給排水系統(tǒng)知識講座

1、5-1 管路系統(tǒng)及其阻力特性管路系統(tǒng)及其阻力特性525454222222221/,1) 1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：列吸水面列吸水面1-11-1和排水管路出口截面和排水管路出口截面2-22-2的伯的伯努利方程式。取面努利方程式。取面1-11-1為基準(zhǔn)面，則為基準(zhǔn)面，則525454222222221/,1) 1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPH

2、HHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：525454222222221/,1) 1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：525454222222221/,1) 1(182)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中由水力學(xué)可知：5

3、25454222222221/,1) 1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知： 可知，所需可知，所需H 取決于取決于 HC，R和和Q。對于具體的礦井，其對于具體的礦井，其HC是確定的，因是確定的，因而當(dāng)而當(dāng)Q一定時，所需一定時，所需H將取決于將取決于R。 （R的大小與管長、管徑、管內(nèi)壁狀況以及管路附件的種類和數(shù)量有關(guān)的大小與管長、管徑、管內(nèi)壁狀況以及管路附件的種類和數(shù)量有關(guān)) )2. 管路特性曲線管路特性曲線 泵的特性曲線

4、和管路的特性曲線，按相同比例畫在同一坐泵的特性曲線和管路的特性曲線，按相同比例畫在同一坐標(biāo)上，其交點就是水泵的工況點。標(biāo)上，其交點就是水泵的工況點。泵的工況點及其確定方法泵的工況點及其確定方法 泵運轉(zhuǎn)中，若其過流的局部區(qū)域的絕對壓力降低泵運轉(zhuǎn)中，若其過流的局部區(qū)域的絕對壓力降低到所抽送液體當(dāng)時溫度下的汽化壓力時，液體便在到所抽送液體當(dāng)時溫度下的汽化壓力時，液體便在該處汽化，形成氣泡。氣泡被液流帶到高壓區(qū)，又該處汽化，形成氣泡。氣泡被液流帶到高壓區(qū)，又凝結(jié)而破裂形成空穴，此時，周圍的液體以極高的凝結(jié)而破裂形成空穴，此時，周圍的液體以極高的速度填充空穴，因互相撞擊而形成巨大的水擊。此速度填充空穴，

5、因互相撞擊而形成巨大的水擊。此時水的動能變?yōu)閺椥宰冃文埽咕植繅毫Ω哌_(dá)幾千時水的動能變?yōu)閺椥宰冃文?，使局部壓力高達(dá)幾千個大氣壓，壓力升高后，彈性變形能又變?yōu)閯幽芏鴤€大氣壓，壓力升高后，彈性變形能又變?yōu)閯幽芏箟毫档停粩嘌h(huán)往復(fù)，直至能量耗完為止，使壓力降低，不斷循環(huán)往復(fù)，直至能量耗完為止，這種過程稱為汽蝕。這種過程稱為汽蝕。一、汽蝕及其危害一、汽蝕及其危害1.1.汽蝕的發(fā)生過程汽蝕的發(fā)生過程（1 1）金屬材料的破壞）金屬材料的破壞（2 2）產(chǎn)生噪聲和振動）產(chǎn)生噪聲和振動（3 3）造成水泵流量、揚程和效率的）造成水泵流量、揚程和效率的迅速下降，甚至出現(xiàn)斷流。迅速下降，甚至出現(xiàn)斷流。 水泵安裝

6、高度，是指泵軸線與吸水井水面的標(biāo)高差。水泵安裝高度，是指泵軸線與吸水井水面的標(biāo)高差。xxaHgvpHgvp2221120 xaxHgvppH22111.1.裝置汽蝕余量裝置汽蝕余量hA A是水泵進口處的實際汽蝕余量，用表示。是水泵進口處的實際汽蝕余量，用表示。是指在水泵進口處，單位重量的水所具有的大于飽和蒸汽是指在水泵進口處，單位重量的水所具有的大于飽和蒸汽壓的剩余能量。壓的剩余能量。hnpgvph2211nxxaApHHph 汽蝕余量可分為裝置汽蝕余量和臨界汽蝕余量。汽蝕余量可分為裝置汽蝕余量和臨界汽蝕余量。3.3.允許汽蝕余量允許汽蝕余量h將臨界汽蝕余量適當(dāng)加大，以保證水泵正常工作不發(fā)生汽

7、將臨界汽蝕余量適當(dāng)加大，以保證水泵正常工作不發(fā)生汽蝕時的汽蝕余量。蝕時的汽蝕余量。是指泵內(nèi)最低壓力點的壓力為飽和蒸汽壓時，水泵進口處是指泵內(nèi)最低壓力點的壓力為飽和蒸汽壓時，水泵進口處的汽蝕余量。是水泵發(fā)生氣蝕的臨界條件。的汽蝕余量。是水泵發(fā)生氣蝕的臨界條件。2. 2. 臨界汽蝕余量臨界汽蝕余量hr gwgchr222121mhhr3 . 0 臨界汽蝕余量是泵設(shè)計和使用的重要基本參數(shù)，目前還難臨界汽蝕余量是泵設(shè)計和使用的重要基本參數(shù)，目前還難以準(zhǔn)確地用計算方法確定，汽蝕試驗是唯一可靠的方法。以準(zhǔn)確地用計算方法確定，汽蝕試驗是唯一可靠的方法?；蚧驗槭贡貌话l(fā)生汽蝕，裝置提供的汽蝕余量應(yīng)大于或等于泵為

8、使泵不發(fā)生汽蝕，裝置提供的汽蝕余量應(yīng)大于或等于泵的允許汽蝕余量，即：的允許汽蝕余量，即：四、允許汽蝕余量與允許吸上高度的關(guān)系四、允許汽蝕余量與允許吸上高度的關(guān)系hhAnxaxcrpHhpH當(dāng)取當(dāng)取 時，可得允許的最大吸水高度，則：時，可得允許的最大吸水高度，則： hhAnxxcrapHHph為保證泵內(nèi)壓力最低點不發(fā)生汽蝕時，在泵進口處允許的為保證泵內(nèi)壓力最低點不發(fā)生汽蝕時，在泵進口處允許的最大真空度。最大真空度。五、允許吸上真空度五、允許吸上真空度xxasHgvHppH2211當(dāng)泵當(dāng)泵吸上真空度吸上真空度HsHs達(dá)到達(dá)到允許吸上真空度允許吸上真空度HsHs時，則吸水高時，則吸水高度達(dá)到允許的最

9、大值。度達(dá)到允許的最大值。 gvHHHxxs221泵吸上真空度泵吸上真空度廠家提供廠家提供2QRHHxxs吸水管路特性方程吸水管路特性方程水泵樣本上提供的水泵樣本上提供的Hs、h是生產(chǎn)廠家在水溫是生產(chǎn)廠家在水溫20、大、大氣壓為氣壓為98100Pa條件下得出的。若使用地點的條件與上述條條件下得出的。若使用地點的條件與上述條件不符，應(yīng)按下式進行修正。件不符，應(yīng)按下式進行修正。注意：注意：24.010/nassppHH gvHHHxsx221最大允許吸水高度最大允許吸水高度泵的正常工作條件包括：穩(wěn)定工作條件，經(jīng)濟工作條件和泵的正常工作條件包括：穩(wěn)定工作條件，經(jīng)濟工作條件和不發(fā)生汽蝕的條件。不發(fā)生汽

10、蝕的條件。水泵在運轉(zhuǎn)中工況點是單值的，水泵在運轉(zhuǎn)中工況點是單值的，不能出現(xiàn)無交點或多交點。不能出現(xiàn)無交點或多交點。 （1 1）不穩(wěn)定的原因）不穩(wěn)定的原因 無工況點（無工況點（H0Hc） 多工況點（多工況點（ H0Hc） （2 2）穩(wěn)定工作條件）穩(wěn)定工作條件 （0.90.95）H0 Hc二、二、 經(jīng)濟工作的條件經(jīng)濟工作的條件max%)9085(m工業(yè)利用區(qū)：符合經(jīng)濟條件的區(qū)域。工業(yè)利用區(qū)：符合經(jīng)濟條件的區(qū)域。三、不發(fā)生汽蝕的條件三、不發(fā)生汽蝕的條件xxasHgvHppH2211泵入口處的真空度泵入口處的真空度2QRHHxxs吸水管路特性方程吸水管路特性方程不發(fā)生汽蝕的條件：不發(fā)生汽蝕的條件： H

11、s Hs調(diào)節(jié)目的：調(diào)節(jié)目的：使水泵在運轉(zhuǎn)過程中，其工況點始終滿足正常工作條件；使水泵在運轉(zhuǎn)過程中，其工況點始終滿足正常工作條件；使水泵的流量和揚程滿足實際工作的需要。使水泵的流量和揚程滿足實際工作的需要。調(diào)節(jié)途徑：調(diào)節(jié)途徑：改變管路特性曲線；改變管路特性曲線；改變水泵的特性曲線。改變水泵的特性曲線。5-4 水泵工況點的調(diào)節(jié)水泵工況點的調(diào)節(jié)（1）配置的電動機功率過緊，為防止電機過載，在更換電機前繼續(xù)排水，可暫時關(guān)小閘閥減小排量，使電機在允許負(fù)荷下運行。（2）吸水困難5-4 水泵工況點的調(diào)節(jié)水泵工況點的調(diào)節(jié)1. 節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)節(jié)原理原理：增加管路的局部阻力增加管路的局部阻力 使管路特性曲線變陡使管

12、路特性曲線變陡調(diào)法調(diào)法：關(guān)小閘板閥：關(guān)小閘板閥優(yōu)點優(yōu)點：操作簡單、方便：操作簡單、方便缺點缺點：增加阻力，增加功耗：增加阻力，增加功耗應(yīng)用應(yīng)用：短時調(diào)節(jié)短時調(diào)節(jié)原理原理：增大管徑，減小阻力，管路增大管徑，減小阻力，管路特性曲線變緩。特性曲線變緩。方法方法：兩條管路并聯(lián)使用。：兩條管路并聯(lián)使用。 優(yōu)點優(yōu)點：減阻、降耗、節(jié)能。：減阻、降耗、節(jié)能。 缺點缺點：負(fù)荷增大，易過載。：負(fù)荷增大，易過載。 應(yīng)用應(yīng)用：有閑置管路，電機功率富裕。有閑置管路，電機功率富裕。 注意注意 a.a.防止電動機過負(fù)荷；防止電動機過負(fù)荷； b.b.防止產(chǎn)生汽蝕。防止產(chǎn)生汽蝕。2. 并聯(lián)管路法并聯(lián)管路法優(yōu)點優(yōu)點：（1）節(jié)約揚

13、程，使管路效率大大提高； （2）允許吸上真空度增大，提高了運行的安全性和經(jīng)濟性。注意注意：不能拆除吸水側(cè)的第一級，如條件允許最好把相應(yīng)的中段也去掉，把泵軸縮短。（因為這樣才不會使效率下降太多。）iHHiHHCg3. 減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)法減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)法實際需要的葉輪個數(shù)實際需要的葉輪個數(shù)1iHHi多級泵的總揚程多級泵的總揚程4. 削短葉輪直徑法削短葉輪直徑法 切割定律切割定律切割后的葉片外徑切割后的葉片外徑： 22DQQD22DHHD理論切削量理論切削量： 2222DDD32222222DDNNDDQQDDHH實際切削量實際切削量： 2222DDKD注意：（1）低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵葉輪的切削量，在前后

14、蓋板和葉片上都是相等的。（2）高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，葉輪兩邊削成兩個不同的直徑，前盤大于后盤的。5. 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法原理：原理：比例定律。特點特點：沒有額外的能量消耗，經(jīng)濟上合理。方法方法：變頻調(diào)速一、一、串聯(lián)工作串聯(lián)工作 1.1.串聯(lián)的任務(wù)及目的串聯(lián)的任務(wù)及目的 2.2.串聯(lián)工況點串聯(lián)工況點 （1）構(gòu)造等效水泵（2）求等效水泵的特性曲線按照“等流量線下，揚 程相加”的原則（3）求等效水泵的工況點M等（4）求串聯(lián)工況點：M1、M25-5 泵的聯(lián)合工作泵的聯(lián)合工作3. 3. 串聯(lián)效果串聯(lián)效果二、二、水泵的并聯(lián)工作水泵的并聯(lián)工作1.1.并聯(lián)的任務(wù)及目的并聯(lián)的任務(wù)及目的2.2.并聯(lián)工況點并聯(lián)工

15、況點（1 1）構(gòu)造等效水泵）構(gòu)造等效水泵（2 2）求等效水泵的特性曲線）求等效水泵的特性曲線 按照按照“等揚程線下，流量相加等揚程線下，流量相加”的原則的原則（3 3）求等效水泵的工況點）求等效水泵的工況點M M等等（4 4）求并聯(lián)工況點：）求并聯(lián)工況點：M M1 1、M M2 23. 3. 并聯(lián)效果并聯(lián)效果3.3.串并聯(lián)方式的確定串并聯(lián)方式的確定5-6 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷一、泵的啟動一、泵的啟動（1 1）啟動前的檢查）啟動前的檢查各部件連接是否牢固各部件連接是否牢固聯(lián)軸器間隙是否合乎規(guī)定聯(lián)軸器間隙是否合乎規(guī)定填料的松緊程度是否合適填料的松緊程度是否合適吸水濾網(wǎng)無

16、堵塞吸水濾網(wǎng)無堵塞（2 2）人工盤車）人工盤車轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象。（3 3）向泵腔和吸水管內(nèi)灌注引水）向泵腔和吸水管內(nèi)灌注引水（4 4）在關(guān)閉閘閥的情況下啟動水泵）在關(guān)閉閘閥的情況下啟動水泵（5 5）達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，再逐漸將閘閥打開）達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，再逐漸將閘閥打開5-1 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷5-1 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷四、灌引水四、灌引水1. 從泵上漏斗人工灌水。從泵上漏斗人工灌水?？蓪崿F(xiàn)無底閥排水可實現(xiàn)無底閥排水水箱有效容積應(yīng)不小于水箱有效容積應(yīng)不小于3倍的倍的泵腔容積泵腔容積多用于小型水泵多用于小型水泵2. 設(shè)置

17、專用封閉水箱，使泵常處于滿水狀態(tài)。設(shè)置專用封閉水箱，使泵常處于滿水狀態(tài)。3. 射流泵注水射流泵注水射流泵的工作原理射流泵的工作原理優(yōu)點：優(yōu)點：無運動部件，結(jié)構(gòu)簡單，運行無運動部件，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠?？煽?。對井下水泵，可借助排水管中對井下水泵，可借助排水管中的高壓水作為工作液體，不需增的高壓水作為工作液體，不需增加其它動力設(shè)備。加其它動力設(shè)備。可配合自動閥門的使用，實現(xiàn)可配合自動閥門的使用，實現(xiàn)自動化。自動化。4. 真空泵注水真空泵注水5. 升壓泵注水升壓泵注水二、二、 排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備包括：泵和管路排水設(shè)備包括：泵和管路1.1.判斷故障的基本方法判斷故

18、障的基本方法 觀察泵工作時壓力表和真空表的變化，聽聲音，觀觀察泵工作時壓力表和真空表的變化，聽聲音，觀察電流表的變化等。察電流表的變化等。 出口壓力表和進口真空表的值分別為出口壓力表和進口真空表的值分別為)()(xxippHHPHHP故障原因可歸納為四個方面：泵內(nèi)有氣，吸水管堵塞故障原因可歸納為四個方面：泵內(nèi)有氣，吸水管堵塞，排水管堵塞，排水管破裂。，排水管堵塞，排水管破裂。2. 2. 泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除根據(jù)壓力表和真空表的讀數(shù)，可判斷故障。根據(jù)壓力表和真空表的讀數(shù)，可判斷故障。（1 1）泵內(nèi)有氣）泵內(nèi)有氣兩表特征：讀數(shù)都比正常小，不穩(wěn)定，甚至降到零。兩表

19、特征：讀數(shù)都比正常小，不穩(wěn)定，甚至降到零。原因有：吸水管連接處不嚴(yán)；填料箱密封不嚴(yán)；真空表接頭松動；原因有：吸水管連接處不嚴(yán)；填料箱密封不嚴(yán)；真空表接頭松動； 吸水口淹沒水中過少等。吸水口淹沒水中過少等。2. 2. 泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除（2 2）吸水管堵）吸水管堵兩表特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常小。兩表特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常小。原因有：原因有： 吸水管插入太深，底閥與泥接觸；濾網(wǎng)被堵；底閥未能吸水管插入太深，底閥與泥接觸；濾網(wǎng)被堵；底閥未能全打開等。全打開等。（3 3）排水管堵）排水管堵兩表特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。兩表特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。原因可能：排水閘閥未打開或開錯閥門。原因可能：排水閘閥未打開或開錯閥門。（4 4）水泵葉輪堵塞）水泵葉輪堵塞兩表特征：壓力表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。兩表特征：壓力表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。（