第三讲水泵选型的设计

第三讲水泵选型的设计水泵是水泵站的主要设备，它决定着其他设备的选型配套和泵站构筑物的形式、尺寸，合理地选择水泵对降低工程造价及运行管理费用都有很大的意义。

3.1 选型原则水泵选型是根据所需的设计流量与设计扬程选泵，应满足以下要求：1、在满足设计流量与设计扬程的情况下，应适应工况变化，即工况变化时，扬程浪费较小。

2、在长期运行中平均工作效率高，即选用效率较高的泵，运行时能使工况点落在高效段。

H较大，汽蚀余量较小3、水泵汽蚀性能良好，即选用允许吸上真空高度S的泵。

4、所配电机总装机容量小，避免“大马拉小车”。

5、结构合理，便于安装、维护和管理。

6、泵站投资较小。

3.2 水泵选择3.2.1 泵型的选择根据我国目前泵类产品生产供应情况，以及现有泵站的选用情况，中高扬程20以上，一般用双吸离心泵如Sh型、SA型、S型中小流量的水泵站，扬程在m10以下，目前多采用ZLB型、等，；对于低扬程大流量的雨水泵站扬程一般在mZLQ型半调或全调式轴流泵；中扬程泵站，扬程在m~10时，有较多的泵型m20供选，轴流泵、离心泵与混流泵性能在此范围有较大的重叠区。

一般选用混流泵有较好的性能，如HB型、沅江型等。

3.2.2 结构型式的选择水泵的结构型式一般有立式、卧式和斜式三种。

1、卧式机组，泵轴水平安装，安装精度要求比立式低，水泵电机直接置于基础上，机组荷载也直接传递给地基，机泵可分别拆卸，分别安装，便于管理，泵房结构相应简单，但占地面积较大，当建站地址较狭窄时可能增大造价。

2、立式机组，泵轴铅直安装，安装精度要求高，其转动部分是悬吊式结构，并有较大的轴向推力，为此给设计、安装检修带来麻烦，还可能增加辅助设备。

泵房为多层结构，底板标高一般较低，但电机可置于上层，有利用防洪通风，其占地面积较小，当水源水位变化较大采用卧式机组不经济时可考虑用立式机组。

3、斜式机组，泵轴与水平面呈一定夹角安装，对于中、小型机组，在岸坡上安装时选用。

总之，应根据实际情况，综合考虑，因地制宜选用水泵的结构型式。

3.2.3水泵台数的选择所选水泵台数的多少，实际上就是水泵大、小的选择，一般而言，大泵运行效率高，台数少便于管理，减少运行与管理费用（特大水泵除外），而且占地面积小，建站投资较小，但配水灵活与供水可靠性相应减少；反之，水泵较小，台数较多时，调配灵活，供水可靠性增大，吊运方便，管理维护水平要求不高，但很麻烦。

水泵台数的多少，主要根据泵站的功能确定，如给水一级泵站一般用同一型号较大机组，二级泵站一般用一种，最多不超过二种型号的较小机组，从泵站统计资料看，水泵机组台数一般为4-10台（循环泵站除外）。

3.3选型方法现以给水一、二级泵站为例一级泵站：从水源取水输水至净水构筑物1、确定需要的设计流量与设计扬程（1）设计流量 一级泵站均匀供水，按最高日平均时流量计算T Q Q dI α= （m 3/h ） （6-12）式中 d Q ——供水对象最高日用水量3()m ，计算方法参考《给水工程》 α——考虑净水构筑物自身用水的系数1.1~05.1=αT ——泵站一昼夜工作的小时数。

（2）设计扬程 由静扬程和损失扬程两部分组成。

h H H ST ∑+=d S h h h ∑+∑=∑式中 ST H ——静扬程，等于净水构筑物起点设计最高水位（由净水构筑物水位标高设计推算得到）与集水井设计最低水位（以一定设计标准的河道最低水位推算得到）之差。

)(mh ∑——管路水头损失，可由泵站内部管路水头损失（进水管与并联点前的出水管）与输水管路（并联点后的出水管）水头损失之和。

)(m S h ∑、d h ∑——分别为水泵进水管，水泵出水管的管路水头损失)(m 。

在水泵选型时，管路还未设计，泵站内部管路水头损失可按经验估算，一般为m 2左右；输水管中水头损失可粗算，即根据设计流量与输水管线初选管径管材，粗算水头损失或结合具体情况按经验取值。

由此得到了设计流量Q ，设计扬程H ，并依此选泵。

2、选择水泵的型号及台数（1）根据需要的设计流量Q ，初步确定水泵的台数，若选n 台或1+n 台，则每台泵出水流量应为n Q 或)1(+n Q 。

（2）根据需要的设计扬程H ，在水泵型谱图上或在水泵基本性能曲线上找到几种可选的泵型，每台泵出水流量应基本满足n Q 或)1(+n Q ，且工况点应落在高效段。

（3）作方案比较，按照水泵选型原则的要求选定较合理的水泵。

以上传统的选泵方法存在以下问题：由上述方法可知，水泵只有在设计最低水位时才能在高效段某点运行，而在时间较长的非设计水位下运行时，水泵就不一定能在高效段内运行，因此能否考虑以设计水位作为选择水泵型号的依据，在出现设计最低水位时，为了保证设计流量可增加水泵的台数。

尤其在水源水位变幅较大时，水泵可能的工作范围一般不能保证高效运行，即不能保证在长期运行中平均工作效率高的原则，这种情况下，在条件允许时，可考虑调速运行。

二级泵站：从清水池引水，输水至管网1、确定需要的设计流量与设计扬程 二级泵站是分级供水，由于用水量逐日逐时地变化，在无塔的情况下，二级泵站供水量应满足用水量，所以，水泵流量、扬程也是变化的，设计流量应按最高日、最大时用水量计算，设计扬程是出现设计流量的情况下，由管网控制点推算起的所需扬程，参考《给水工程》。

2、选择水泵的型号及台数二级泵站应按分级供水线供水，在满足选泵原则的情况下，所选泵全部开机应满足设计流量的要求，部分开机应尽量满足流量变化的要求，为了灵活调节流量还可选用大小水泵配合（一般不超过两种型号）的选泵方案。

3.4泵的运行管理与维护3.4.1水泵的安装要点水泵的安装位置应满足允许吸上真空高度的要求，基础必须水平、稳固，保证动力机械的旋转方向与水泵的旋转方向一致。

水泵和动力机采用轴联接时，要保证轴心在同一直线上，以防机组运行时产生振动及轴承单面磨损；若采用胶带传动，则应使轴心相互平行，胶带轮对正。

若同一机房内有多台机组，机组与机组之间，机组与墙壁之间都应有800mm以上的距离。

水泵吸水管必须密封良好，且尽量减少弯头和闸阀，加注引水时应排尽空气，运行时管内不应积聚空气，要求吸水管微呈上斜与水泵进水口联接，进水口应有一定的淹没深度。

水泵基础上的预留孔，应根据水泵的尺寸浇注。

3.4.2水泵安装位置的选择1、在确保安全的情况下，水泵安装位置尽可能靠近水源和陡坡，以缩短进出水管的长度，减少不必要的弯管和接头，以减少漏气可能和扬程损失。

2、水泵距进水池水面的垂直高度，在最低水位时必须小于水泵的允许最大吸水扬程，且在最高水位时不淹没机组。

3、安装水泵的地基应坚固、干燥，以免水泵在运行中因震动造成下陷和电机受潮。

4、安装水泵的地点要有足够的工作场地，以便拆卸和检修。

3.4.3 水泵与进水管，出水管路的安装1、进水管路支撑必须牢固，不能坠在水泵上，各接头应严格密封，不得漏气。

2、弯头不能直接与水泵进口相连接，必须装一段长约为3倍直径的直管，否则将造成水泵进水口水流紊乱，影响水泵效率。

3、带底阀的进水管应垂直安装，如因地形限制必须斜装时，与水面的夹角应大于45度，且阀门轴销方向应在水平方向，以免底阀不能关闭或关闭不严，影响水泵工作。

4、进水管任何部分，都不应高出水泵进水口的上边缘，以防泵内聚集空气，影响吸水效果。

5、为减小功率消耗，水泵出水管口尽量接近水池水面或浸没于水池水面以下，不可过多的高出水池。

3.4.4水泵常见故障分析及处理方法不同类型的水泵，其故障的表现形式不一样，但概括起来，有以下几个共同特点。

1、流量不足产生原因：影响水泵流量不足多是吸水管漏气、底阀漏气；进水口堵塞；底阀入水深度不足；水泵转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。

处理方法：检查吸水管与底阀，堵住漏气源；清理进水口处的淤泥或堵塞物；底阀入水深度必须大于进水管直径的1.5倍，加大底阀入水深度；检查电源电压，提高水泵转速，更换密封环或叶轮；降低水泵的安装位置，或更换高扬程水泵。

2、功率消耗过大产生原因：水泵转速太高；水泵主轴弯曲或水泵主轴与电机主轴不同心或不平行；选用水泵扬程不合适；水泵吸入泥沙或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。

处理方法：检查电路电压，降低水泵转速；矫正水泵主轴或调整水泵与电机的相对位置；选用合适扬程的水泵；清理泥沙或堵塞物；更换电机的滚珠轴承。

3、泵体剧烈振动或产生噪音产生原因：水泵安装不牢或水泵安装过高；电机滚珠轴承损坏；水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行等。

处理方法：装稳水泵或降低水泵的安装高度；更换电机滚珠轴承；矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。

4、传动轴或电机轴承过热产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。

处理方法：加注润滑油或更换轴承。

5、水泵不出水产生原因：泵体和吸水管没灌满引水；动水位低于水泵滤水管；吸水管破裂等。

处理方法：排除底阀故障，灌满引水；降低水泵的安装位置，使滤水管在动水位之下，或等动水位升过滤水管再抽水；修补或更换吸水管。

3.4.5 水泵的运行1）水泵起动前应检查各紧固处螺栓有无松动，有无异常响声，润滑部位油量是否充足等，尽早排除可能发生的问题，以免造成损失。

2）水泵起动前应先灌引水。

灌水前拧开放气螺塞，然后加水，直到从放气孔向外冒水，再转动几下泵轴，如继续冒水，表明水已充满，然后关闭放气螺塞，准备起动。

3）水泵运行时注意动力机运转情况，观察水温、油温是否正常；注意机组声响和振动，当机组振动过大或有杂音，往往是水泵发出故障的信号，必须停机检修排除隐患；进水口处有无漂浮物，底阀淹没深度是否足够；各紧固处是否松动，进水管各接头是否严密不漏气。

4）离心泵停车时，应慢慢关闭出水阀，逐渐降低动力机转速，使其处于轻载状态，最后停止动力机。

3.4.6 水泵使用的注意事项1、设备起吊时绝对禁止直接起吊电缆或用电缆起吊其他重物。

2、电缆端部严禁浸入液体中。

3、所有设备的外壳应可靠接地，以防止发生触电事故。

4、出水管内径应符合规定的要求（原则上不得小于水泵的出水口径）。

5、潜水排污泵不能放置在污水入口处。

当水泵放在泥地上或浮沙土，水泵由于震动，产生下陷，在这种情况下，建议将水泵放置在较大的底板上。

6、在污水中使用的水泵，机壳周围会堆积泥浆、杂物等，导致传热的速度降低，使电机内部的温度上升，缩短定子的使用寿命或造成无故跳闸，所以在污水液位抽吸至最低以后，请清除杂物（一年一次），必要时，拆开冷却套固定板，清理冷却套及循环水管中杂物。

7、当气温降至0℃以下时，若水泵仍正常运转可继续使用，否则应吊起置于通风干燥处，并注意防冻。

3.4.7 水泵的维护和保养1、经常清洁水泵表面。

2、用机油润滑的，每使用1 个月更换1 次机油；用黄油润滑的，每半年更换1 次黄油。

3、避免抽排含泥沙过多的浑水，否则叶轮、口环、填料等处易磨损。