河南城建学院0244101水泵与水泵站课件第六章水泵机组选型及配套.ppt

6 1水泵选型选型原则 水泵选择 选型方法6 2动力机选型类型选择 电压选择 配套功率计算6 3中小型泵站常用辅助设备计量设备 充水设备 供水设备 排水设备 起吊设备 通风设备 第六章水泵选择 6 1水泵选择6 1 1选择原则1 目的 确定水泵型号 规格和台数 2 主要依据 设计流量 设计扬程及水泵的流量 扬程变化规律 3 选择原则 必须满足用户对水量和水压的要求 保证供水的安全可靠性 尽量降低工程造价和运行费用 水泵机组在长期运行中 水泵工作点的效率最高 选用效率较高的水泵 水泵使用性能好 选用HS较大 NPSH r较小的水泵 结构合理 使用寿命长 便于安装 检修和管理 所配备电机总装机容量小 避免 大马拉小车 泵站投资要少 近远期结合 留有发展余地 第六章水泵选择 6 1 2水泵选择1 泵型的选择根据输送介质的性质 水量及水压 水泵的工作环境 泵房埋深 水泵产品类型以及现有泵站的选用情况等因素确定 2 结构形式的选择 1 卧室式机组 泵轴水平安装 便于管理 占地面积大 2 立式机组 泵轴铅直安装 安装技术条件要求较高 占地面积小 3 斜式机组 泵轴与水平呈一定夹角安装 适用于中小机组 3 水泵台数的选择根据用水量变化的情况和选定的供水方式 按水厂规模确定水泵台数 1 当采用均匀供水时 可选择同型号 同规格的水泵 2 当采用分级供水时 可选择不同型号不同规格的水泵 便于大小搭配 灵活调度 第六章水泵选择 3 备用泵设置 1 不允许减小供水量和间断供水时 按供水量的100 设置 2 允许短时减少供水量时 备用泵只保证事故用水量按供水量的50 70 设置备用泵 可设一套备用机组 3 允许短时中断供水时 对高浊度水的取水泵房 按供水量的30 50 设置备用泵 可设一套备用机组 4 备用泵要处于完好状态 随时能启动工作 6 1 3选型方法1 一级泵站 1 设计流量 地表水 泵站 净水构筑物一般使泵站均匀工作 即均匀供水方式 流量 式中 管道漏损和净水构筑物自用水量的系数 1 05 1 10取地下水送到集水池的取水泵站水集水池管网用户流量 式中 给水系统自用水系数 1 01 1 02 2 扬程 H HST hs hd Hc 3 选择水泵的型号及台数1 根据设计流量初步确定水泵台数 2 根据设计扬程在水泵型谱图上或水泵基本性能曲线上找几种可选的泵型 3 作方案比较 4 消防泵与泵用泵的选用一级泵站消防供水量强度小 只是在规定的时间内向清水池补充消防储备水 可以不设专用的消防泵 需要时开启备用泵 备用泵的大小一般是增加一台或正常运行时相同型号的水泵 必要时备用泵流量可用补充消防储备水量进行核算 即在消防用水2h内同时出现最高用水日 最大连续2h用水量的工况计算 2 二级泵站 从清水池引水 输水到管网 1 设计流量Q1 水泵 调节构筑物供水方式 小城市泵站采用均匀供水方式 水塔或高位水池调节出水量 按最高日平均时用水量计算 2 泵站分级供水 大中城市多采用多水源 无水塔 分散给水 一般按最高日最大时用水量计算 分级不超过三级 3 定 调并联供水方式 大中城市泵站的设计流量按最高日最大时用水量 2 设计扬程H HST h Hsev Hc式中Hsev 控制点所要求的最小自由水压 服务水头 m Hc 安全水头 m 3 水泵型号及台数确定可参考下表 万m3 d大 小工作泵备用泵水泵组合数1以下2 12131 52 2 12 315 3台工作泵时 5 102 2 2 13 417 4台工作泵时 10 302 5 2 5 2 5 1 14 5111 5台工作泵时 4 消防泵的选择消防对二级泵站来说是一种紧急情况 选用的水泵能否满足消防和事故时对流量和扬程的要求 要根据管网的具体情况通过复算后而定 1 消防时 按最大时生活 生产用水量 淋浴按15 计算 加消防用水量核算 2 最大转输时 只限于有网中水塔和对置水塔的情况 按最大转输流量核算 3 最不利管段损坏时 按通过70 设计流量 包括消防流量 核算 大中城市的用水都比较大 我国采用低压制消防 火警时备用泵投入运行能满足消防要求 特别是有几个水厂的城市管网更不成问题 因而不必设置专用的消防泵 小城镇水厂供水量小 火警时供水强度突然增大许多 因此必须校核泵站供水能力是否满足消防时对流量和水压的要求 例6 1 某给水工程 管网设计给出资料 最高日最大时用水量920L s 时变化系数1 7 日变化系数1 3 最大时用水量相应的水头损失11 5m 初步布置后 已知泵站吸水井最低水位至网中控制点的地形高程差为2m 至入网点输水管水头损失1 5m 配水管网控制点所需要的服务水头为16m 根据资料为该二级泵站选泵 解 1 泵站的设计流量和设计扬程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 H 2 1 5 11 5 2 16 2 35m最高时用水量即为泵站的供水量 Qh 920L s2 选择水泵型号3 确定工作泵台数4 确定水泵规格并算出出水量 扬程 效率和扬程利用率5 方案复算 例6 2某水厂新建送水泵站一座 最高日供水量为2 8万m d 该给水系统中设有水塔 泵站采用分级工作制 拟分为两级 一级供水时流量为日用水量的3 9 所需水泵扬程为42m 二级供水时流量为日用水量的5 1 所需水泵扬程为48 5m 试为该送水泵站选择水泵 6 2动力机选型泵站常用的动力机是电动机 1 选择电动机的目的 1 处理好电机与水泵 电网 工作环境之间的关系 2 尽量要投资节省 设备简单 运行安全经济 管理维护方便 3 确定电动机的规格 型号 2 选择电机应考虑的因素 1 根据所要求的最大功率 转矩和转数选用电机 2 根据电机功率 参考外网的电压决定电机额定电压 3 根据电机的工作环境和条件决定其外型和构造形式 4 根据投资少 效率高 运行简便等条件 确定电机类型 6 2 1常用的电动机类型 一般都是异步电动机 包括鼠笼型和线绕型 有时也用采用同步电动机 鼠笼型电动机 结构简单 价格便宜 工作可靠 维护比较方便 易于实现自动控制或遥控 因此使用最多 缺点是起动电流大 并且不能调节转速 这种电动机能够满足离心泵和轴流泵的启动要求 这种电动机使用最多 鼠笼型电动机 线绕型异步电动机 6 2 2电压选择1 选择电压大小 与泵站的规模 即负荷容量 和供电距离有关 2 电压等级 380v 10kv 35kv等3 总功率小于100kW的水厂供电电压一般为380v的三相交流电 功率在100 200KW之间时 选用380v的三相交流电 功率在200kW以上的中型水厂 选用10kv的三相交流电比较多 这时最可能选用高压电动机 大型水厂 供电电压一般为35kv 6 2 3配套功率计算电动机的输出功率应满足水泵在运行中可能出现的最大轴功率要求 6 3中小型泵站中常用的辅助设备 6 3 1计量设备 泵站中的辅助设备有 充水设备 供水设备 排水设备 起吊设备 通风设备和计量设备 1 电磁流量计 1 工作原理根据电磁感应原理 当被测的导电液体在管内流过时 以平均速度v切割磁力线产生电动势 电磁流量计 2 组成 电磁流量变送器 上下两片圆形线圈组成 电磁流量转换器 放大器 3 电磁流量计的特点是 1 其变送器结构简单 工作可靠 2 水头损失小 且不易堵塞 电耗少 3 无机械惯性 反应灵敏 可以测量脉动流量 流量测量范围大 低负荷亦可测量 而且输出讯号与流量成线性关系 计量方便 这是最主要的优点 测量精度约为士1 5 4 安装方便 5 重量轻 体积小 占地少 6 价格较高 怕潮 怕水浸 1 电磁流量计 4 测量范围 测量量程比设计流量大 一般工艺流量为量程的65 80 5 工作环境 环境温度0 40 远离大电器设备 流量计上游直管段距离为5倍管道直径 下游3倍直径范围内 不得安装扰动管内水流的设备及管件 下游侧安装伸缩接头 避免潮湿 6 选择 按被测管道中设计流量的1 2 1 4倍选择相应最大量程的流量计 所选流量计的直径应等于或小于被测管道的直径 2 超声波流量计 手持式 固定式 2 超声波流量计 便携式 2 超声波流量计 1 原理 利用超声波在流体中传播速度随着流体的流速变化而变化的这一原理工作的 一般称为速度差法 由发生和接收两个探头及主机部分组成 2 优点 水头损失小 电耗极小 量测精度一般在 2 可以计量瞬时流量 也可以计累计流量 3 安装要求 探头的安装部位上游直管段 10倍管径 下游的直管段 5倍管径 4 使用范围 可测量管径为100 2000mm的管道 讯号传送一般在30 50m以内 3 插入式涡轮流量计 组成 由变送器和显示仪表组成 原理 利用变送器的插入杆上一个小涡轮头插入被测管道某一深处 当流量流经管道时 推动涡轮头部的叶轮旋转 叶轮的旋转速度与流量成正比 测量精度 一般在 2 使用范围 流速范围0 5 2 5m s 管径200 1000mm 3 插入式涡轮流量计 6 3 2充水设备水泵工作有自灌式和非自灌式两种 而自灌式不需要引水设备 充水方式分类 充水方法 吸水管带有底阀 吸水管不带底阀 人工充水 压水管倒灌充水 水环式真空泵充水 水射器充水 高位水箱灌水 真空水箱充水 1 吸水管带有底阀充水 1 人工充水 2 压力水灌泵 3 高位水箱灌泵 压力水灌泵示意图 2 吸水管不带底阀充水 1 水环式真空泵充水优点 水泵启动快 工作可靠 易于实现自动化 1 工作原理在泵体中装有适量的水作为工作液 叶轮偏心安装在泵壳内 当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时 水被叶轮抛向四周 由于离心力的作用 水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环 水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切 水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触 实际上叶片在水环内有一定的插入深度 此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间 而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔 如果以叶轮的上部0 为起点 那么叶轮在旋转前180 时小腔的容积由小变大 且与端面上的吸气口相通 此时气体被吸入 当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝 当叶轮继续旋转时 小腔由大变小 使气体被压缩 当小腔与排气口相通时 气体便被排出泵外 2 水环式真空泵的性能常用的有SZB和SZZ型 性能曲线可以查到 3 水环式真空泵的选择依据抽气量和真空度选择真空泵的 4 水环式真空泵抽气系统抽气系统是由气水分离器 循环水箱 真空泵 真空管道组成 3 真空水箱充水水泵与真空水箱相连 水箱内在一定真空度的作用下 水从进水池经进水管进入水箱 3 水射器充水 6 3 3供水设备 1 供水技术水量计算1 电动机轴承冷却用水量 2 水泵导轴承的润滑用水量的大小由水泵厂提供数据 3 辅助设备运行及其他技术用水量按以上技术用水量之和的10 计 2 供水水压润滑水在导轴承进口处的水压要求为 100 200kPa 冷却水在冷却器进口处最高水压不应超过200kPa 技术供水 是提供给主机的水封水 轴承冷却水 润滑用水及辅助设备运行用水 因此 要保证一定的水量 水压 水温和水质 6 3 4排水设备排水 排除泵房内积水 主要是轴承冷却水 填料处滴水 压水管闸阀漏水 检修排空水及地面冲洗水等 地面式泵房 可直接排入室内地下水道 不需要排水设备 地下式或半地下式 应有排除积水的设备 6 3 5 起重设备 1 起重设备选择目的 确定设备的型式与规格类型 1 吊架 移动架 固定吊钩2 单轨梁吊车 手动 电动 梁轨合一的吊车 3 桥式吊车 手动 电动 梁轨分离 吊车的重量 泵房内最重一台设备重量与吊具重量之和 提升高度 室内地面至取物装置上极限位置的高度 起吊跨度 由吊车作业范围及泵房跨度决定 指大车轨道中心间距 选择起重设备的主要依据是起重量 起重高度 吊车跨度 单轨吊车梁 桥式吊车 桥式吊车 2 起重机布置与泵房高度1 吊车型式与吊钩的作业范围固定吊钩或移动吊架葫芦的吊钩 作垂直运动 服务的是点 单轨梁吊车 既能作上下垂直运动 又能沿轨道前后运动 服务的是一条线 桥式吊车 服务的是一个面 吊钩作垂直运动 小车梁作左右运动 大车沿轨道作前后运动 2 吊车型式与泵房高度泵房高度要满足吊车安装高度的需要 吊车型式不同 所需的安装高度不一样 因而泵房高度也不一样 无起重设备时 泵房高度不得小于3m 有起重设备时 泵房高度通过计算确定 吊车安装高度应保证 泵房顶棚至吊车最上部分距