泵与泵站4(2)

§4.6 泵站水锤及其防护
(3)泵管路系统中的水柱分离现象和断流(弥合)水锤
N
Hf
最大压降
R
B点最大真空
B
2 C
H0 H st
泵
A
B
水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压以下时， 水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离(又叫水柱拉断)，而在 该处形成“空腔段”。 断流(弥合)水锤：当分离开的水柱重新弥合时或“空腔段”重新 被水充满时，由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的“断流 (弥合)水锤”。
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.2 对压水管路的要求
(1)不漏水:钢管,焊接 (2)方便检修: 法兰连接 (3)安装方便: 橡胶接头 (4)操作方便: 直径≥400mm，电动阀 D (5)止回阀(不允许倒流时): (a)井群给水系统。 (b)输水管路较长，突然停电后，无法 立即关闭操作闸阀的送水泵站 (c)吸入式启动的泵站，管道放空后， 再抽真空困难。 (d)遥控泵站无法关闸。 L (e)多水源、多泵站系统。 (f)管网布臵位臵高于泵站，如无止回阀时，在管网内 可能出现负压。
§4.4 泵机组的布置与基础
Hale Waihona Puke Baidu
3、横向双行排列 适用在泵房中机组较多的圆形取水泵站； 这种布臵形式两行水泵的转向相反需配臵不同转向的轴 套止锁装臵。
更 衣 室
配 电 间
水泵宽度+1m
控制室
§4.4 泵机组的布置与基础

4.4.2水泵机组的基础
卧式水泵均为块式基础，其尺寸大小一般均按所选水泵安装尺寸所 提供的数据确定。 (1)对于小泵(带底座)： 基础长度L＝底座长度L1十(0.15-0.20)(m) 基础宽度B＝底座螺孔间距(在宽度方向上)b1十(0.150.20)(m) 基础高度H＝底座地脚螺钉的长度l1十(0.15-0.20)(m) (2)对于不带底座的大、中型水泵： 可根据水泵或电动机(取其宽者)地脚螺孔的间距加上0.4-0.5m，基础 高度确定方法同上。 基础的高度还可用下述方法进行校核。基础重量应大于机组总重量的 2.5～4.0倍。在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算 出其高度。基础高度一般应不小于50～70cm。基础一般用混凝土浇筑， 混凝土基础应高出室内地坪约10～20cm。
4.5.1 对吸水管路的要求
为了防止泵吸入井底的沉渣，并使泵工作时有良好的水力条件．应 遵守以下规定： (1)吸水管的进口高于井底不小于0.8D，如图4-24。D为吸水管喇叭口 (或底阀)扩大部分的直径，通常取D为吸水管直径的1.3～1.5倍。 (2)吸水管喇叭口边缘距离井壁不小于（0.75～1.0）D。 (3)在同一井中安装有几根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于 (1.5～2.0)D。
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.1 对吸水管路的要求 (1)不漏气 管材及接逢 (2)不积气 管路安装 (3)不吸气 吸水管进口位臵
D d (1.5～2)D
h
h
D 0.8D
D
i≥0.005
d
隔板 d
D
～2D
不正确 正确
～2D
～3d
～3d
(0.75～1.0)D
§4.5 吸水管路与压水管路

2 2 1 泵Ⅰ 1 1 泵Ⅱ 1 1 1
(b)
输水管不同方式比较
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.3 吸水管路和压水管路的布臵
(2)压水管路的布臵 三台水泵时压水管路的布臵:
(a) 1 a 2 2 2 2 1 b 1 a 2 2 1 b
(a)检修阀1时，两泵一管工作
检修阀2时，一泵一管工作
(b）保证两台泵向一条输水管送水
压水管路的设计流速为: 管径小于250mm时，为1. 5—2.0m／s； 管径等于或大于250mm时，为2.0—2.5m／s； 上述设计流速取值较给水管网设计中的平均流速要大， 因为泵站内压水管路不长，流速取大一点，水头损失 增加不多，但可减少管子和配件的直径。
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.3 吸水管路和压水管路的布臵
1 2 2 (b) 2 2 1
(c)
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.3 吸水管路和压水管路的布置 (2)压水管路的布置
1 2 2 1
四台水泵时压水管路的布臵:
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.4吸水管路和压水管路的敷设
保证使用和修理上的便利。
(1)管道外壁间的距离:0.4～0.5m (2)支墩及拉杆设臵:弯头,三通 (3)放水口:放空管路 (4)地沟设臵: (5)泵房外管线:冰冻线以下、防腐防震 (6)不宜架空 (7)不允许架设在电气设备的上方
§4.4 泵机组的布置与基础
2、横向排列 适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、SA型水泵.
配 电 变 压 器 变 设 压 备 器
C1
D1
E1
A1
B1
值班室
(1)水泵凸出部分(基础)到墙壁的净距Al：A1=最大设备的宽度加1m，但A1≮ 2m。 (2)出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：Bl不宜小于3m。 (3)进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl ：Dl不宜小于1m。 (4)电机凸出部分与配电设备的净距C1：C1＝电机轴长十0.5m。但是，低压配电设备 应Cl≥1. 5m；高压配电设备C1≥2.0m。 (5)水泵基础之间(电机与水泵凸出部分)的净距E1值与C1要求相同， E1=C1 (6)为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设臵在泵房外面
B 点最 低压力
E
1
F
§4.6 泵站水锤及其防护
V0 =0.92m/s 120
80
H(m) △h2
53.4 40 28.0
△h1
24
18 t(s)
12 B A
6
0
断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。
§4.6 泵站水锤及其防护

4.6.2 停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得： 1．在发生停泵水锤的暂态过程中，泵站及管路中流量Q、水头H、 机组转速n及轴上转矩M等基本参数随时间t而变化的规律以及它们 的极值。换言之，就是求出各主要地点(如泵站和水柱分离处)的 停泵水锤暂态过程线。 2．在输水管路中开始产生水柱分离的地点和时刻、断流空间（空 腔）的大小、两分离水柱相互碰撞的时刻以及断流弥合水锤的升 压值。 3．为进行停泵水锤分析所需要的其他资料与数据，如泵的全性能 曲线、水锤波传播和反射等规律以及泵机组的惯性效应等。 4．可能采用的停泵水锤防护措施的技术经济效果。 5．处于停泵水锤暂态条件下，对泵机组及管路等主要设备的机械 强度校核与评价。 6．找出经济合理的水锤防护措施，以保证泵站、管道运行安全。
§4.6 泵站水锤及其防护

4、 停泵水锤的主要特点：
220 180 140 泵处压力
1）在泵出口处有止回阀的情况(有阀系统)
200 6 150
转速、压力、流量(%)
100 60 20 0 -20 -60 -100
管内压力(%)
100 50 0 1 2 3
5 4 7 中点
流量
转速
-140
0
2
4
6
8
(1)吸水管路的布臵
H1 H2 H3
3 1 2
3 2
3 1
(a)
(b)
三台水泵时吸水管路的布臵
泵站内吸水管一般不设联络管
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.3 吸水管路和压水管路的布臵
(2)压水管路的布臵 供水安全要求较高的泵站，在布臵压水管路时，必须满足: (A)能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其他水泵的工作 (B)每台水泵能输水至任何一条输水管。
§4.4 泵机组的布置与基础
4.4.1 泵机组的布臵
1、 纵向排列(即各机组轴线平行单排并列) 适用于如IS型单级单吸悬管式离心泵。
值班室 电
设 备
C
2
B
2
F
1
A 4.1m
E
值班室
1.5m
配
D
(横排)
0.45 1.5 0.45 0.75 0.75 3.9m (纵排)
(1)水管外壁和墙壁的净距A：A=最大设备的宽度加1m，但A≮ 2m。 (2)水管与水管之间的净距B：B＞0. 7m (3)水管外壁与配电设备的安全操作距离C：当为低压配电设备时C≮ 1. 5m，高压配电设 备 C≮ 2m。 (4)水泵外形凸出部分(基础)与墙壁的净距D ：D ≮ 1m。 (5)电机外形凸出部分(基础)与墙壁的净距E： E=电机轴长加0.5m，但不宜＜3m 。 (6)水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F：F≮ 0.7m(电机功率大于55KW时不小于1m)。
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.1 对吸水管路的要求
例：设水泵安装高度为4m，底阀距离吸水池中最 低水位为3.5m。试计算该水上式底阀正常工作 所需的吸水管水平段l1的长度(米) 。
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.1 对吸水管路的要求 吸水管中的设计流速建议数值：
管径小于250mm时，为1.0-1.2m／s； 管径等于或大于250mm时，为1.2-1. 6m／s。 在吸水管路不长且地形吸水高度不很大的情况下， 可采用比上述数值大些的流速，如1.6—2.0m／s。例 如水泵为自灌式工作时，则吸水管中流速就可适当放 大
§4.6 泵站水锤及其防护

4.6.1停泵水锤
1、水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧 的压力交替升降的水力冲击现象，称为水锤(又叫水击)。 2、停泵水锤：指水泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车 时，在水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。 3.发生突然停泵的原因可能有： (1)由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使 电力供应突然中断。 (2)雨天雷电引起突然断电。 (3)泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，泵密封环被咬住， 致使电机过载，由于保护装臵的作用而将电机切除。 (4)在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然停电。
(2L a )
80 Ⅰ－水泵工况 (-) 120 Ⅱ－制动工况 Ⅲ －水轮机工况 160 Ⅳ－制动工况
Q-t
1.40
n-t
停泵水锤暂态过程线 注：(1)如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头(逐 渐减小)情况下反转。 (2)如果水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组 已停止转动，这时，就不存在第Ⅱ制动工况阶段。
§4.4 泵机组的布置与基础
为了保证泵站的工作可靠，运行安全和管理方便，在布臵机组 时，应遵照以下规定： (1)相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道，以便工作人员通行。 电动机容量不大干55kW时，净距应不小于0.8m；电动机容量大 于55kW时，净距不小于1.2m。电动机容量小于20kW时，过道宽 度可适当减小。但在任何情况下，设备的突出部分之间或突出 部件与墙之间应不小于0.7m，如电动机容量大于55kW时，则不 得小于1.0m。 (2)对于非水平接缝的泵，在检修时，往往要将泵轴和叶轮沿轴线 方向取出，因此在设计泵房时，要考虑这个方向有一定的余地， 即泵离开墙壁或其他机组的距离应大于泵轴长度加上0.25m，为 了从电动机中取出转子，应同样地留出适当的距离。 (3)装有大型机组的泵站内，应留出适当的面积作为检修机组之用。 其尺寸应保持在被检修机组的周围有0.7～1.0m的过道。 (4)泵站内主要通道宽度应不小于1.2m。 (5)辅助泵(排水泵、真空泵)通常安臵于泵房内的适当地方，尽可 能不增大泵房尺寸。辅助泵可靠墙安装，只须一边留出过道。 必要时，真空泵可安臵于托架上。
10
12 14
停泵后历时(s)
§4.6 泵站水锤及其防护
(2)在泵出口处无普通止回阀(无阀系统)
160 120 1.25 1.28 H-t M-t
(+)
80
H、Q、n、M(%)
40 0 40 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 14 4 20 6 2 8 10 12 16 18 Ⅲ Ⅱ Ⅳ Ⅰ 34 t (s)
H
0
DN
I－φ L b
g
f
K D
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.2 对压水管路的要求
止回阀安装：水泵与压水闸阀之间
配 电 变 压 器 变 设 压 备 器
C1
D1
E1
A1
B1
值班室
优点：检修时，防止水倒灌 水泵启动时，阀板受力均衡 缺点：压水闸检修时需放空
§4.5 吸水管路与压水管路

4.5.2 对压水管路的要求
d 隔板 d
(0.75～1.0)D
D
d
(1.5～2)D
h
h
～2D
D
0.8D
～2D
～3d
～3d
D
D
§4.5 吸水管路与压水管路
4.5.1 对吸水管路的要求
当泵从压水管引水启动时，吸水管上应装有底阀。 水下式 水上式 使用条件：吸水管路水平段有足够的长度
4
2 1
3
水下式底阀
水上式底阀 1吸水管；2底阀；3滤罩；4工作台