1、2第一章第一章 水泵基础知识水泵基础知识第二章第二章 水泵站水泵站第三章第三章 水泵运行中常见故障及防御水泵运行中常见故障及防御9（1）单级单吸离心泵）单级单吸离心泵IS型单级单吸离心泵10IS型单级单吸离心泵11单级单吸离心泵结构原理图：单级单吸离心泵结构原理图：12S型单级双吸离心泵型单级双吸离心泵（2）单级双吸离心泵）单级双吸离心泵13 s型单级双吸离心泵结构原理图：型单级双吸离心泵结构原理图：14（3）多级离心泵）多级离心泵DL、DLE型立式多级离心泵型立式多级离心泵LG立式多级泵立式多级泵15QJ型潜水深井泵型潜水深井泵XBD5.4/10-LG型立式多级消防泵组型立式多级消防泵组16
2、D、DG型多级离心泵.17GDL立式多级泵结构图 18冲压立式多级离心泵结构图 19DG型泵系卧式单吸多级分段式离心泵 202、轴流泵轴流泵的工作原理的工作原理 轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。*轴流泵的一般特点 （1）水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。（2）扬程低（113米）、流量大、效益高，适于平原、湖
3、区、河网区排灌。（3）起动前不需灌水，操作简单。21轴流泵工作原理示意图：轴流泵工作原理示意图：22轴流泵抽水装置示意图：轴流泵抽水装置示意图：2324轴流泵枢纽（嘉兴市）轴流泵枢纽（嘉兴市）25轴流泵枢纽（嘉兴市）轴流泵枢纽（嘉兴市）26轴流泵枢纽（盐官排涝枢纽）轴流泵枢纽（盐官排涝枢纽）273、混流泵混流泵的工作原理的工作原理 由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。28291、前泵盖 2、泵体 3、叶轮螺母 4、叶轮 5、后泵盖 6、机封压盖 7、机械密封
4、组合 8、轴套 9、前轴承压盖 10、托架 11、泵轴 12、轴承盒 13、后轴承压盖 混流泵结构原理图：混流泵结构原理图：301.输送介质的物理化学性能输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时需要考虑的重要因素。介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等2.工艺参数（选型重要依据）(1)流量Q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。泵数据表上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.11.15倍。(2)扬程H:工艺装置所
5、需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05 1.1倍。(3)进口压力Ps和出口压力Pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。(4)温度T:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。(5)装置汽蚀余量NPSHa:有效汽蚀余量(6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。四、泵选型条件四、泵选型条件 31 般水泵大中型泵站台数以48台为宜。中小型泵站以台为宜，小型泵站以台为宜，对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁
6、可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联工作：*流量很大，一台泵达不到此流量。*对于需要有50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，一台备用（共三台）*对某些大型泵，可选用70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一抬泵仍然承担生产上70%的输送。*对需24小时连续不停运转的泵，应备用三台泵，运转，一台备用，一台 维修。泵的台数和备用率泵的台数和备用率32泵的类型应根据装置的工艺参数、输送介质 的物理和化学性质、操作周期和泵的结构特性等因素合理选择。（见下页）离心泵具有结构简单，输液无脉动，流量调节简单等优点，因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵。（1
7、）有计量要求时，选用计量泵。（2）扬程要求很高，流量很小无合适小流量高扬程离心泵可选时，可选用往复泵；如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。（3）扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。（4）介质黏度较大（6501000mm2/s)时，可考虑选用转子泵，如：螺杆泵或往复泵；黏度特别大时，可选用特殊设计的高黏度螺杆泵和高黏度往复泵。（5）介质含气量5%，流量较小且黏度37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。如允许流量有脉动，可选用往复泵。（6）对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如：自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、自吸式容积泵。五、泵类型的选择五、泵类型的选择 33图1：泵类型选择框图（根
8、据框图可以初步确定符合装置参数和介质要求的泵类型）计量要求计量要求黏度黏度 650mPa.sQ600m3/hH20m含气量含气量 5%黏度黏度 37.4mPa.sH150mQ10m3/h 容积容积式泵式泵 超出超出 范围范围 计量计量泵泵n2300混流泵混流泵轴流泵轴流泵 离心离心泵泵否否有有 旋涡旋涡泵泵无无n=1450r/minn2=3.65nQ1/2/H3/4是是否否是是是是否否否否否否否否否否否否是是是是是是是是是是34泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵，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。当泵的类型确定后，就可以根据工艺参数和介质特性来选择泵系
9、列和材料。如确定选用离心泵后，可以进一步考虑如下项目：（1）根据介质特性决定选用哪种特性泵，如：清水泵、耐腐蚀泵，或化工流程泵和杂质泵等。介质为剧毒、贵重或有放射性等不允许泄露物质时，应考虑选用无泄漏泵（如：屏蔽泵、磁力泵）或带有泄漏收集和泄漏报警装置的双端面机械密封。如介质为液化烃等易挥发液体应选用低汽蚀余量蹦，如：筒型泵。（2）根据现场安装条件选择卧式泵、立式泵（含液下泵管道泵）。（3）根据流量大小选用单吸泵、双吸泵、或小流量离心泵。（4）根据扬程高低选用单级泵、多级泵，或高速离心泵等。以上各项确定后可根据各类泵中不同系列泵的特点及生产厂的条件，选择合适的泵系列及生产厂。六、泵系列和材料的
10、选择六、泵系列和材料的选择 35泵的类型、系列和材料选定后就可以根据泵厂提供的样本及有关资料确定泵的型号。1.容积式泵型号的确定（1）工艺要求的额定流量Q和额定出口压力P的确定额定流量Q一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，取正常流量的1.1 1.5倍。额定出口压力P指泵出口可能出现的最大压力值。（2）查容积泵样本或技术资料给出的流量Q和压力P流量Q指容积式泵输出的最大流量。可通过旁路调节和改变行程等方法达到工艺要求的流量。压力P指容积式泵允许的最大出口压力。（3）选型依据符合以下条件者即为初步确定的泵型号。流量Q Q，且Q愈接近Q愈合理；压力P P，且P愈接近P愈合理；（4）校核泵的汽蚀
11、余量NPSHr装置汽蚀余量NPSHa，如不合乎此要求，需降低泵的安装高度，以提高NPSHa值；或向泵厂家提出要求，以降低NPSHr值；或同时采用上述两方法，最终使NPSHrNPSHa 安全余量S。当符合以上条件泵不止一种时，应综合考虑选择效率高、价格低廉和可靠性高的泵。七、泵型号的确定七、泵型号的确定 362.离心泵型号的确定（1）额定流量和扬程的确定额定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，取正常流量的1.1 1.5倍。额定扬程一般取装置所需扬程的1.05 1.1倍。对黏度20mm2/s或含固体颗粒的介质，需换算成输送清水时的额定流量和扬程，再进行以下工作。（2）查系列型图谱按额定流
12、量和扬程查出初步选择的泵型号，可能为1种，也可能为2种以上。（3）校核按性能曲线校核泵的额定工作点是否落在泵的高效工作区内；校核泵的装置汽蚀余量NPSHa-必需汽蚀余量NPSHr是否符合要求。当不满足时，应采取有效措施加以实现。当符合以上条件者有2种以上规格时，要选择综合指标高者为最终选定的泵型号。具体可比较以下参数：效率（泵效率高者为优）、重量（泵重量轻者为优）和价格（泵价格低者为优）。37八、原动机功率的确定八、原动机功率的确定 1.泵的轴功率Pa计算(1)叶片式泵 KW(2)容积式泵 KW2.原动机的配用功率 KW3.根据爆炸区域、防爆等级、电源和供气情况等选择合适的原动机。102)(1
13、05QPPPSdatPaKP102HQPaH泵的额定扬程,mQ泵的额定流量,m3/s介质密度,kg/m3泵额定工况下的效率Pa泵额定工况下的轴功 率,KWPd泵出口压力,MPaPs泵入口压力,MPat泵传动装置效率K原动机效率裕量系数38轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有：填料密封、机械密封和动力密封。往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。旋转式泵（含叶片式泵、转子泵等）的轴封主要有填料密封、机械密封和动力密封。1.填料密封:结构简单、价格便宜、维护方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化
14、工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。2.机械密封:（也称端面密封）密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维护保养比一般密封要求高。机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。3.动力密封:分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。停车时离心力消失，靠背叶片（或副叶轮）的密封作用失效，这时靠停车密封装置起到密封作用。与背叶片（或副叶轮）配套的停车密封装置中较多采用填料密封。动力密封性能可靠，价格便宜，维护方便，适用于输送含有固体颗粒较多的介质。缺点
15、：功率损失较机械密封大，且其停车密封装置的寿命较短。九、轴封形式的确定九、轴封形式的确定 39泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位移，减低对联轴器安装的精确对中要求，缓和冲击，改变轴系的自振频率和避免发生危害性振动等。泵常用联轴器有：1.爪型弹性联轴器2.弹性柱销联轴器3.膜片联轴器4.液力偶合器十、联轴器及其选用十、联轴器及其选用 40又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量轻，结构简单，安装方便，价格廉价，常用于小功率及不太重要的场合。1.1.爪型弹性联轴器爪型弹性联轴器41弹性柱销联轴器以柱销与两半联轴器的凸缘相联，柱销的一端以圆锥面和螺母与半联轴器凸缘上
16、的锥形销孔形成固定装配，另一端带有弹性套，装在另一半联轴器凸缘的柱孔销中。弹性套用橡胶制成。弹性套柱销联轴器的特点：结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻，传动扭矩大，广泛应用于各种旋转泵中。2.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器42膜片联轴器是采用一组厚度很薄的金属弹簧片，制成各种形状，用螺栓分别与两半联轴器联接。膜片联轴器结构简单，不需要润滑和维护，抗高温，抗不对中性能好，可靠性高，传动扭距大，但价格较高。水泵行业推荐的膜片联轴器为JM1J型接中间轴整体式膜片联轴器。3.膜片联轴器膜片联轴器434.液力偶合器液力偶合器:液力耦合器液力耦合器是一种液力传动液力传动装置，又称液力联轴器液力联轴
17、器。液力耦合器其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图所示。液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。液力耦合器启动平稳，有过载保护及无级调速等功能，缺点是存在一定的功率损耗，价格较贵。一般均用于大功率或工况需经常改变的大泵。44第二章第二章 给水泵站给水泵站 水泵、管道及电机（简称泵、管、机）三者水泵、管道及电机（简称泵、管、机）三者构成了泵站中的主要工艺设施。为了掌握泵站设构成了泵站中的主要工艺设施。为了掌握泵站设计与管理技术，对于泵站中的选泵依据、选泵要计与管理技术，对于泵站中的选泵依据、选泵要点、水泵机组布置、基础安装要求、吸
18、压水管布点、水泵机组布置、基础安装要求、吸压水管布置、管径确定与管道安装要求以及电机电器设备置、管径确定与管道安装要求以及电机电器设备的选用等方面的知识，是必须有深入的了解与掌的选用等方面的知识，是必须有深入的了解与掌握的。除此以外，对于保证泵、管、机正常运行握的。除此以外，对于保证泵、管、机正常运行与维护所必须的辅助设施如：计量、与维护所必须的辅助设施如：计量、充充水、起重、水、起重、排水、通风、减噪、采光、交通以及水锤消除等排水、通风、减噪、采光、交通以及水锤消除等方面的设备与措施的选用也必须有基本的了解与方面的设备与措施的选用也必须有基本的了解与掌握。本章将掌握。本章将以以给水泵站为例，
19、介绍给水泵站为例，介绍上述内容。上述内容。45v一、一、一般分类和按作用分类一般分类和按作用分类v1.一般分类一般分类v按室内外地坪标高可分为：地面式泵站按室内外地坪标高可分为：地面式泵站、地地下式泵站下式泵站、半地下式泵站半地下式泵站v按按操作方式分为：人工手动、半自动化、自操作方式分为：人工手动、半自动化、自动化和遥控等动化和遥控等v2.按作用分类按作用分类：取水泵站：取水泵站、送水泵站送水泵站、加压加压泵站泵站、循环水泵站循环水泵站2.1泵站分类与特点泵站分类与特点461）取水泵站（一级泵站）取水泵站（一级泵站）v取水泵站由取水泵站由吸水井、吸水井、泵房及闸阀井泵房及闸阀井等等3 部分部
20、分组成组成。v工艺流程工艺流程（地面水取水泵站工艺流程（地面水取水泵站工艺流程）：213451 一水源；一水源；2 一吸水井；一吸水井；3 一取水泵房；一取水泵房；4 一闸阀井（即切换井）一闸阀井（即切换井）;5 一净一净水水厂厂47v取水泵站特点：取水泵站特点：（1）靠江临水）靠江临水 河道的水文、水运、地质以及航道的变化河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会直接影响到取水泵站本身的埋深、结构等都会直接影响到取水泵站本身的埋深、结构形式以及工程造价等。形式以及工程造价等。（2）水位水位变化变化大大（3）泵房的高度高泵房的高度高 v 一般采用圆形钢筋混凝土结构一般采用圆形钢筋混凝土结构 v
21、 泵房平面面积大小对泵站的工程造价影响大，泵房平面面积大小对泵站的工程造价影响大，“贵在平面贵在平面”。48设计泵房应注意的问题：设计泵房应注意的问题：v机组及各辅助设施的布置，应尽可能地充分利用泵机组及各辅助设施的布置，应尽可能地充分利用泵房内的面积房内的面积；v结构计算；结构计算；v稳定验算：抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡等稳定验算：抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡等；v近远期相结合，考虑到远期扩建的可能性近远期相结合，考虑到远期扩建的可能性，”百年百年大大计，一次完成大大计，一次完成”。v施工空间、时间的安排施工空间、时间的安排，应在枯水期抢工期应在枯水期抢工期。49设计水位地漏505152532
22、）送水泵站（二级泵站，清水泵站）送水泵站（二级泵站，清水泵站）v净化构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站净化构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。v（1）特点：特点：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。v（2）送水泵站工艺流程送水泵站工艺流程：1 一清水池；一清水池；2 一吸水井；一吸水井；3 一送水泵站；一送水泵站；4 一管网；一管网；5 一
23、一高地水池（水塔）高地水池（水塔）吸水井送水泵站清水池水塔管网54v（3）吸水井吸水井 v型式：型式：合建合建式式 分建分建式式 v送水泵站吸水水位变化范围小，通常不超过送水泵站吸水水位变化范围小，通常不超过3 4m，因此泵站埋深较浅。因此泵站埋深较浅。v送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变化，送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变化，必须设置各种不同型号和台数的水泵机组。必须设置各种不同型号和台数的水泵机组。553）加压泵站）加压泵站v 城市给水管网面积较大，输配水管线很长，城市给水管网面积较大，输配水管线很长，或给水对象或给水对象所在地的所在地的地势很高地势很高，城市内地形起伏较大的
24、情况下，通过技，城市内地形起伏较大的情况下，通过技术经济比较，可以在城市管网中增设加压泵站。术经济比较，可以在城市管网中增设加压泵站。v优点：减少能耗大优点：减少能耗大v减低管网中压力，减少管道水量漏失。减低管网中压力，减少管道水量漏失。v 加压方式：加压方式：v 1、采用在输水管线上直接串联加压、采用在输水管线上直接串联加压；v一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合。一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合。v 2、采用清水池及泵站加压供水。、采用清水池及泵站加压供水。56加压泵站供水方式加压泵站供水方式加压泵站供水方式加压泵站供水方式1 一二级泵房；一二级泵房；2 一增压泵房
25、；一增压泵房；3 一水库泵站；一水库泵站；4 一配水管一配水管网；网；5 一输水管；一输水管；6 一逆止阀一逆止阀574）循环水泵站）循环水泵站v 在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用。处理后回用时采用。v在循环系统的泵站中，一般设置输送冷、热水的两组水泵，在循环系统的泵站中，一般设置输送冷、热水的两组水泵，热水泵将生产车间排出的废热水，压送到冷却构筑物进行热水泵将生产车间排出的废热水，压送到冷却构筑物进行降温，冷却后的水再由冷水泵抽送到生产车间使用。降温，冷却后的水再由冷水泵抽送到生产车间使用。7循环循环给水给水系统
26、系统工艺工艺流程流程 1 一生产车间；一生产车间；2 一净水构筑物；一净水构筑物；3 一热水井；一热水井；4 一循环泵一循环泵站；站；5 一冷却构筑物；一冷却构筑物；6 一集水池；一集水池；7 一补充新鲜水一补充新鲜水582.2水泵选择水泵选择v一、选泵的原则一、选泵的原则v1、满足流量和扬程的要求；、满足流量和扬程的要求；v2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高；率最高；v3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；要求设备和土建的投资最小；v4、便于操作维修，管理费用少。、便于操作维修
27、，管理费用少。59v二、选型的方法和步骤二、选型的方法和步骤v1、确定水泵的流量和扬程；、确定水泵的流量和扬程；v2、泵型初选：根据、泵型初选：根据“水泵的型谱图水泵的型谱图”；v3、精选精选水泵水泵；v4、确定泵型。、确定泵型。60v三、选泵的主要依据三、选泵的主要依据 选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律。律。选泵选泵的任务是选定水泵的型号和台数。的任务是选定水泵的型号和台数。1 均匀均匀供水泵站（供水泵站（一级泵站）一级泵站）:泵站从水源取水，输送泵站从水源取水，输送到净水构筑物。到净水构筑物。1）流量）流量 为了减小取水构筑物、输水
28、管道和净水构筑物的尺寸，为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的水泵昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：水泵昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：v式中式中:Qr 一级泵站中水泵所供给的流量（一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h);Qd 供水对象最高日用水量（供水对象最高日用水量（m“/d);为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，的系数，一般取一般取=1.051.1;T 为一级泵站在一昼夜内工作小时数。为一级泵站在一昼夜内工作小时数。3
29、(/)drQQmhTa=61v2）扬程扬程v一级泵站中水泵的扬程是根据所采用的给水系统的工作条件一级泵站中水泵的扬程是根据所采用的给水系统的工作条件来决定的。来决定的。泵站所需的扬程按下式计算：泵站所需的扬程按下式计算：H=HsT+hs+hd+（1.52）mv式中式中H 泵站的扬程（泵站的扬程（m);HsT 静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）与净化构筑物进口水面标高差（与净化构筑物进口水面标高差（m);hs 吸水管路的水头损失（吸水管路的水头损失（m);hd 输水管路的水头损失（输水管路的水头损失（m）。）。此外，计算时还应考虑增加一定的安
30、全水头，一般为此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1.5 2m。v3）台数）台数v同型号同型号13台，每台流量台，每台流量Qri=Qa/Kn，Kn1.0、1.9、2.51、2.84、3等。等。每台效率（每台效率（%）=100%、95%、83.7%、71%62v2、二级泵站、二级泵站v 一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的分级供水线。分级供水线。v 分级供水的优点：在于管网中水塔的调节容积远较均匀分级供水的优点：在于管网中水塔的调节容积远较均匀供水时为小。但是，分级不宜太多，因为分级供水需设置较供水时为小。但是，分级不宜太多，
31、因为分级供水需设置较多的水泵，将增大泵站面积，清水池的调节容积也要加大，多的水泵，将增大泵站面积，清水池的调节容积也要加大，此外，二级泵站的输水管直径也要相应加大，因为必须按最此外，二级泵站的输水管直径也要相应加大，因为必须按最大一级供水流量来设计输水管道的直径。大一级供水流量来设计输水管道的直径。通常对于小城市的给水系统，由于用水量不大，大多数通常对于小城市的给水系统，由于用水量不大，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算。这样，虽然水塔的调节容积占全日用水量的百用水量计算。这样，虽然水塔的调节容积占全日用水量
32、的百分比值较大，但其绝对值不大，在经济上还是合适的。分比值较大，但其绝对值不大，在经济上还是合适的。63v对于大城市的给水系统，有的采取无水塔、多水源、对于大城市的给水系统，有的采取无水塔、多水源、分散供水系统，因此宜采取泵站分级供水方式，即泵分散供水系统，因此宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算，而运用多站的设计流量按最高日最高时用水量计算，而运用多台同型号或不同型号的水泵的组合来适应用水量的变台同型号或不同型号的水泵的组合来适应用水量的变化。对于中等城市的给水系统，应视给水管网中有无化。对于中等城市的给水系统，应视给水管网中有无水塔以及水塔在管网中的位置而定，可
33、分多种情况通水塔以及水塔在管网中的位置而定，可分多种情况通过管网平差后确定。过管网平差后确定。v1）流量）流量v式中式中:Qh 最高日最高时最高日最高时流量（流量（m3/h);Qd 供水对象最高日用水量（供水对象最高日用水量（m3/d);给水系统给水系统自用水系数，自用水系数，一般取一般取 =1.01v 1.02;T 为为二二级泵站在一昼夜内工作小时数。级泵站在一昼夜内工作小时数。3max(/)dhhahQQQk QkmhTb=64v2)扬程扬程v按管网最不利控制点要求的扬程来确定设计最大扬程。按管网最不利控制点要求的扬程来确定设计最大扬程。v v H=HsT+h+（1.52）mv =HsT+
34、Hsev+h+（1.52）mv式中式中:式中式中H 泵站的扬程（泵站的扬程（m);HsT 静扬程，静扬程，采用吸水井的最低水位与管网控制采用吸水井的最低水位与管网控制点（最不利点）地点（最不利点）地面标高差面标高差（m);h 输输水管路和管网的水头损失（水管路和管网的水头损失（m);Hsev 控制点所需的服务水头控制点所需的服务水头（m）。）。此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1.52m。65v（3）台数：）台数：同（异）型号水泵同（异）型号水泵23台并联满足台并联满足Qmax和和Hmax的要求，再以各单泵工作和两（三）的要求，再以各单
35、泵工作和两（三）台并联满足分级供水的需要。台并联满足分级供水的需要。v3.循环泵站：循环泵站：都是均匀供水，取都是均匀供水，取Qr=Qo vH=HsT+h+（1.52）m/OddhQQKK=66m504612-Qm四、选泵要点四、选泵要点v选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：1、大小兼顾，调配灵活、大小兼顾，调配灵活v给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时地变化。选泵给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时
36、地变化。选泵时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用水量的变化。水量的变化。v 6768v2、型号整齐，互为备用、型号整齐，互为备用 从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。一般希望能选择同水泵的型号太多则不便于管理。一般希望能选择同型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站，
37、管大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站，管网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，均可在选泵中采用本要点给予侧重考虑。当全日均均可在选泵中采用本要点给予侧重考虑。当全日均匀供水时，泵站可以选匀供水时，泵站可以选2 3 台同型号的水泵并联台同型号的水泵并联运行。运行。69v3、合理地用尽各水泵的高效段 单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵（如（如Sh 型、型、SA 型）。它们的经济工作范围（即高效段），
38、型）。它们的经济工作范围（即高效段），一般在一般在0.85Qp 1.15Qp之间（之间（Qp为水泵铭牌上的额定为水泵铭牌上的额定流量值）。选泵时应充分利用各水泵的高效段。流量值）。选泵时应充分利用各水泵的高效段。v4 近远期相结合 特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近期发难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近期发展采用换大泵轮以增大水量，远期采用换大泵的措施。展采用换大泵轮以增大水量，远期采用换大泵的措施。v5、大中型泵站需作选泵方案比较 6、水泵并联、串联 并联：并联：流量流
39、量Q匹配；同型号匹配；同型号1台效率为台效率为1Q，2台台1.9Q，3台台2.51Q，4台台2.84Q。串联：串联：扬程扬程H匹配。匹配。70【例】v 根据给水管网设计资料，已知最高日最高时用水量为920L/s，时变化系数Kh=1.7，日变化Kd=1.3，管网最大用水时水头损失为11.5m，输水管水头损失为1.5m,泵站吸水井最低水位到管网中最不利点地形高差为2m，用水区建筑物层数为3 层。试进行送水泵站水泵的选型设计。【解】已知管网要求的服务水头为16m，假设用水量最大时泵站内水头损失为2m，则可求得泵站的最大扬程为：vH=2+1.5+11.5+2+16+2=35m v每台泵最大供水量为：每
40、台泵最大供水量为：vQri=Qa/Knv根据求得的根据求得的扬程扬程H、流量、流量Qri、并联台数、并联台数选择水泵型号。选择水泵型号。71五、选泵时应考虑的其他因素五、选泵时应考虑的其他因素v1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部结构形式的影响，因而对泵站的造价有较大房内部结构形式的影响，因而对泵站的造价有较大的影响。的影响。v2、应保证水泵的正常吸水条件。、应保证水泵的正常吸水条件。v3、应选用效率高的水泵，尽量采用大泵。、应选用效率高的水泵，尽量采用大泵。v4、选用备用泵。、选用备用泵。v5、选用系列泵和定型生产的泵。、选用系列泵和定
41、型生产的泵。72六、选泵后的校核v在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。否满足消防时的要求。7374v归纳起来，选泵应注意以下几点：归纳起来，选泵应注意以下几点：(1）在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量的浪）在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量的浪费；费；(2）合理地利用各水泵的高效率段；）合理地利用各水泵的高效率段；(3）尽可能选用同型号泵，使型号整齐，互为备用；）尽可能选用同型号泵，使型号整齐，互为备用；(4）尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑
42、大小兼顾，灵）尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配；活调配；(5）若）若h 值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。(6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；(7）考虑必要的备用机组；）考虑必要的备用机组；(8）进行消防用水时的校核；）进行消防用水时的校核；(9）考虑泵站的发展，实行近远期相结合；）考虑泵站的发展，实行近远期相结合；(10）尽量选用当地成批生产的水泵型号。）尽量选用当地成批生产的水泵型号。75第三章 水泵运行中常见故障及防御一、汽蚀一、汽蚀（一）（一）汽蚀现象汽蚀现象 液体在一定温
43、度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气
44、压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。76 在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。（二）、泵汽蚀基本关系式二）、泵汽蚀基本关系式 泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此，研究汽蚀发生的条件，应从泵本身和吸入装置双方来考虑，泵汽蚀的基本关系式为 NPSHcNPSHrNPSHNPSHa NPSHa=NPSHr(NPSHc)泵开始汽蚀 NPSHa NPSHaNPSHr(NPSHc)泵无汽蚀 式中：NPSHa装置汽蚀
45、余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；NPSHr泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；NPSHc临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；NPSH许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取NPSH=（1.11.5）NPSHc。77 （三）装置汽蚀余量的计算三）装置汽蚀余量的计算 NPSHa=Ps/g+Vs/2g-Pc/g=Pc/ghg-hc-Ps/g（四）四）防止发生汽蚀的措施防止发生汽蚀的措施 欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa，使NPSHaNPSHr可防止发生汽蚀的措施如下：1 减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；2 减小吸入损失hc，为此
46、可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；3 防止长时间在大流量下运行；4 在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；5 泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；6 泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响；7 对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。78二、水锤二、水锤（一）水锤现象（一）水锤现象 当压力管道中的液体，遇到阀门突然关闭或开启以及水泵的突然停运或启动时，在瞬间内液体运动速度发生急剧的变化，引起其动量的迅速改变，从而造成管道中液体的压力显著地、反复地、迅速变化，这种现象称为水锤现象。（二）水锤危害（二）水锤危害 发生水锤现象时，管道内液体压
47、力骤然大幅度波动，其压力可能达到管中液体原来正常压力的几十倍甚至上百倍，可能导致管道系统的强烈振动、噪音、甚至使管道严重变形、爆裂及损坏水力设备等。79（三）防止水锤的措施消除水锤现象的发生一般采取如下措施：（1）增加阀门的启动时间；（2）尽量缩短管道的长度：（3）在管道上装设安全阀，以限制压力升高的数值；（4）安装水锤消除器。80隔膜式水锤消除器81活塞式水锤消除器82水锤消除器安装位置83水锤消除器安装位置84 三、水泵的运行 （一）开泵与停泵（一）开泵与停泵 1.离心泵启动前得检查离心泵启动前得检查：工作人员在水泵启动前，应先对水泵进行全面检查，各部件是否正常，机组转动是否灵活，泵内有无
48、声响，轴承润滑是否清洁，油是否符合标准，填料密封冷却水阀是否打开，压盖松紧是否适合，进水水位是否到位，出水管阀门是否关闭，电源、开关、仪表等是否正常。85 2.启动电动机：启动电动机：水泵启动后应立即关闭排气阀，注意真空表和压力表读数是否上升，轴承、填料函是否运转正常，通常填料处呈滴水漏水，若无滴水，则表明填料压盖过紧，应将压盖放松，若漏水多进气，应将压盖压紧一些。找开出水阀。水泵运行后，打开出水阀，压力表指针缓慢下降，直到出水管压力正常为止。电流表逐渐达到额定数值，表明水泵正常运行。再查、看、听机组运行及各种仪表等，填写运行记录。而后按规定进行巡回检查，监视机组运行情况，以确保供水。3.停泵
49、：停泵：停泵前要慢慢关闭出水管上的阀门，是电动机最后达到空载状态，阀门完全关闭后切断电源，电动机停止运行。86 （二）水泵运行中的主意事项（二）水泵运行中的主意事项 1.声音与震动声音与震动：水泵在运行中机组平稳，声音正常而不间断，如有不正常的声音和震动发生，是水泵发生故障的前奏，应立即停泵检查。2.温度与油量温度与油量：水泵运行时对轴承的温度和油温，应经常巡检，用温度表所量测的轴承温度：滑动轴承最高温度为85，滚动轴承最高温度为90。工作中可以用手触轴承座，若烫手不能停留时，说明温度过高，应停泵检查。轴承中的润滑油要适中，用机油润滑的轴承要经常检查，即使补足油量。同时动力机温度也不能过高，填
50、料密封应正常，若发现异常现象，必须停机检查。87 3.仪表变化：仪表变化：水泵启动后，要注意各种仪表指针位置，在正常运行情况下，指针应稳定在一个位置上基本不变，若指针发生剧烈变化，要立即查明原因。（1）离心泵：）离心泵：若真空表指针突然上升或过高，可能是进水水管被堵塞，或进水池水位过低，应停机检查。若压力表指针突然下降到零，要立即关闭出水阀，停泵进行检查。若出水压力突然下降，表明用水大增，或水管破裂大量漏水。也可能是供电线路发生问题，电机转速下降造成水泵扬程下降等。当然也可能是压力表损坏。电流表指数上升，指针摇摆不止，电动机绕阻可能发生问题，要及时切断电源停泵检查，以免电机被烧坏。电流表读数超
