水泵與水泵站課件

水泵及水泵站

第一章緒論1.1水泵及水泵站的作用和地位1.2水泵定義及分類1.1水泵及水泵站的作用和地位

1.1.1水泵應(yīng)用:採(cǎi)礦、冶金、電力、石油、化工、市政以及農(nóng)林等部門(mén)。例：航太、火電廠

1.1.2水泵在城市給排水的應(yīng)用:

給水泵站排水泵站

城市給排水系統(tǒng)工藝基本流程：取水泵站淨(jìng)水輸水泵站去用水點(diǎn)排出污水入田入江1.2水泵定義及分類1.2.1水泵的定義水泵是一種轉(zhuǎn)換能量的機(jī)械，它通過(guò)工作體的運(yùn)動(dòng)，把外加的能量傳給被抽送的液體，使其能量增加。

電能機(jī)械能壓能（勢(shì)能）1.2.2水泵的分類

(1)葉片式水泵：離心泵、軸流泵、混流泵等。

(2)容積式水泵：活塞式往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵等。

(3)其他類型水泵：螺旋泵、射流泵(又稱水射器)、水錘泵、水輪泵以及氣升泵等。IS型單吸離心泵

葉輪S型雙吸離心泵ZLB型立式軸流泵

葉輪1、固定式2、半調(diào)節(jié)葉輪1、低比速2、高比速混流泵1.2.3各種水泵特點(diǎn)：

1、往復(fù)泵的特點(diǎn)小流量、高揚(yáng)程。

2、軸流泵、混流泵的特點(diǎn)大流量、低揚(yáng)程。

3、離心泵的特點(diǎn)界於兩者之間。1.2.4水泵的發(fā)展趨勢(shì)

1、大型化、大容量化特別是取水水泵和排水水泵2、高揚(yáng)程、高轉(zhuǎn)速 單級(jí)揚(yáng)程已經(jīng)達(dá)到1000m。3、系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化 按照通用標(biāo)準(zhǔn)SLOW900-900單級(jí)雙吸離心泵是專門(mén)為深圳自來(lái)水廠開(kāi)發(fā)的大型泵。該泵泵體重6.3噸，泵蓋重2.5噸，泵的總高度2.8m，進(jìn)出水法蘭間距2.8m，軸承檔間距2.8m，進(jìn)水法蘭最大外徑為1.23m，出水法蘭最大外徑為1.12m?？艥痴緩S房?jī)?nèi)的3臺(tái)斜置軸流大型水泵水泵種類型號(hào)舉例型號(hào)說(shuō)明備註離心泵單級(jí)單吸離心泵IS100-65-200IS-單級(jí)單吸離心泵100-吸入口直徑，mm65-排出口直徑，mm200-葉輪直徑，mmIS：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單級(jí)雙吸離心泵S500-59AS-單級(jí)單吸離心泵500-吸入口直徑，mm59-水泵揚(yáng)程A–第一次切削20Sh-6A20-吸入口直徑，mmSh單級(jí)單吸離心泵6-比轉(zhuǎn)速的1／10

葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造

2.1.1兩個(gè)例子(1)在雨天，旋轉(zhuǎn)雨傘，水滴沿傘邊切線方向飛出，旋轉(zhuǎn)的雨傘結(jié)水滴以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把雨滴甩走，如圖所示。

(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把水甩走，如圖所示。2.1.2工作原理離心泵基本構(gòu)造及工作原理2.2離心泵的主要零件

離心泵是由許多零件組成的，離心泵的組成主要有：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器、軸向力平衡裝置。單級(jí)單吸臥式離心泵1-葉輪；2-泵軸；3-鍵；4-泵殼；5-泵座；6-灌水孔；7-放水孔，8-接真空表孔，9-接壓力錶孔，10-泄水孔，11-填料盒；12-減漏環(huán)；13-軸承座；14-壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15-傳動(dòng)輪單級(jí)單吸臥式離心泵單級(jí)單吸臥式離心泵1、葉輪

葉輪：?jiǎn)挝?、雙吸式l前蓋板；2後蓋板；3葉片；4葉槽；5吸水口；6輪轂；7泵軸

1吸入口；2輪蓋；3葉片4輪轂；5軸孔2、泵軸3、泵殼4、泵座鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵5、軸封裝置：泵軸與泵殼間

(1)填料密封壓蓋填料型填料盒1軸封套；2填料；3水封管；4水封環(huán)；5壓蓋(2)機(jī)械密封DY101型系列機(jī)械密封112型系列機(jī)械密封6、減漏環(huán)(承磨環(huán))

葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處

1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環(huán)；3、葉輪；4、鑲在葉輪上的減漏環(huán)7、軸承座

ZHZ滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承8、聯(lián)軸器

ZML膜片及連軸器9、軸向力平衡措施

平衡孔1排出壓力；2加裝的減漏環(huán)3平衡孔；4泵殼上的減漏環(huán)IS型單級(jí)單吸離心泵單級(jí)雙吸離心泵單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖1泵體；2泵蓋；3葉輪；4泵軸；5密度封環(huán)；6軸套：7填料盒；8填料；9水封環(huán)；10壓蓋；11軸套螺母：12軸承體；13固定螺釘；14軸承體壓蓋；15滾動(dòng)軸承；16聯(lián)軸器；17軸承端；18擋水圈；19螺桿；20鍵2.3葉片泵的基本性能參數(shù)水泵的6個(gè)性能參數(shù)：

1、流量(抽水量)——水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量。用字母Q表示，常用的體積流量單位是m3／h或L／s。常用的重量流量單位是t／h。

2、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過(guò)水泵後其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；工程中用國(guó)際壓力單位帕斯卡(Pa)表示。3、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來(lái)的功率稱為軸功率，以N表示。原動(dòng)機(jī)為電力拖動(dòng)時(shí)，軸功率單位以kw表示。有效功率——單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)水泵的液體從水泵那裏得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。

t：運(yùn)行時(shí)間hη1：水泵的效率

η2：電機(jī)的效率例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚(yáng)程H=30m；水泵及電機(jī)的效率均為70％，則該泵站工作10h其電耗值？

5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來(lái)表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復(fù)泵中轉(zhuǎn)速通常以活塞往復(fù)的次數(shù)來(lái)表示(次／nlin)6允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕餘量(Hsv)

允許吸上真空高度(Hs)——指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即水溫為20℃、表面壓力為一個(gè)標(biāo)推大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。單位為mH20。水泵廠一般常用Hs來(lái)反映離心泵的吸水性能。氣蝕餘量(Hsv)——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過(guò)飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般常用氣蝕餘量來(lái)反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。單位為mH20。氣蝕餘量在水泵樣本中也有以Δh來(lái)表示的。2.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(1)相對(duì)速度W；圓周速度u；(牽連速度)絕對(duì)速度C(2)C與u的夾角α；

C與W的夾角β（a)後彎式(β２＜90°)（b)徑向式(β２

＝

90°)（b)前彎式

(β２＞

90°)離心泵葉片形狀葉輪出口速度三角形

2.4.2基本方程式的推導(dǎo)三點(diǎn)假定：

(1)液流是恒定流；

(2)葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等。

(3)液流為理想液體，也即無(wú)粘滯性。恒定元流的動(dòng)量方程對(duì)某固定點(diǎn)取矩，可得到恒定元流的動(dòng)量矩方程單位時(shí)間裏控制面內(nèi)恒定總流的動(dòng)量矩變化(流出液體的動(dòng)量矩與流入液體的動(dòng)量矩之向量差)等於作用於該控制面內(nèi)所有液體質(zhì)點(diǎn)的外力矩之和。取進(jìn)出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。組成M的外力有：1、葉片迎水面和背水面作用於水的壓力P2及Pl；2、作用葉輪進(jìn)出口圓柱面上的水壓力P3及P4，它們都沿著徑向，所以對(duì)轉(zhuǎn)軸沒(méi)有力矩；3、作用於水流的摩擦阻力P5及P6，但由於是理想液體，故不予考慮；4、重力的合力矩等於零

1、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα22.4.3基本方程式的討論（1）為了提高水泵的揚(yáng)程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0

則（2）

則增加轉(zhuǎn)速(n)相加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚(yáng)程。(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)但當(dāng)輸送不同容重的液體時(shí)，水泵所消耗的功率將是不同的。(4)

水泵的揚(yáng)程由兩部分能量組成，一部分為勢(shì)揚(yáng)程(H1)，另一部分為動(dòng)揚(yáng)程(H2)，它在流出葉輪時(shí)，以比動(dòng)能的形式出現(xiàn)。2.4.4基本方程式的修正假定1基本滿足。假定2“反旋現(xiàn)象”。假定3有水力損耗ηh——水力效率;p——修正係數(shù)。2.5.1離心泵裝置

水泵配上管路及一切附件後的“系統(tǒng)”2.5.2水泵的總揚(yáng)程基本計(jì)算方法：（1）進(jìn)出口壓力錶表示（校核）（2）用揚(yáng)升液體高度和水頭損失表示（設(shè)計(jì)）§2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程2.5.2

水泵裝置的工作揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式

Hd：以水柱高度表示的壓力錶讀數(shù)（m）

Hv：以水柱高度表示的真空表讀數(shù)（m）（2）公式推導(dǎo):2.5.3水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式:HST：水泵的靜揚(yáng)程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）（2）公式推導(dǎo):同理：思考：對(duì)於公式有沒(méi)有簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行公式推導(dǎo)？注：本節(jié)中所介紹的求水泵揚(yáng)程公式，對(duì)於其他各種佈置形式的水泵裝置也都適用，包括自灌式。自灌式水泵的公式推求，請(qǐng)大家自學(xué)。

例：水泵流量Q=120l

/s，吸水管管路長(zhǎng)度l1=20m；壓水管管路長(zhǎng)度l2=300m；吸水管徑Ds=350mm，壓水管徑Dd=300mm；吸水水面標(biāo)高58.0m；泵軸標(biāo)高60.0m；水廠混合池水面標(biāo)高90.0m。求水泵揚(yáng)程。

注：i1=0.0065,i2=0.0148；吸水進(jìn)口採(cǎi)用濾水網(wǎng)，90彎頭一個(gè)，DN=350*300mm漸縮管一個(gè)；壓水管按長(zhǎng)管計(jì)，局部水頭損失占沿程10%?！?.6離心泵的特性曲線2.6.1離心泵的特性曲線

特性曲線：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等隨流量的變化關(guān)係稱為特性曲線。它反映泵的基本性能的變化規(guī)律，可做為選泵和用泵的依據(jù)。各種型號(hào)離心泵的特性曲線不同，但都有共同的變化趨勢(shì)。2.6.2理論特性曲線的定性分析QT——泵理論流量(m3／s)。也即不考慮泵體內(nèi)容積損失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——葉輪的出口面積(m2)；C2r——葉輪出口處水流絕對(duì)速度的徑向分速(m／s)。1、β２＜90°(1)直線QT-HT(2)直線I(3)扣除水頭損失(Ⅱ)摩阻、衝擊(4)扣除容積損失(Q-H線)2、(β２＜90°)

從上式可看出，水泵的揚(yáng)程將隨流量的增大而增大，並且，它的軸功率也將隨之增大。對(duì)於這樣的離心泵，如使用於城市給水管網(wǎng)中，將發(fā)現(xiàn)它對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作是不利的。結(jié)論：目前離心泵的葉輪幾乎一律採(cǎi)用後彎式葉片(β２＝20°-30°左右)。這種形式葉片的特點(diǎn)是隨揚(yáng)程增大，水泵的流量減小，因此，其相應(yīng)的流量Q與軸功率N關(guān)係曲線(Q-H曲線)，也將是一條比較平緩上升的曲線，這對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)講，可以穩(wěn)定在一個(gè)功率變化不大的範(fàn)圍內(nèi)有效地工作。2.6.2

實(shí)測(cè)特性曲線的討論(1)揚(yáng)程H是隨流量Q的增大而下降。(2)水泵的高效段：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵存在一最高效率點(diǎn)，稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。該水泵經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)左右的一定範(fàn)圍內(nèi)(一般不低於最高效率點(diǎn)的10％左右)都是屬於效率較高的區(qū)段，在水泵樣本中，用兩條波形線“”標(biāo)出。(3)軸功率隨流量增大而增大，流量為零時(shí)軸功率最小。(“閉閘啟動(dòng)”)(4)在Q—H曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)，表示水泵在各不同流量Q時(shí)的軸功率值。電機(jī)配套功率的選擇應(yīng)比水泵軸率稍大。(5)水泵的實(shí)際吸水真空值必須小於Q—HS曲線上的相應(yīng)值，否則，水泵將會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。(6)水泵所輸送液體的粘度越大，泵體內(nèi)部的能量損失愈大，水泵的揚(yáng)程(H)和流量(Q)都要減小，效率要下降，而軸功率卻增大，也即水泵特性曲線將發(fā)生改變。

葉片式水泵§2.7離心泵裝置定速運(yùn)行工況2.7.1工況點(diǎn)

水泵暫態(tài)工況點(diǎn)：水泵運(yùn)行時(shí)，某一瞬時(shí)的出水流量、揚(yáng)程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵暫態(tài)工況點(diǎn)。決定離心泵裝置工況點(diǎn)的因素（1）水泵本身型號(hào)；（2）水泵實(shí)際轉(zhuǎn)速；（3）管路系統(tǒng)及邊界條件。管路系統(tǒng)的特性曲線0Q2.7.2管路系統(tǒng)的特性曲線管路總水頭損失MKDHSTHSTQQMHQ-ΣHQ-HΣH2.7.3圖解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)（１）直接法離心泵裝置的工況點(diǎn)HMK1MHSTQQMHQ-ΣHQ-H（２）折引法離心泵裝置的工況點(diǎn)Q’-H’M1HM2.7.4離心泵裝置工況點(diǎn)的改變

泵的工作點(diǎn)由兩條特性曲線所決定，因而改變其中之一或者同時(shí)改變即可實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。

(1)自動(dòng)調(diào)節(jié)

(2)人工調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門(mén)；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)葉輪；水泵的聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)流量，簡(jiǎn)便易行，可連續(xù)變化缺點(diǎn)：關(guān)小閥門(mén)時(shí)增大了流動(dòng)阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不夠合理。QAAHQQBB改變閥門(mén)開(kāi)度B12.7.5數(shù)解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)原理：擬合Q-H曲線，與管道系統(tǒng)特性曲線聯(lián)立求解工況點(diǎn)。擬合Q-H曲線(1)H——水泵的實(shí)際揚(yáng)程(MPa)；Hx——水泵在Q=0時(shí)所產(chǎn)生的虛總揚(yáng)程(MPa)；hx——相應(yīng)於流量為Q時(shí)，泵體內(nèi)的虛水頭損失之和。hx=SxQmMPaSx——泵體內(nèi)虛阻耗係數(shù);m——指數(shù)。(2)§2.8離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況2.8.１葉輪相似定律幾何相似：兩個(gè)葉輪主要過(guò)流部分一切相對(duì)應(yīng)的尺寸成一定比例，所有的對(duì)應(yīng)角相等。b2、b2m

——實(shí)際泵與模型泵葉輪的出口寬度；D2、D2m——實(shí)際泵與模型泵葉輪的外徑；

——比例。

運(yùn)動(dòng)相似的條件是：兩葉輪對(duì)應(yīng)點(diǎn)上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應(yīng)點(diǎn)上水流的速度三角形相似。在幾何相似的前題下，運(yùn)動(dòng)相似就是工況相似。葉輪相似定律有三個(gè)方面：1、第一相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的流量之間的關(guān)係。2、第二相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的揚(yáng)程之間的關(guān)係。3、第三相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的軸功率之間的關(guān)係。2.8.2相似定律的特例——比例律把相似定律應(yīng)用於以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同一臺(tái)葉片泵，則可得到比例律：

1、比例律應(yīng)用的圖解方法(1)已知水泵轉(zhuǎn)速為nl時(shí)的(Q—H)l曲線，但所需的工況點(diǎn)，並不在該特性曲線上，而在座標(biāo)點(diǎn)A2(Q2，H2)處?，F(xiàn)問(wèn)；如果需要水泵在A2點(diǎn)工作，其轉(zhuǎn)速n2應(yīng)是多少?(2)已知水泵nl時(shí)的(Q—H)l曲線，試用比例律翻畫(huà)轉(zhuǎn)速為n2時(shí)的(Q—H)2

曲線。問(wèn)題(1)：求“相似工況拋物線”求A點(diǎn)：相似工況拋物線與(Q—H)l線的交點(diǎn)。求n2A1QHQ-HA2(2)在(Q—H)l線上任取a、b、c、d、e、f點(diǎn)；利用比例律求(Q—H)2上的a’、b’、c’、d’、e’、f’……作(Q—H)2曲線。同理可求(Q—N)2曲線。QHQ-HA2abdcefQ-H求(Q—η)2曲線。在利用比例律時(shí)，認(rèn)為相似工況下對(duì)應(yīng)點(diǎn)的效率是相等的，將已知圖中a、b、b、d等點(diǎn)的效率點(diǎn)平移即可。定速運(yùn)行與高速運(yùn)行比較：泵站調(diào)速運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)於(1)省電耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管網(wǎng)等壓供水(即HST基本不變)2、比例律應(yīng)用的數(shù)解方法(1)(2)2.8.３相似準(zhǔn)數(shù)—比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)１、模型泵：在最高效率下，當(dāng)有效功率Nu＝735.5W(1HP)，揚(yáng)程Hm＝1m，流量m3／s。這時(shí)該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似的實(shí)際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns

。將模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率時(shí)的流量和揚(yáng)程，也即水泵的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。

(2)比轉(zhuǎn)數(shù)ns是根據(jù)所抽升液體的容重γ＝1000kg／m3時(shí)得出的。

(3)Q和H是指單吸、單級(jí)泵的流量和揚(yáng)程。

(4)比轉(zhuǎn)數(shù)不是無(wú)因次數(shù)，它的單位是“r／min”。2、對(duì)比轉(zhuǎn)數(shù)的討論

(1)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)反映實(shí)際水泵的主要性能。當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，ns越大，水泵的流量越大，揚(yáng)程越低。

ns越小，水泵的流量越小，揚(yáng)程越高。

(2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉(zhuǎn)數(shù)而變的。用比轉(zhuǎn)數(shù)ns可對(duì)葉片泵進(jìn)行分類。要形成不同比轉(zhuǎn)數(shù)ns，在構(gòu)造上可改變?nèi)~輪的外徑(D2)和減小內(nèi)徑(D0)與葉槽寬度(b2)。(3)相對(duì)性能曲線

ns越?。篞—H曲線就越平坦；

Q＝0時(shí)的N值就越小。因而，比轉(zhuǎn)數(shù)低的水泵，採(cǎi)用閉閘起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)屬於輕載起動(dòng)，起動(dòng)電流減??；效率曲線在最高效率點(diǎn)兩則下降得也越和緩。2.8.4調(diào)速途徑及調(diào)速範(fàn)圍1、調(diào)速途徑

(1)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過(guò)中間偶合器以達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。採(cǎi)用液力偶合器對(duì)葉片泵機(jī)組可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)運(yùn)，可以大量節(jié)約電能，並可使電動(dòng)機(jī)空載(或輕載)啟動(dòng)，熱能損耗多。(2)電機(jī)本身的轉(zhuǎn)速可變。改變電機(jī)定子電壓調(diào)速，改變電機(jī)定子極數(shù)調(diào)速，改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速，串級(jí)調(diào)速以及變頻調(diào)速等多種。2、在確定水泵調(diào)速範(fàn)圍時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：(1)調(diào)速水泵安全運(yùn)行的前提是調(diào)速後的轉(zhuǎn)速不能與其臨界轉(zhuǎn)速重合、接近或成倍數(shù)。(2)水泵的調(diào)速一般不輕易地調(diào)高轉(zhuǎn)速。(3)合理配置調(diào)速泵與定速泵臺(tái)數(shù)的比例。(4)水泵調(diào)速的合理範(fàn)圍應(yīng)使調(diào)速泵與定速泵均能運(yùn)行於各自的高效段內(nèi)?！?.8離心泵裝置換輪運(yùn)行工況2.8.1切削律

注意：切削律是建於大量感性試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上。如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi)時(shí)，則切削前後水泵相應(yīng)的效率可視為不變。此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。2.8.2切削律的應(yīng)用

1、切削律應(yīng)用的兩類問(wèn)題

(1)已知葉輪的切削量，求切削前後水泵特性曲線的變化。

(2)已知要水泵在B點(diǎn)工作，流量為QB，揚(yáng)程為HB，B點(diǎn)位於該泵的(Q-H)曲線的下方?，F(xiàn)使用切削方法，使水泵的新持性曲線通過(guò)B點(diǎn)，要求：切削後的葉輪直徑D’2

是多少?需要切削百分之幾?是否超過(guò)切削限量?

(1)解決這一類問(wèn)題的方法歸納為“選點(diǎn)、計(jì)算、立點(diǎn)、連線”四個(gè)步驟。QHQ-H124356Q’-H’Q-NQ’-N’Q-ηQ’-η’0(2)求“切削拋物線”求A點(diǎn)座標(biāo)：切削拋物線與(Q—H)

線的交點(diǎn)。求D’2：切削量百分?jǐn)?shù)AQHQ-HB2、應(yīng)用切削律注意點(diǎn)(1)切削限量(1)對(duì)於不同構(gòu)造的葉輪切削時(shí)，應(yīng)採(cǎi)取不同的方式。

(3)沿葉片弧面在一定的長(zhǎng)度內(nèi)鏗掉一層，則可改善葉輪的工作性能。

(4)葉輪切削使水泵的使用範(fàn)圍擴(kuò)大。水泵的高效率方框圖離心泵性能曲線型譜圖§2.10離心泵並聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行工況水泵並聯(lián)工作：(1)增加供水量；(2)通過(guò)開(kāi)停水泵的臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)泵站的流量和揚(yáng)程，以達(dá)到節(jié)能和安全供水；(3)水泵並聯(lián)揚(yáng)水提高泵站運(yùn)行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性。2.10.1並聯(lián)工作的圖解法

1、同型號(hào)的兩臺(tái)(或多臺(tái))泵並聯(lián)後的總和流量，將等於某場(chǎng)程下各臺(tái)泵流量之和。Q0H2、同型號(hào)、同水位的兩臺(tái)水泵的並聯(lián)工作Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’步驟：(1)繪製兩臺(tái)水泵並聯(lián)後的總和(Q-H)l+2曲線(2)繪製管道系統(tǒng)特性曲線,求並聯(lián)工況點(diǎn)M。(3)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)NQ(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’結(jié)論：(1)N’＞N1,2，因此，在選配電動(dòng)機(jī)時(shí)，要根據(jù)單條單獨(dú)工作的功率來(lái)配套。(2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即兩臺(tái)泵並聯(lián)工作時(shí)，其流量不能比單泵工作時(shí)成倍增加。Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’5臺(tái)同型號(hào)水泵並聯(lián)注意：

(1)如果所選的水泵是以經(jīng)常單獨(dú)運(yùn)行為主的，那麼，並聯(lián)工作時(shí)，要考慮到各單泵的流量是會(huì)減少的，揚(yáng)程是會(huì)提高的。

(2)如果選泵時(shí)是著眼於各泵經(jīng)常並聯(lián)運(yùn)行的，則應(yīng)注意到，各泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的流量將會(huì)增大，軸功率也會(huì)增大。

3、不同型號(hào)的2臺(tái)水泵在相同水位下的並聯(lián)工作QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’步驟：(1)繪製兩臺(tái)水泵折引至B點(diǎn)的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ曲線(2)繪製兩臺(tái)水泵折引至B點(diǎn)的(Q-H)’Ⅰ＋Ⅱ曲線(3)繪製BD段管道系統(tǒng)特性曲線,求並聯(lián)工況點(diǎn)E(4)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’並聯(lián)機(jī)組的總軸功率及總效率：QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’

4、如果兩臺(tái)同型號(hào)並聯(lián)工作的水泵，其中一臺(tái)為調(diào)速泵，另一臺(tái)是定速泵。

在調(diào)速運(yùn)行中可能會(huì)遇到兩類問(wèn)題：

(1)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速n1與定速泵的轉(zhuǎn)速n2均為已知，試求二臺(tái)並聯(lián)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)。其工況點(diǎn)的求解可按不同型號(hào)的2臺(tái)水泵在相同水位下的並聯(lián)工作所述求得。

(2)只知道調(diào)速後兩臺(tái)泵的總供水量為QP(HP為未知值)，試求調(diào)運(yùn)泵的轉(zhuǎn)速n1值(即求調(diào)速值)。5、一臺(tái)水泵向兩個(gè)並聯(lián)工作的高地水池輸水（1）水泵向兩個(gè)高地水池輸水（2）水泵與高水池D並聯(lián)工作，共同向低水池C輸水2.10.2定速運(yùn)行下並聯(lián)工作的數(shù)解法2.10.3調(diào)速運(yùn)行下並聯(lián)工作的數(shù)解法2.10.4並聯(lián)工作中調(diào)速泵臺(tái)數(shù)的選定

調(diào)速泵與定速泵配置臺(tái)數(shù)比例的選定，應(yīng)以充分發(fā)揮每臺(tái)調(diào)速泵在調(diào)速運(yùn)行時(shí)仍能在較高效率範(fàn)圍內(nèi)運(yùn)行為原則。例調(diào)速泵(Q-H)曲線要求：使每單臺(tái)調(diào)速泵的流量由1/2定速泵流量到滿額定速泵供水量之間變化2.10.5水泵串聯(lián)工作各水泵串聯(lián)工作時(shí)，其總和（Q-H）性能曲線等於同一流量下?lián)P程的疊加。

注：多級(jí)泵，實(shí)質(zhì)上就是n級(jí)水泵的串聯(lián)運(yùn)行。隨著水泵製造工藝的提高，目前生產(chǎn)的各種型號(hào)水泵的揚(yáng)程，基本上已能滿足給水徘水工程的要求，所以，一般水廠中已很少採(cǎi)用串聯(lián)工作的形式。

葉片式水泵§2.11離心泵吸水性能2.11.1吸水管中壓力的變化及計(jì)算

吸水池水面上的壓頭和泵殼內(nèi)最低壓頭之差用來(lái)支付：(1)把液體提升Hss高度(2)克服吸水管中水頭損失；(3)流速水頭(4)產(chǎn)生流速水頭差值(5)供應(yīng)葉片背面足點(diǎn)壓力下降值。

表示吸水井中能量餘裕值;

是泵殼進(jìn)口外部的壓力下降值;()反映了泵殼進(jìn)口內(nèi)部的壓力下降值，此值中是葉輪進(jìn)口和進(jìn)口附近葉片背面(背水面)的壓頭差，通常不小於3m,由水泵的構(gòu)造和工況而定的。2.11.2氣穴和氣蝕

1、氣穴現(xiàn)象：當(dāng)葉輪進(jìn)口低壓區(qū)的壓力Pk≤Pva

時(shí)，水就大量汽化，同時(shí)，原先溶解在水裏的氣體也自動(dòng)逸出，出現(xiàn)“冷沸”現(xiàn)象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區(qū)域時(shí)，汽泡突然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速?zèng)_向汽泡中心，在汽泡閉合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象，其瞬間的局部壓力，可以達(dá)到幾十兆帕。此時(shí)，可以聽(tīng)到汽泡衝破時(shí)炸裂的噪音，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。2、氣蝕

(1)氣蝕現(xiàn)象：一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進(jìn)口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期後，金屬就產(chǎn)生疲勞，金屬表面開(kāi)始呈蜂窩狀，隨之，應(yīng)力更加集中，葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時(shí)，由於水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最後，幾條裂縫互相貫穿，達(dá)到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生的這種效應(yīng)稱為“氣蝕”。(2)氣蝕兩個(gè)階段：氣蝕第一階段，表現(xiàn)在水泵外部的是輕微噪音、振動(dòng)和水泵揚(yáng)程、功率開(kāi)始有些下降。氣蝕第二階段，氣穴區(qū)就會(huì)突然擴(kuò)大，這時(shí)，水泵的H、N、η就將到達(dá)臨界值而急劇下降，最後終於停止出水。(3)氣蝕的危害水泵性能惡化甚至停止出水；水泵過(guò)流部件發(fā)生破壞；產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；

(4)氣蝕影響對(duì)不同類型的水泵不同ns較高ns較低2.11.3水泵最大安裝高度

1、水泵最大安裝高度2、允許吸上真空高度Hs(1)水泵銘牌或樣本中，對(duì)於各種水泵都給定了一個(gè)允許吸上真空高度Hs，此Hs即為Hv的最大極限值。在實(shí)用中，水泵的Hv超過(guò)樣本規(guī)定的Hs值時(shí)，就意味著水泵將會(huì)遭受氣蝕。水泵廠一般在樣本中，用Q-Hs曲線來(lái)表示該水泵的吸水性能。此曲線是在大氣壓為l0.33mH20，水溫為20℃時(shí)，由專門(mén)的氣蝕試驗(yàn)求得的。它是該水泵吸水性能的一條限度曲線。

Hs與當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa)及抽升水的溫度(t)有關(guān):

當(dāng)?shù)卮髿鈮涸降?，水泵的Hs

值就將越小水溫越高，水泵的Hs值也將越小。(2)水泵廠所給定的Hs值修正：H’s——修正後採(cǎi)用的允許吸上真空高度(m)HS——水泵廠給定的允許吸上真空高度(m)ha——安裝地點(diǎn)的大氣壓(即)(mH20)；hav——實(shí)際水溫下的飽和蒸汽壓力(表2—8)。2.11.4氣蝕餘量(NPSH)

對(duì)軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負(fù)值，葉輪常須安在最低水面下，對(duì)於這類泵常採(cǎi)用“氣蝕餘量”這名稱來(lái)衡量它們的吸水性能?？倸馕g餘量。也即水泵進(jìn)口處單位重量的水，所具有超過(guò)汽化壓力的餘裕能量再加上。其大小通常換算到泵軸的基準(zhǔn)面上；

ha：吸水井表面的大氣壓力(mH20)；

hva：該水溫下的汽化壓力(mH20)；

Σhs：吸水管道的水頭損失之和(m)；

Hss

：水泵吸水地形高度，即安裝高度(m)。2、（NPSH）r和（NPSH）a

(1)必要?dú)馕g餘量（NPSH）r

樣本中所提供的蝕餘量：由Δh和避免氣蝕的餘裕量(0.3mH20左右)兩部分所組成。(2)裝置氣蝕餘量（NPSH）a

由氣蝕餘量公式計(jì)算出的是該水泵裝置的實(shí)際的氣蝕餘量。

在工程中（NPSH）a=（NPSH）r+(0.4～0.6mH20)吸入式工作的水泵氣蝕餘量圖Hs2.11.5水泵的吸水性能

(1)允許吸上真空高度Hs：離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度Hs來(lái)衡量的。Hs值越大，說(shuō)明水泵的吸水性能越好，或者說(shuō)，抗氣蝕性能越好。

(2)氣蝕餘量（NPSH）r

：水泵廠樣本中要求的氣蝕餘量越小，表示該水泵的吸水性能越好。§2.12離心泵機(jī)組的使用、維護(hù)及更新改造2.12.1啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作(1)檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力錶及真空表，供配電設(shè)備(2)盤(pán)車(chē)：轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)組的聯(lián)軸器，檢查水泵及電動(dòng)機(jī)內(nèi)有無(wú)不正常的現(xiàn)象(3)灌泵：向水泵及吸水管中充水(4)閉閘啟動(dòng)：閉閘運(yùn)行時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)2—3min2.12.2運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)檢查各個(gè)儀錶工作是否正常、穩(wěn)定。

(2)檢查流量計(jì)上指示數(shù)是否正常。

(3)檢查填料盒處是否發(fā)熱、滴水是否正常。

(4)檢查泵與電動(dòng)機(jī)的軸承和機(jī)殼溫升。

(5)注意油環(huán)，要讓它自由地隨同泵軸作不同步的轉(zhuǎn)動(dòng)。隨時(shí)聽(tīng)機(jī)組聲響是否正常。

(6)定期記錄水泵的流量、揚(yáng)程、電流、電壓、功率因素等有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。

(7)水泵的停車(chē)應(yīng)先關(guān)出水閘閥，實(shí)行閉閘停車(chē)。然後，關(guān)閉真空及壓力錶上閥，把泵和電動(dòng)機(jī)表面的水和油擦淨(jìng)。2.12.3水泵的故障和排除離心泵常見(jiàn)的故障及其排除見(jiàn)書(shū)表2—10。2.12.4機(jī)泵的更新改造

(1)電動(dòng)機(jī)a.負(fù)荷率低於0.5b.電機(jī)絕緣性的低劣

(2)水泵：a.平常

b.採(cǎi)用調(diào)節(jié)出水閥來(lái)控制管網(wǎng)壓力

c.流量變化與季節(jié)有明顯關(guān)係

d.深井泵§2.13軸流泵及混流泵2.13.1軸流泵的基本構(gòu)造(1)吸入管；(2)葉片；(3)葉輪；(4)導(dǎo)葉(5)軸；(6)機(jī)殼；(7)出水彎管軸流泵(1)吸入管：一般採(cǎi)用符合流線型喇叭管或做成流道形式。(2)葉輪：固定式、半調(diào)式和全調(diào)式(3)導(dǎo)葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)。(4)軸和軸承：導(dǎo)軸承、推力軸承(5)密封裝置：壓蓋填料型1葉片2輪轂體3角度位置4調(diào)節(jié)螺母2.13.2軸流泵的工作原理空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論P(yáng)’BAP2.13.3軸流泵的性能特點(diǎn)(1)揚(yáng)程隨流量的減小而劇烈增大，Q—H曲線陡降，並有轉(zhuǎn)捩點(diǎn)。(2)Q—N曲線為陡降曲線，一般稱為“開(kāi)閘啟動(dòng)”。(3)Q—η曲線呈駝峰形。也即高效率工作的範(fàn)圍很小。軸流泵的通用特性曲線軸流泵特性曲線(4)在水泵樣本中，軸流泵的吸水性能，一般是用氣蝕餘量Δhsv來(lái)表示的。一般軸流泵的氣蝕餘量都要求較大。2.13.4軸流泵的主要應(yīng)用適於輸送清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似於清水的液體，不同類型的軸流泵對(duì)所輸送液體溫度的要求不同(如ZLB型要求液體溫度不超過(guò)50℃)可供電站迴圈水、城市給水、農(nóng)田排灌等之用。2.13.5混流泵蝸殼式、導(dǎo)葉式§2.14給水排水工程中常用的葉片泵2.14.1IS系列單級(jí)單吸式離心泵現(xiàn)行水泵行業(yè)首批採(cǎi)用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合設(shè)計(jì)的新系列產(chǎn)品適合輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)相類似的其他液體，主要用於工業(yè)和城市給水、排水，亦可用於農(nóng)業(yè)排灌，互換性強(qiáng)、高效節(jié)能。

2.14.2Sh(SA)系列單級(jí)雙吸式離心泵這種泵在城鎮(zhèn)給水、工礦企業(yè)的迴圈用水、農(nóng)田誹溜、防洪排澇等方面應(yīng)用十分廣泛，是給水排水工程中最常用的一種水泵。目前，常見(jiàn)的流量為90-20000m3/h，揚(yáng)程為10—l00mH2O。按泵軸的安裝位置不同，有臥式和立式兩種。臥式立式2.14.3D(DA)系列分段多級(jí)式離心泵這類泵揚(yáng)程在100-650mH2O高範(fàn)圍內(nèi)，流量在5—720m3/h範(fàn)圍內(nèi)。D型多級(jí)離心泵2.14.４JD(J)系列深井泵深井泵是用來(lái)抽升深井地下水的。主要由三部分組成：

(1)包括濾網(wǎng)在內(nèi)泵的工作部分

(2)包括泵座和傳動(dòng)軸在內(nèi)的揚(yáng)水管部分

(3)帶電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置部分等。這類泵實(shí)際上是一種立式單吸分段式多級(jí)離心水泵。QJ/QJT系列深井潛水泵2.14.５潛水泵潛水泵的持點(diǎn)是機(jī)泵一體化，潛水給水泵常用的型號(hào)為QXG，其流量範(fàn)圍為200-400m3/h，揚(yáng)程範(fàn)圍為6．5-60mH2O，功率範(fàn)圍為11-150kW。按用途分，給水泵、排汙泵；按葉輪形式分，離心式、軸流式及混流式潛水泵等。潛水排汙泵潛水泵2.14.6污水泵、雜質(zhì)泵它與清水泵的不同處在於:葉輪的葉片少，流道寬，便於輸送帶有纖維或其他懸浮雜質(zhì)的污水。另外，在泵體的外殼上開(kāi)設(shè)有檢查、清掃孔，便於在停車(chē)後清除泵殼內(nèi)部的污濁雜質(zhì)。QW型潛水排汙泵

其他水泵

§3.1射流泵3.1.1工作原理1、噴嘴2、吸入室3、混合管4、擴(kuò)散管5、吸水管6、壓出管H1：噴嘴前工作液體具有比能(mH2O)；H2：射流泵出口處液體具有比能．射流泵的揚(yáng)程(mH2O)；Ql：工作液體的流量(m3／s)；Q2：被抽液體的流量(m3／s)；F1：噴嘴的斷面積(m2)；F2：混合室的斷面積(m2)射流泵

射流泵的性能參數(shù)3.1.2射流泵優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

(1)構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格便宜；

(2)便於就地加工，安裝容易，維修簡(jiǎn)單；

(3)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，啟閉方便，當(dāng)吸水口完全露出水面後，斷流時(shí)無(wú)危險(xiǎn)；

(4)可以抽升污泥或其他含顆粒液體；

(5)可與離心泵聯(lián)合串聯(lián)下作從大口井或深井中取水。缺點(diǎn)：效率較低。3.1.3射流泵的應(yīng)用

(1)用作離心泵的抽氣引水裝置。

(2)在水廠中利用射流系來(lái)抽吸液氯和礬液，俗稱“水老鼠”。

(3)在地下水除鐵曝氣的充氧工藝中，利用射流泵作為帶氣、充氣裝置，以達(dá)到充氧目的。

(4)作為生物處理的曝氣設(shè)備及浮淨(jìng)比法的加氣水設(shè)備。

(5)與離心泵聯(lián)合工作以增加離心泵裝置的吸水高度。

(6)在土方工程施工中，用於井點(diǎn)來(lái)降低基坑的地下水位等?！?.2氣升泵3.2.1工作原理1、揚(yáng)水管2、輸氣管3、噴嘴4、氣水分離箱5、排氣孔6、井管7、傘形鐘罩氣升泵根據(jù)連通管原理γw：水的容重(kg／m3)；γm：揚(yáng)水管內(nèi)水氣乳液的容重(kg／m3)；H1：井內(nèi)動(dòng)水位至噴嘴的距離，稱為噴嘴淹沒(méi)深度(m)。h——程升高度(m)。只要γwh1＞γmH時(shí)，水氣乳液就能沿?fù)P水管上升至管口而溢出，氣升泵就能正常工作。水氣乳液上升高度hh1為常數(shù)時(shí)H-γm曲線3.2.2氣升泵裝置總圖1、空氣篩檢程式：空氣壓縮機(jī)的吸氣口2、空氣壓縮機(jī)3、風(fēng)罐：使空氣在罐內(nèi)消除脈動(dòng)，均勻地輸送到揚(yáng)水管4、輸氣管、噴嘴：噴嘴的作用是在揚(yáng)水管內(nèi)造成水氣乳液5、井管6、揚(yáng)水管：揚(yáng)水管直徑過(guò)小，井內(nèi)水位降落大，抽水量將受到限制；揚(yáng)水管直徑過(guò)大，升水產(chǎn)生間斷，甚至不能升水。7、氣水分離箱3.2.3氣升泵優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：井孔內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，在實(shí)際工程中，不但可用於井孔抽水，而且還可用於提升泥漿、礦漿、鹵液等。缺點(diǎn)：氣升泵與深井泵相比，效率低。應(yīng)用：對(duì)於鑽孔水文地質(zhì)的抽水試驗(yàn)，石油部門(mén)的“氣舉採(cǎi)油”以及礦山中井巷排水等方面，氣升泵的應(yīng)用常具有獨(dú)特之處?！?.3往復(fù)泵3.3.1工作原理1、壓水管路2、壓水空氣室3、壓水閥4、吸水閥5、吸水空氣室6、吸水管路7、柱塞8、滑塊9、連桿10、曲柄往復(fù)泵往復(fù)泵往復(fù)式計(jì)量泵一些參數(shù)：衝程：活塞或柱塞在泵缸內(nèi)從一頂端位置移至另一頂端位置，這兩頂端之間的距離S稱為活塞行程長(zhǎng)度(也稱衝程)，兩頂端叫做死點(diǎn)。單動(dòng)往復(fù)泵：活塞往復(fù)一次(即兩衝程)，泵缸內(nèi)只吸入一次和排出一次水，這種泵稱為單動(dòng)往復(fù)泵。雙動(dòng)往復(fù)泵單動(dòng)泵流量曲線雙動(dòng)泵流量曲線三動(dòng)泵流量曲線如圖：揚(yáng)程與流量無(wú)關(guān)往復(fù)泵的特性曲線圖3.3.2往復(fù)泵的性能特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：(1)高揚(yáng)程，小流量的容積式水泵。(2)必須開(kāi)閘啟動(dòng)(3)不能用閘閥來(lái)調(diào)節(jié)流量。(4)在給水排水泵站中，如果採(cǎi)用往復(fù)泵時(shí)，則必須有調(diào)節(jié)流量的設(shè)施。(5)具有自吸能力。(6)出水不均勻。應(yīng)用：在某些工業(yè)部門(mén)的鍋爐給水方面、在輸送持殊液體方面，在要求自吸能力高的場(chǎng)合下§3.4螺旋泵3.4.1工作原理如圖螺旋泵傾斜放置在水中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋軸時(shí)，螺旋葉片下端與水接觸，水就從螺旋葉片的P點(diǎn)進(jìn)入葉片，水在重力作用下，隨葉片下降到Q點(diǎn)，由於轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的慣性力，葉片將Q點(diǎn)的水又提升至R點(diǎn)、而後在重力作用下，水又下降至高一級(jí)葉片的底部．如此不斷迴圈，水沿螺旋軸被一級(jí)一級(jí)地往上提起。螺旋泵3.4.2螺旋泵裝置主要參數(shù)：1、傾角(θ)：指螺旋泵軸對(duì)水平面的安裝夾角。2、泵殼與葉片的間院：間隙越小，水流失越?。眯试礁撸?、轉(zhuǎn)速（n)：4、揚(yáng)程(H)：螺旋泵是低揚(yáng)程水泵。揚(yáng)程低、效率高。5、泵直徑(D)：泵的流量取決於泵的直徑。一般認(rèn)為：泵直徑越大，效率越高；泵的直徑與泵軸直徑之比以2:1為宜；6、螺距(S)：沿螺旋葉片環(huán)繞泵軸呈螺旋形旋轉(zhuǎn)360度所經(jīng)軸向距離．即為一個(gè)螺旋導(dǎo)程λ。S=λ/Z7、流量(Q)及軸功率(N)3.4.3螺旋泵優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、提升流量大，省電。2、螺旋泵只要葉片接觸水面就可把水提升上來(lái)。3．泵站設(shè)施簡(jiǎn)單，減少土建費(fèi)用。4、不需要沒(méi)簾格，直接提升雜粒、木塊、碎布等。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、製造容縣，維修簡(jiǎn)單。6、提升活性污泥，對(duì)絨絮破壞較少。缺點(diǎn)：1、揚(yáng)程一般不超過(guò)6-8m，在使用上受到限制。2、不適用於水位變化較大的場(chǎng)合：3、螺旋泵必須斜裝，占地較大。

給水泵站

§4.1泵站分類與特點(diǎn)4.1.1分類(1)按照水泵機(jī)組設(shè)置的位置與地面的相對(duì)標(biāo)高關(guān)係:地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式，泵站可分為人工手動(dòng)控制、半自動(dòng)化、全自動(dòng)化和遙控泵站。(3)在給水工程中，常見(jiàn)的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及迴圈水泵站。4.1.2取水泵站(也稱一級(jí)泵站)

（1）組成

水源吸水井

取水泵房

切換井

淨(jìng)水構(gòu)築物注：直接送水無(wú)需切換井（2）設(shè)計(jì)注意點(diǎn)A、泵房形式：山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！百F在平面”B、在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C、在施工過(guò)程中，要注意季節(jié)。D、在泵房投產(chǎn)後，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用好通風(fēng)、採(cǎi)光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。E、在新建給水工程時(shí)，應(yīng)考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性。其特點(diǎn)“百年大計(jì)，一次完成”。4.1.3送水泵站(也稱二級(jí)泵站)（1）組成清水池

取水泵房

切換井

管網(wǎng)

高地水池（2）吸水井作用：有利於水泵吸水管道佈置，也有利於清水池的維修。形式：AB二級(jí)泵房分離式清水池池內(nèi)式4.1.3加壓泵站方式：直接串接清水池及泵站加壓方式二級(jí)泵房加壓泵站逆止閥4.1.4迴圈泵站多用在企業(yè)一般設(shè)置熱水、冷水兩組水泵。生產(chǎn)車(chē)間熱水泵冷卻構(gòu)築物冷水泵

§4.2水泵選擇4.2.1選泵的主要依據(jù)流量揚(yáng)程以及其變化規(guī)律(1)一級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量A、泵站從水源取水，輸送到淨(jìng)水構(gòu)築物。Qr——一級(jí)泵站中水泵所供給的流量(m3／h)；Qd——供水對(duì)象最高日用水量(m3／d)；α——為計(jì)及輸水管漏損和淨(jìng)水構(gòu)築物自身用水而加的係數(shù)，一般取α=1.05-1.1T——為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)。B、泵站將水直接供給用戶或送到地下集水池β——給水系統(tǒng)中自身用水係數(shù)，一般取β＝1.01-1.02一級(jí)泵站揚(yáng)程

(1)送水至淨(jìng)化構(gòu)築物

(2)直接供水HST’——水源井中枯水位(或最低動(dòng)水位)與給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)的地面標(biāo)高差(mH2O)；

Σh——管路中的總水頭損失(mH20)；

Hsev——給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)所要求的最小自由水壓(也叫服務(wù)水頭)。(2)二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量

對(duì)於小城市的給水系統(tǒng)，大多數(shù)採(cǎi)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)算對(duì)於大城市的給水系統(tǒng)，宜採(cǎi)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。最大日用水量變化曲線4.2.2選泵要點(diǎn)(1)大小兼顧，調(diào)配靈活已知：用水區(qū)的用水量從最大為795m3／h到最小為396m3／h，逐時(shí)變化。12Sh—19型水泵特性曲線四臺(tái)不同型號(hào)水泵Q-H曲線(2)型號(hào)整齊，互為備用從泵站運(yùn)行管理與維護(hù)檢修的角變來(lái)看，如果水泵的型號(hào)太多則不便於管理。由第一條：在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的水泵的臺(tái)數(shù)越多，越能適應(yīng)用水量變化的要求，浪費(fèi)的能量越少。綜合以上要點(diǎn)：如選用5臺(tái)泵的泵站，採(cǎi)用1：2：3：3：3，這樣配置的水泵可應(yīng)付12種工況變化。(3)合理地用盡各水泵的高效段可按不同方案計(jì)算後綜合選泵按最大日平均小時(shí)流量的70％(即0.7Q日·平均時(shí))按最大日平均小時(shí)流量的100％(即1.0Q日·平均時(shí))按最大日平均小時(shí)流量的130％(即1.3Q日·平均時(shí))(4)要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ)”(5)大中型泵站需作選泵方案比較。例根據(jù)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)資料，己知最高日最高時(shí)用水量為920L／s，時(shí)變化係數(shù)Kh為1．7，日變化Kd為1.3，管網(wǎng)最大用水時(shí)水頭損失為11.5m，吸水管水頭損失為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)建築物層數(shù)為3層，試進(jìn)行送水泵站水泵的選型設(shè)計(jì)。4.2.3選泵時(shí)尚需考慮的其他因素

(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)部佈置、泵站造價(jià)等有影響。

(2)應(yīng)在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應(yīng)充分利用水泵的允許吸上真空高度。

(3)應(yīng)選用效率較高的水泵，如儘量選用大泵。

(4)根據(jù)供水對(duì)象對(duì)供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。

(5)應(yīng)儘量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)匮u造的成系列生產(chǎn)的、比較定型的和性能良好的產(chǎn)品。

備用泵的選擇：

(1)在不允許減少供水量的情況下，應(yīng)有兩套備用機(jī)組；

(2)允許短時(shí)間內(nèi)中斷供水時(shí)．可只設(shè)一臺(tái)備用泵。

(3)城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺(tái)備用泵。通常備用泵的型號(hào)可以和泵站中最大的工作泵相同。當(dāng)管網(wǎng)中無(wú)水塔且泵站內(nèi)機(jī)組較多時(shí)，也可考慮增設(shè)一臺(tái)備用泵，它的型號(hào)相最常運(yùn)行的工作泵相同。

(4)如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時(shí)，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉(cāng)庫(kù)中貯存一套備用機(jī)組即可。備用泵相其他工作泵一樣，應(yīng)處?kù)峨S時(shí)可以啟動(dòng)的狀態(tài)。4.2.4選泵後的校核在泵站中水泵選好之後，還必須按照發(fā)生火災(zāi)時(shí)的供水情況，校核泵站的流量和揚(yáng)程是否滿足消防時(shí)的要求。對(duì)於一級(jí)泵站：Qf——設(shè)計(jì)的消防用水量(m3／h)，Q’——最高用水日連續(xù)最大二小時(shí)平均用水量(m3／h)；Qr——一級(jí)泵站正常運(yùn)行時(shí)的流量(m3／h)；tf——補(bǔ)充消防用水的時(shí)間,從24—48h，由用戶的性質(zhì)和消防用水量的大小決定,見(jiàn)建築設(shè)計(jì)防火規(guī)範(fàn)；α——計(jì)及淨(jìng)水構(gòu)築物本身用水的係數(shù)。對(duì)於二級(jí)泵站，消防屬於緊急情況。消防用水其總量一般占整個(gè)城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強(qiáng)度大，使整個(gè)給水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)突然加重。因此，應(yīng)作為一種特殊情況在泵站中加以考慮。4.2.5小結(jié)：

1、水泵類型選擇水泵類型主要根據(jù)揚(yáng)程選擇，常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下，泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程小於l0m，宜選用軸流泵；5—20m，宜選用混流泵；20—l00m，宜選用單級(jí)離心泵，大於100m時(shí)可選用多級(jí)離心泵。當(dāng)混流泵與軸流泵都可使用時(shí)，應(yīng)優(yōu)選混流泵，當(dāng)離心泵與混流泵都可使用時(shí)，若揚(yáng)程變化較大，一般宜選用離心泵。2、水泵臺(tái)數(shù)的確定：(1)建設(shè)費(fèi)與運(yùn)行費(fèi)。一般在同樣流量情況下，機(jī)組臺(tái)數(shù)越少，建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)越小。(2)運(yùn)行管理。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)組臺(tái)數(shù)少，管理運(yùn)行較方便(3)流量調(diào)節(jié)能力。機(jī)組臺(tái)數(shù)少，流量調(diào)節(jié)能力較差。(4)備用機(jī)組：對(duì)於灌溉泵站，裝機(jī)3—9臺(tái)時(shí)，其中應(yīng)有l(wèi)臺(tái)備用，多於9臺(tái)時(shí)，應(yīng)有2臺(tái)備用。對(duì)於重要城市供水泵站，工作機(jī)組3臺(tái)及3臺(tái)以下時(shí)，應(yīng)增設(shè)1臺(tái)備用機(jī)組，多於3臺(tái)，應(yīng)增設(shè)2臺(tái)備用機(jī)組。綜上，水泵臺(tái)數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。一般情況下，中小型泵站以3—9臺(tái)為宜。流量變化幅度大的泵站，臺(tái)數(shù)宜多；流量比較穩(wěn)定的泵站，臺(tái)數(shù)宜少。

§4.３泵站變配電設(shè)施及自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)4.３.1變配電系統(tǒng)中負(fù)荷等級(jí)及電壓選擇1、負(fù)荷等級(jí)(1)一級(jí)負(fù)荷:兩個(gè)獨(dú)立電源供電(2)二級(jí)負(fù)荷:兩回路供電或一回路專用線(3)三級(jí)負(fù)荷2、電壓選擇(1)規(guī)模很小的水廠：一般為380V。(2)中小型淨(jìng)水廠：6kV和10kV，10kV替代6kV。(3)大型水廠：35kV電壓。4.３.２泵站中常用的變配電系統(tǒng)現(xiàn)代都採(cǎi)用由電器開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的成套設(shè)備配電屏(又稱開(kāi)關(guān)櫃)。設(shè)計(jì)注意點(diǎn)：(1)開(kāi)關(guān)櫃前面的過(guò)道寬度應(yīng)不小於：低壓櫃1.5m，高壓櫃3.0m。(2)背後檢修的開(kāi)關(guān)櫃與牆壁的淨(jìng)距不宜小於0.8m。高、低壓配電室注意：門(mén)、架線、高度保證：安全、方便4.３.3變電所變電所的變配電設(shè)備是用來(lái)接受、變換和分配電能的電氣裝置，它由變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x錶、連接母線和電纜等組成。

(1)變電所的類型選擇獨(dú)立變電所、附設(shè)變電所、室內(nèi)變電所

(2)變電所的位置和數(shù)目位置：位於用電負(fù)荷中心；考慮周?chē)沫h(huán)境；考慮佈線是否合理；數(shù)目：由負(fù)荷的大小及分散情況所決定；考慮泵站的發(fā)展(3)變電所的佈置方案

變電所與水泵房的組合佈置1、水泵房；2、低壓配電室(包括值班室)；3、變壓器室；4、高壓配電室14.３.4常用電動(dòng)機(jī)1、根據(jù)所要求的最大功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)選用電動(dòng)機(jī)。2、根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率大小，參考外電網(wǎng)的電壓決定電動(dòng)機(jī)的電壓。

(1)功率在100kW以下，選用380V／220V或220／127V的三相交流電；

(2)功率在200kW以上，選用l0kV(或6kV)的三相交流電；(3)功率在100-200kw之間，視泵站內(nèi)電機(jī)配置情況而定，3、根據(jù)工作環(huán)境和條件決定電動(dòng)機(jī)的外形和構(gòu)造形式。4、根據(jù)投資少，效率高，運(yùn)行簡(jiǎn)便等條件，確定所選電動(dòng)機(jī)的類型。4.３.5交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速1、調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速(高效型調(diào)速)調(diào)節(jié)電源頻率(變頻調(diào)速)改變電機(jī)極對(duì)數(shù)(變極調(diào)速)2、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率(能耗型調(diào)速、只用於非同步電動(dòng)機(jī))調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子電壓改變串入繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子電路的附加電阻值等。4.３.6水泵機(jī)組的控制設(shè)備直接啟動(dòng)：電動(dòng)機(jī)功率小於10kW

減壓?jiǎn)?dòng)：電動(dòng)機(jī)功率在10kw以上(1)手操作啟動(dòng)器(2)電磁啟動(dòng)器4.３.7泵站自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)1．控制方式集中型控制、分散型控制、集散型控制和分佈型控制2．集散型控制三級(jí)控制(即就地現(xiàn)場(chǎng)的手動(dòng)控制、車(chē)間自動(dòng)控制和中央控制室集中控制)。

給水泵站§4.4水泵機(jī)組的佈置與基礎(chǔ)4.4.1水泵機(jī)組的佈置

1、縱向排列(即各機(jī)組軸線平行單排並列)

適用於如IS型單級(jí)單吸懸管式離心泵。機(jī)組之間各部尺寸要求：(1)水管外壁和牆壁的淨(jìng)距A：A=最大設(shè)備的寬度加1m，但A≮2m。

(2)水管與水管之間的淨(jìng)距B：B＞0.7m(3)水管外壁與配電設(shè)備的安全操作距離C：當(dāng)為低壓配電設(shè)備時(shí)C≮1.5m，高壓配電設(shè)備C≮2m。

(4)水泵外形凸出部分(基礎(chǔ))與牆壁的淨(jìng)距D：D≮1m。

(5)電機(jī)外形凸出部分(基礎(chǔ))與牆壁的淨(jìng)距E：E=電機(jī)軸長(zhǎng)加0.5m，但不宜＜3m。(6)水管外壁與相鄰機(jī)組的突出部分的淨(jìng)距F：F≮0.7m(1m)。2、橫向排列適用側(cè)向進(jìn)、出水的水泵，如單級(jí)雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵機(jī)組之間各部尺寸要求：

(1)水泵凸出部分(基礎(chǔ))到牆壁的淨(jìng)距Al：A1=最大設(shè)備的寬度加1m，但A1≮2m。(2)出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與牆壁的淨(jìng)距B1：Bl不宜小於3m。(3)進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與牆壁的淨(jìng)距Dl

：Dl不宜小於1m。(4)電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的淨(jìng)距C1：C1＝電機(jī)軸長(zhǎng)十0.5m。但是，低壓配電設(shè)備應(yīng)Cl≥1.5m；高壓配電設(shè)備C1≥2.0m。

(5)水泵基礎(chǔ)之間(電機(jī)與水泵凸出部分)的淨(jìng)距E1值與C1要求相同，E1=C1(6)為了減小泵房的跨度，也可考慮將吸水閥門(mén)設(shè)置在泵房外面。3、橫向雙行排列適用在泵房中機(jī)組較多的圓形取水泵站；這種佈置形式兩行水泵的轉(zhuǎn)向相反需配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。4.4.2水泵機(jī)組的基礎(chǔ)臥式水泵均為塊式基礎(chǔ)，其尺寸大小一般均按所選水泵安裝尺寸所提供的數(shù)據(jù)確定。(1)對(duì)於小泵：基礎(chǔ)長(zhǎng)度L＝底座長(zhǎng)度L1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)寬度B＝底座螺孔間距(在寬度方向上)b1十(0.15-0.20)(m)基礎(chǔ)高度H＝底座地腳螺釘?shù)拈L(zhǎng)度l1十(0.15-0.20)(m)(2)對(duì)於不帶底座的大、中型水泵：可根據(jù)水泵或電動(dòng)機(jī)(取其寬者)地腳螺孔的間距加上0.4-0.5m，基礎(chǔ)高度確定方法同上。4.4.3佈置機(jī)組小結(jié)：(1)相鄰機(jī)組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過(guò)道(2)方便檢修(3)泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小於1.2m。(4)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置於泵房?jī)?nèi)的適當(dāng)?shù)胤?，盡可能不增大泵房尺寸?！?.5吸水管路與壓水管路4.5.1對(duì)吸水管路的要求(1)不漏氣管材及接逢(2)不積氣管路安裝(3)不吸氣吸水管進(jìn)口位置吸水管在吸水井中的位置(1)淹沒(méi)深度h(不應(yīng)小於0.5-1.0m，否則應(yīng)安裝隔板(2)吸水管的進(jìn)口到井底距離(不應(yīng)小於0.8D)(3)吸水管喇叭口邊緣到井壁距離(4)吸水喇叭口之間距離底閥：水下式水上式使用條件：吸水管路水準(zhǔn)段有足夠的長(zhǎng)度水上式底閥1吸水管；2底閥；3濾罩；4工作臺(tái)例：設(shè)水泵安裝高度為4m，底閥距離吸水池中最低水位為3.5m。試計(jì)算該水上式底閥正常工作所需的吸水管水準(zhǔn)段l1的長(zhǎng)度(米)。

吸水管中的設(shè)計(jì)流速建議數(shù)值：管徑小於250mm時(shí)，為1.0-1.2m／s；管徑等於或大於250mm時(shí)，為1.2-1.6m／s。在吸水管路不長(zhǎng)且地形吸水高度不很大的情況下，可採(cǎi)用比上述數(shù)值大些的流速，如1.6—2.0m／s。例如水泵為自灌式工作時(shí)，則吸水管中流速就可適當(dāng)放大4.5.2對(duì)壓水管路的要求(1)不漏水(2)方便檢修法蘭連接(3)安全橡膠接頭、止回閥(4)操作方便直徑≥400mm，電動(dòng)閥止回閥設(shè)置：(1)井群給水系統(tǒng)。(2)輸水管路較長(zhǎng)，突然停電後，無(wú)法立即關(guān)閉操作閘閥的送水泵站(3)吸入式啟動(dòng)的泵站，管道放空後，再抽真空困難。(4)遙控泵站無(wú)法關(guān)閘。(5)多水源、多泵站系統(tǒng)。(6)管網(wǎng)佈置位置高於泵站，如無(wú)止回閥時(shí)，在管網(wǎng)內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓。

止回閥安裝：水泵與壓水閘閥之間優(yōu)點(diǎn)：檢修時(shí)，防止水倒灌水泵啟動(dòng)時(shí)，閥板受力均衡缺點(diǎn)：壓水閘檢修時(shí)需放空壓水管路的設(shè)計(jì)流速為:

管徑小於250mm時(shí)，為1.5—2.0m／s；管徑等於或大於250mm時(shí)，為2.0—2.5m／s；上述設(shè)計(jì)流速取值較給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的平均流速要大，因?yàn)楸谜緝?nèi)壓水管路不長(zhǎng)，流速取大一點(diǎn)，水頭損失增加不多，但可減少管子和配件的直徑。4.5.3吸水管路和壓水管路的佈置(1)吸水管泵站內(nèi)吸水管一般沒(méi)有聯(lián)絡(luò)管三臺(tái)水泵時(shí)吸水管路的佈置(2)壓水管(A)能使任何一臺(tái)水泵及閘閥停用檢修而不影響其他水泵的工作(B)每臺(tái)水泵能輸水至任何一條輸水管。輸水管不同方式比較三臺(tái)水泵時(shí)壓水管路的佈置(a)檢修閥1時(shí)，兩泵一管工作檢修閥2時(shí)，一泵一管工作(b）保證兩臺(tái)泵向一條輸水管送水4.5.4吸水管路和壓水管路的敷設(shè)

保證使用和修理上的便利。(1)管道與外壁距離(2)支墩及拉桿設(shè)置(3)放水口(4)地溝設(shè)置(5)冰凍線、防腐防震(6)不宜架空(7)電氣安全§4.6泵站水錘及其防護(hù)4.6.1停泵水錘

1、水錘：在壓力管道中，由於流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力衝擊現(xiàn)象，稱為水錘(又叫水擊)。

2、停泵水錘：指水泵機(jī)組因突然失電或其他原因，造成開(kāi)閥停車(chē)時(shí)，在水泵及管路中水流速度發(fā)生遞變而引起的壓力遞變現(xiàn)象。

3、停泵水錘的主要特點(diǎn)：突然停電(泵)後，水泵工作特性開(kāi)始進(jìn)入水力暫態(tài)(過(guò)渡)過(guò)程，在此階段中，由於停電主驅(qū)動(dòng)力矩消失，而機(jī)組由於慣性作用仍繼續(xù)正轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速降低。機(jī)組轉(zhuǎn)速的突然降低導(dǎo)致流量減少和壓力降低，先在泵站處產(chǎn)生壓力降低。此壓力降以波(直接波或初生波)的方式由泵站及管路首端向末端的高位水池傳播，並在高位水池處引起升壓波(反射波)，此反射波由水池向管路首端及泵站傳播。(首先發(fā)生減速減壓)

關(guān)閥水錘(首先發(fā)生減速增壓)。

停泵水錘與關(guān)閥水錘的主要區(qū)別：產(chǎn)生水錘的技術(shù)(邊界)條件不同，而水錘波在管路中的傳播、反射與相互作用等，則和關(guān)閥水錘中的情況完全相同。4、不同水泵系統(tǒng)的停泵水錘(1)在水泵出口處有止回閥的情況(有閥系統(tǒng))停泵水錘暫態(tài)過(guò)程線ⅠⅡ(2)在水泵壓出口無(wú)普通止回閥(無(wú)閥系統(tǒng))停泵水錘暫態(tài)過(guò)程線注：(1)如果水倒流時(shí)，水管會(huì)被泄空，這時(shí)水泵機(jī)組在變水頭(逐漸減小)情況下反轉(zhuǎn)。

(2)如果水泵機(jī)組慣性很弱，在反向水流到達(dá)泵站前，水泵機(jī)組已停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，就不存在第Ⅱ制動(dòng)工況階段。(3)泵管路系統(tǒng)中的水柱分離現(xiàn)象和斷流(彌合)水錘水柱分離：管路中某處的壓力降到當(dāng)時(shí)水溫的飽和蒸氣壓以下時(shí)，水發(fā)生汽化，破壞水流連續(xù)性，造成水柱分離(又叫水柱拉斷)，而在該處形成“空腔段”。斷流(彌合)水錘：當(dāng)分離開(kāi)的水柱重新彌合時(shí)或“空腔段”重新被水充滿時(shí)，由於兩股水柱間的劇烈碰撞會(huì)產(chǎn)生壓力很高的“斷流(彌合)水錘”。斷流水錘危害性：其升壓值比一般水錘的升壓要大。斷流水錘發(fā)生點(diǎn)：(A)圖中陡轉(zhuǎn)點(diǎn)B點(diǎn)(B)在平緩的管路中，正常流速過(guò)大，機(jī)組慣性又小4.6.2停泵水錘計(jì)算綜述主要求停泵水錘暫態(tài)過(guò)程線、保證安全。

4.6.3停泵水錘防護(hù)措施(1)防止水柱分離

A、管路佈置

B、調(diào)壓塔(2)防止升壓過(guò)高的措施

A、設(shè)置水錘消除器

B、設(shè)空氣缸

C、採(cǎi)用緩閉閥

D、取消止回閥

A、水錘消除器下開(kāi)式水錘消除器1、閥板；2、分水錐；3、重錘；4、排水口；5、三通管；6、壓力錶；7、放氣門(mén)8、閘閥空氣缸A-沒(méi)有氣囊；B-有氣囊C、採(cǎi)用緩閉閥

工作原理：通過(guò)緩閉，減少管路系統(tǒng)中水的倒流和消除水錘壓力波動(dòng)D、取消止回閥需進(jìn)行停泵水錘計(jì)算採(cǎi)取相應(yīng)措施§4.7泵站雜訊及其消除4.7.1雜訊的定義物理學(xué)觀點(diǎn)：雜訊就是各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音無(wú)規(guī)律的雜亂組合。生理學(xué)觀點(diǎn)：凡是使人煩噪的、討厭的、不需要的聲音都叫雜訊。4.7.2泵站中的雜訊源

1、工業(yè)雜訊空氣動(dòng)力性雜訊機(jī)械性雜訊電磁性雜訊

2、泵站中的雜訊源：電機(jī)雜訊、泵和液力雜訊(由流出葉輪時(shí)的不穩(wěn)定流動(dòng)產(chǎn)生)、風(fēng)機(jī)雜訊、閥件雜訊和變壓器雜訊等。其中以電機(jī)轉(zhuǎn)於高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起與定於問(wèn)的空氣振動(dòng)而發(fā)出的高頻聲響為最大。4.7.3雜訊的危害(1)可以造成職業(yè)性聽(tīng)力損失(2)雜訊引起多種疾病(3)雜訊影響正常生活(4)雜訊降低勞動(dòng)生產(chǎn)率4.7.4雜訊的危害(1)吸音(2)消音(3)隔音(4)隔震§4.8泵站中的輔助設(shè)施4.8.1計(jì)量

水廠泵站中常用的計(jì)量設(shè)施有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、插入式渦輪流量計(jì)、插入式渦街流量計(jì)，以及均速流量計(jì)等。流量計(jì)的工作原理：基本上都是由變送器(傳感元件)和轉(zhuǎn)換器(放大器)兩部分組成。傳感元件在管流中所產(chǎn)生的微電訊號(hào)或非電訊號(hào)，通過(guò)變送、轉(zhuǎn)換放大為電訊號(hào)在液晶顯示儀上顯示或記錄。電磁流量計(jì)WL-1A型超聲波明渠流量計(jì)電磁流量計(jì)(1)工作原理利用電磁感應(yīng)定律當(dāng)被測(cè)的導(dǎo)電液體，在導(dǎo)管內(nèi)以平均速度v切割磁力線時(shí)，便產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的大小與磁力線密度和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度成正比，即：E——產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(v)；B——磁力線密度(gs)；Q——導(dǎo)管內(nèi)通過(guò)的流量(cm3／s)；D——管徑(cm)；v——導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)管的平均流速(cm／s)(2)電磁流量計(jì)的特點(diǎn)

(A)其變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。(B)水頭損失小，且不易堵塞，電耗少。(C)無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量脈動(dòng)流量，流量測(cè)量範(fàn)圍大．低負(fù)荷亦可測(cè)量；而且輸出訊號(hào)與流量成線性關(guān)係，計(jì)量方便；測(cè)量精度約為土1．5％。(D)安裝方便。(E)重量輕，體積小，占地少。(6)價(jià)格較高，怕潮、怕水浸。(3)電磁流量計(jì)的選擇流量計(jì)的測(cè)量量程應(yīng)比設(shè)計(jì)流量大，一般正常工藝流量力量程的65％-80％，而最大流量仍不超過(guò)量程。例：設(shè)計(jì)管道直徑為700mm，設(shè)計(jì)流量為1500m3／h，就可以選用LD-600型電磁流量計(jì)，其量程範(fàn)圍為0-2000m3／h。在這種情況下，正常工作時(shí)最大流量為最大量程的75％。(4)電磁流量計(jì)的安裝

(A)電磁流量計(jì)的安裝環(huán)境，應(yīng)選擇周?chē)h(huán)境溫度為0-40℃。

(B)儘量遠(yuǎn)離大電器設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，從流量計(jì)電極中心起在上游側(cè)5倍直徑的範(fàn)圍內(nèi)，不要安裝影響管內(nèi)流速的設(shè)備配件，如閘閥等。

(C)對(duì)於地下埋設(shè)的管道，電磁流量計(jì)的變送器應(yīng)裝在鋼筋混凝土水錶井內(nèi)。

(D)在流量計(jì)的下游側(cè)安裝伸縮接頭，以便於儀錶的拆裝。4.8.2引水(1)吸水管帶有底閥A、人工引水B、用壓水管中的水倒灌引水水泵從壓水管引水(2)吸水管不帶底閥A、真空泵引水水環(huán)式真空泵Qv：真空泵的排氣量(m3／h)；Wp：泵站中最大一臺(tái)水泵泵殼內(nèi)空氣容積(m3)，相當(dāng)於水泵吸入