、3等。

每臺(tái)效率〔%〕=100%、95%、83.7%、71%612、二級(jí)泵站一般按最大日逐時(shí)用水變化曲線來(lái)確定各時(shí)段中水泵的分級(jí)供水線。分級(jí)供水的優(yōu)點(diǎn)：在于管網(wǎng)中水塔的調(diào)節(jié)容積遠(yuǎn)較均勻供水時(shí)為小。但是，分級(jí)不宜太多，因?yàn)榉旨?jí)供水需設(shè)置較多的水泵，將增大泵站面積，清水池的調(diào)節(jié)容積也要加大，此外，二級(jí)泵站的輸水管直徑也要相應(yīng)加大，因?yàn)楸仨毎醋畲笠患?jí)供水流量來(lái)設(shè)計(jì)輸水管道的直徑。

通常對(duì)于小城市的給水系統(tǒng)，由于用水量不大，大多數(shù)采用泵站均勻供水方式，即泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日平均時(shí)用水量計(jì)算。這樣，雖然水塔的調(diào)節(jié)容積占全日用水量的百分比值較大，但其絕對(duì)值不大，在經(jīng)濟(jì)上還是適宜的。62對(duì)于大城市的給水系統(tǒng)，有的采取無(wú)水塔、多水源、分散供水系統(tǒng)，因此宜采取泵站分級(jí)供水方式，即泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算，而運(yùn)用多臺(tái)同型號(hào)或不同型號(hào)的水泵的組合來(lái)適應(yīng)用水量的變化。對(duì)于中等城市的給水系統(tǒng)，應(yīng)視給水管網(wǎng)中有無(wú)水塔以及水塔在管網(wǎng)中的位置而定，可分多種情況通過(guò)管網(wǎng)平差后確定。1〕流量式中:Qh—最高日最高時(shí)流量〔m3/h);

Qd—供水對(duì)象最高日用水量〔m3/d);

β—給水系統(tǒng)自用水系數(shù)，一般取β=1.01～1.02;T—為二級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)。632)揚(yáng)程按管網(wǎng)最不利控制點(diǎn)要求的揚(yáng)程來(lái)確定設(shè)計(jì)最大揚(yáng)程。

H=HsT+∑h+〔1.5－2〕m=HsT’+Hsev+∑h+〔1.5－2〕m式中:式中H—泵站的揚(yáng)程〔m);

HsT’—靜揚(yáng)程，采用吸水井的最低水位與管網(wǎng)控制點(diǎn)〔最不利點(diǎn)〕地面標(biāo)高差〔m);

∑h—輸水管路和管網(wǎng)的水頭損失〔m);

Hsev—控制點(diǎn)所需的效勞水頭〔m〕。

此外，計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮增加一定的平安水頭，一般為1.5～2m。64〔3〕臺(tái)數(shù)：同〔異〕型號(hào)水泵2－3臺(tái)并聯(lián)滿足Qmax和Hmax的要求，再以各單泵工作和兩〔三〕臺(tái)并聯(lián)滿足分級(jí)供水的需要。3.循環(huán)泵站：都是均勻供水，取Qr=QoH=HsT+∑h+〔1.5－2〕m65四、選泵要點(diǎn)選泵就是要確定水泵的型號(hào)和臺(tái)數(shù)。對(duì)于各種不同功能的泵站，選泵時(shí)考慮問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)有所不同，一般可歸納如下：

1、大小兼顧，調(diào)配靈活給水系統(tǒng)中的用水量、所需的水壓是逐年、逐日、逐時(shí)地變化。選泵時(shí)不能僅僅只滿足最大流量和最高水壓時(shí)的要求，還必須全面顧及用水量的變化。

66672、型號(hào)整齊，互為備用

從泵站運(yùn)行管理與維護(hù)檢修的角度來(lái)看，如果水泵的型號(hào)太多那么不便于管理。一般希望能選擇同型號(hào)的水泵并聯(lián)工作，這樣無(wú)論是電機(jī)、電器設(shè)備的配套與貯備，管道配件的安裝與制作均會(huì)帶來(lái)很大的方便。對(duì)于水源水位變化不大的取水泵站，管網(wǎng)中設(shè)有足夠調(diào)節(jié)容量的網(wǎng)前水塔〔或高地水池〕的送水泵站以及流量與揚(yáng)程比較穩(wěn)定的循環(huán)水泵站，均可在選泵中采用本要點(diǎn)給予側(cè)重考慮。當(dāng)全日均勻供水時(shí)，泵站可以選2～3臺(tái)同型號(hào)的水泵并聯(lián)運(yùn)行。

683、合理地用盡各水泵的高效段

單級(jí)雙吸式離心泵是給水工程中常用的一種離心泵〔如Sh型、SA型〕。它們的經(jīng)濟(jì)工作范圍〔即高效段〕，一般在0.85Qp～1.15Qp之間〔Qp為水泵銘牌上的額定流量值〕。選泵時(shí)應(yīng)充分利用各水泵的高效段。4．近遠(yuǎn)期相結(jié)合特別是在經(jīng)濟(jì)開(kāi)展活潑的地區(qū)和年代，以及擴(kuò)建比較困難的取水泵站中，可考慮近期用小泵大根底的方法，近期開(kāi)展采用換大泵輪以增大水量，遠(yuǎn)期采用換大泵的措施。5、大中型泵站需作選泵方案比較

6、水泵并聯(lián)、串聯(lián)

并聯(lián)：流量Q匹配；同型號(hào)1臺(tái)效率為1Q，2臺(tái)1.9Q，3臺(tái)2.51Q，4臺(tái)2.84Q。串聯(lián)：揚(yáng)程H匹配。69【例】根據(jù)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)資料，最高日最高時(shí)用水量為920L/s，時(shí)變化系數(shù)Kh=1.7，日變化Kd=1.3，管網(wǎng)最大用水時(shí)水頭損失為11.5m，輸水管水頭損失為1.5m,泵站吸水井最低水位到管網(wǎng)中最不利點(diǎn)地形高差為2m，用水區(qū)建筑物層數(shù)為3層。試進(jìn)行送水泵站水泵的選型設(shè)計(jì)。

【解】管網(wǎng)要求的效勞水頭為16m，假設(shè)用水量最大時(shí)泵站內(nèi)水頭損失為2m，那么可求得泵站的最大揚(yáng)程為：H=2+1.5+11.5+2+16+2=35m每臺(tái)泵最大供水量為：Qri=Qa/Kn根據(jù)求得的揚(yáng)程H、流量Qri、并聯(lián)臺(tái)數(shù)選擇水泵型號(hào)。70五、選泵時(shí)應(yīng)考慮的其他因素1、水泵的構(gòu)造形式對(duì)泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)形式的影響，因而對(duì)泵站的造價(jià)有較大的影響。2、應(yīng)保證水泵的正常吸水條件。3、應(yīng)選用效率高的水泵，盡量采用大泵。4、選用備用泵。5、選用系列泵和定型生產(chǎn)的泵。71六、選泵后的校核7273歸納起來(lái)，選泵應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1〕在滿足最大工況要求的條件下，應(yīng)盡量減少能量的浪費(fèi)；

(2〕合理地利用各水泵的高效率段；

(3〕盡可能選用同型號(hào)泵，使型號(hào)整齊，互為備用；

(4〕盡量選用大泵，但也應(yīng)按實(shí)際情況考慮大小兼顧，靈活調(diào)配；

(5〕假設(shè)h值變化大，那么可選不同型號(hào)泵搭配運(yùn)行。

(6〕保證吸水條件，照顧根底平齊，減少泵站埋深；

(7〕考慮必要的備用機(jī)組；

(8〕進(jìn)行消防用水時(shí)的校核；

(9〕考慮泵站的開(kāi)展，實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合；

(10〕盡量選用當(dāng)?shù)爻膳a(chǎn)的水泵型號(hào)。74第三章水泵運(yùn)行中常見(jiàn)故障及防御一、汽蝕〔一〕汽蝕現(xiàn)象

液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡，流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕潰滅。

泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，假設(shè)其過(guò)流局部的局部區(qū)域〔通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處〕因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬外表，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。

75在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。

〔二〕、泵汽蝕根本關(guān)系式

泵發(fā)生汽蝕的條件是由泵本身和吸入裝置兩方面決定的。因此，研究汽蝕發(fā)生的條件，應(yīng)從泵本身和吸入裝置雙方來(lái)考慮，泵汽蝕的根本關(guān)系式為

NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa

NPSHa=NPSHr(NPSHc)——泵開(kāi)始汽蝕

NPSHaNPSHa>NPSHr(NPSHc)——泵無(wú)汽蝕

式中：NPSHa——裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕；

NPSHr——泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好；

NPSHc——臨界汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量；

[NPSH]——許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量，通常取[NPSH]=〔1.1～1.5〕NPSHc。76〔三〕裝置汽蝕余量的計(jì)算

NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg

〔四〕防止發(fā)生汽蝕的措施

欲防止發(fā)生汽蝕必須提高NPSHa，使NPSHa>NPSHr可防止發(fā)生汽蝕的措施如下：

1．減小幾何吸上高度hg〔或增加幾何倒灌高度〕；

2．減小吸入損失hc，為此可以設(shè)法增加管徑，盡量減小管路長(zhǎng)度，彎頭和附件等；

3．防止長(zhǎng)時(shí)間在大流量下運(yùn)行；

4．在同樣轉(zhuǎn)速和流量下，采用雙吸泵，因減小進(jìn)口流速、泵不易發(fā)生汽蝕；

5．泵發(fā)生汽蝕時(shí)，應(yīng)把流量調(diào)小或降速運(yùn)行；

6．泵吸水池的情況對(duì)泵汽蝕有重要影響；

7．對(duì)于在苛刻條件下運(yùn)行的泵，為防止汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料。

77二、水錘〔一〕水錘現(xiàn)象

當(dāng)壓力管道中的液體，遇到閥門(mén)突然關(guān)閉或開(kāi)啟以及水泵的突然停運(yùn)或啟動(dòng)時(shí)，在瞬間內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生急劇的變化，引起其動(dòng)量的迅速改變，從而造成管道中液體的壓力顯著地、反復(fù)地、迅速變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水錘現(xiàn)象。〔二〕水錘危害發(fā)生水錘現(xiàn)象時(shí)，管道內(nèi)液體壓力驟然大幅度波動(dòng)，其壓力可能到達(dá)管中液體原來(lái)正常壓力的幾十倍甚至上百倍，可能導(dǎo)致管道系統(tǒng)的強(qiáng)烈振動(dòng)、噪音、甚至使管道嚴(yán)重變形、爆裂及損壞水力設(shè)備等。78〔三〕防止水錘的措施消除水錘現(xiàn)象的發(fā)生一般采取如下措施：〔1〕增加閥門(mén)的啟動(dòng)時(shí)間；〔2〕盡量縮短管道的長(zhǎng)度：〔3〕在管道上裝設(shè)平安閥，以限制壓力升高的數(shù)值；〔4〕安裝水錘消除器。79隔膜式水錘消除器80活塞式水錘消除器81水錘消除器安裝位置82水錘消除器安裝位置83三、水泵的運(yùn)行〔一〕開(kāi)泵與停泵1.離心泵啟動(dòng)前得檢查：工作人員在水泵啟動(dòng)前，應(yīng)先對(duì)水泵進(jìn)行全面檢查，各部件是否正常，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，泵內(nèi)有無(wú)聲響，軸承潤(rùn)滑是否清潔，油是否符合標(biāo)準(zhǔn)，填料密封冷卻水閥是否翻開(kāi)，壓蓋松緊是否適合，進(jìn)水水位是否到位，出水管閥門(mén)是否關(guān)閉，電源、開(kāi)關(guān)、儀表等是否正常。842.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)：水泵啟動(dòng)后應(yīng)立即關(guān)閉排氣閥，注意真空表和壓力表讀數(shù)是否上升，軸承、填料函是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，通常填料處呈滴水漏水，假設(shè)無(wú)滴水，那么說(shuō)明填料壓蓋過(guò)緊，應(yīng)將壓蓋放松，假設(shè)漏水多進(jìn)氣，應(yīng)將壓蓋壓緊一些。找開(kāi)出水閥。水泵運(yùn)行后，翻開(kāi)出水閥，壓力表指針緩慢下降，直到出水管壓力正常為止。電流表逐漸到達(dá)額定數(shù)值，說(shuō)明水泵正常運(yùn)行。再查、看、聽(tīng)機(jī)組運(yùn)行及各種儀表等，填寫(xiě)運(yùn)行記錄。而后按規(guī)定進(jìn)行巡回檢查，監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行情況，以確保供水。3.停泵：停泵前要慢慢關(guān)閉出水管上的閥門(mén)，是電動(dòng)機(jī)最后到達(dá)空載狀態(tài)，閥門(mén)完全關(guān)閉后切斷電源，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。85〔二〕水泵運(yùn)行中的主意事項(xiàng)1.聲音與震動(dòng)：水泵在運(yùn)行中機(jī)組平穩(wěn)，聲音正常而不間斷，如有不正常的聲音和震動(dòng)發(fā)生，是水泵發(fā)生故障的前奏，應(yīng)立即停泵檢查。2.溫度與油量：水泵運(yùn)行時(shí)對(duì)軸承的溫度和油溫，應(yīng)經(jīng)常巡檢，用溫度表所量測(cè)的軸承溫度：滑動(dòng)軸承最高溫度為85℃，滾動(dòng)軸承最高溫度為90℃。工作中可以用手觸軸承座，假設(shè)燙手不能停留時(shí)，說(shuō)明溫度過(guò)高，應(yīng)停泵檢查。軸承中的潤(rùn)滑油要適中，用機(jī)油潤(rùn)滑的軸承要經(jīng)常檢查，即使補(bǔ)足油量。同時(shí)動(dòng)力機(jī)溫度也不能過(guò)高，填料密封應(yīng)正常，假設(shè)發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，必須停機(jī)檢查。863.儀表變化：水泵啟動(dòng)后，要注意各種儀表指針位置，在正常運(yùn)行情況下，指針應(yīng)穩(wěn)定在一個(gè)位置上根本不變，假設(shè)指針發(fā)生劇烈變化，要立即查明原因。〔1〕離心泵：假設(shè)真空表指針突然上升或過(guò)高，可能是進(jìn)水水管被堵塞，或進(jìn)水池水位過(guò)低，應(yīng)停機(jī)檢查。假設(shè)壓力表指針突然下降到零，要立即關(guān)閉出水閥，停泵進(jìn)行檢查。假設(shè)出水壓力突然下降，說(shuō)明用水大增，或水管破裂大量漏水。也可能是供電線路發(fā)生問(wèn)題，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降造成水泵揚(yáng)程下降等。當(dāng)然也可能是壓力表?yè)p壞。電流表指數(shù)上升，指針搖擺不止，電動(dòng)機(jī)繞阻可能發(fā)生問(wèn)題，要及時(shí)切斷電源停泵檢查，以免電機(jī)被燒壞。電流表讀數(shù)超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電流，不一定立即停泵，要查明原因，使其在允許范圍之內(nèi)。電流表讀數(shù)下降，可能是