泵的选型与维护教学课件

1、国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 任务二任务二 泵与风机泵与风机的选型与维护的选型与维护 知识点2 2 泵与风机的选型泵与风机的选型项目一项目一 泵与风机的选型与维护泵与风机的选型与维护国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库教学内容、目教学内容、目标标1.教学内容 通过课程的学习，学会在水污染治理项目通过课程的学习，学会在水污染治理项目设计、大气污染治理项目中泵与风机的计设计、大气污染治理项目中泵与风机的计算选型、以及初步会泵与风机的日常操作、算选型、以及初步会泵与风机的日常操作、维护保养。维护保养。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库2.教学目标教学目标1）知识目标

2、）知识目标泵与风机的选型步骤泵与风机的选型步骤泵与风机的主要选型参数的计泵与风机的主要选型参数的计算算2）技能目标）技能目标会检索或查询泵会检索或查询泵与风机与风机企业样企业样本本会根据项目的具体要求计算选会根据项目的具体要求计算选择合适的泵与风机择合适的泵与风机3）素质态度要求）素质态度要求遵守纪律和规范、吃苦耐劳、吃苦耐劳、团结协作。遵守纪律和规范、吃苦耐劳、吃苦耐劳、团结协作。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库一一 、泵与风机计算选型、泵与风机计算选型国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库1 选用原则选用原则 选择泵与风机的一般原则是：保证泵或风机系统的正选择泵与风机的一

3、般原则是：保证泵或风机系统的正常、经济的运行，即所选择的泵或风机不仅能满足管路系常、经济的运行，即所选择的泵或风机不仅能满足管路系统流量、扬程（风压）的要求，而且能保证泵或风机经常统流量、扬程（风压）的要求，而且能保证泵或风机经常在高效段内稳定的运行，同时泵或风机应具有合理的结构。在高效段内稳定的运行，同时泵或风机应具有合理的结构。选择时应考虑以下几个具体原则：选择时应考虑以下几个具体原则：（1）首选泵或风机应满足生产上所需要的最大流量和扬程首选泵或风机应满足生产上所需要的最大流量和扬程或压头的需要，并使其正常运行工况点尽可能靠近泵或风或压头的需要，并使其正常运行工况点尽可能靠近泵或风机的设计

4、点，从而保证泵或风机长期在高效区运行，以提机的设计点，从而保证泵或风机长期在高效区运行，以提高设备长期运行的经济性。高设备长期运行的经济性。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库（2 2）力求选择结构简单、体积小、重量轻及高转速的泵或力求选择结构简单、体积小、重量轻及高转速的泵或风机。风机。（3 3）所选泵或风机应保证运行安全可靠，运转稳定性好。所选泵或风机应保证运行安全可靠，运转稳定性好。为此，所选泵或风机应不具有驼峰状的性能曲线；如果选为此，所选泵或风机应不具有驼峰状的性能曲线；如果选择有驼峰状性能曲线的泵或风机，则应使其运行工况点处择有驼峰状性能曲线的泵或风机，则应使其运行工况点处

5、于峰点的右边，而且扬程或压头应低于零流量时的扬程或于峰点的右边，而且扬程或压头应低于零流量时的扬程或压头，以利于设备的并联运行。如在使用中流量的变化大压头，以利于设备的并联运行。如在使用中流量的变化大而扬程或压头变化很小，则应该选择平坦的性能曲线；如而扬程或压头变化很小，则应该选择平坦的性能曲线；如果要求扬程或压头变化大而流量变化小，则应选择陡降形果要求扬程或压头变化大而流量变化小，则应选择陡降形性能曲线。对于水泵，还应考虑其抗气蚀性能要好性能曲线。对于水泵，还应考虑其抗气蚀性能要好。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库（4）对于有特殊要求的泵或风机，还应尽可能满足其特殊要求。如，安对

6、于有特殊要求的泵或风机，还应尽可能满足其特殊要求。如，安装地点受限时应考虑体积要小，进出口管路便于安装等。装地点受限时应考虑体积要小，进出口管路便于安装等。 （5 5）必须满足介质特性的要求。必须满足介质特性的要求。 对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵。泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵。 对输送腐蚀性介质的泵，要求对过流部件采用耐腐蚀性材料，如对输送腐蚀性介质的泵，要求对过流部件采用耐腐蚀性材料，如AFBAFB不锈钢耐腐蚀泵，不锈钢耐腐蚀泵，CQFCQF工程塑料磁力驱动泵。工程

7、塑料磁力驱动泵。 对输送含固体颗粒介质的泵，要求对过流部件采用耐磨材料，必对输送含固体颗粒介质的泵，要求对过流部件采用耐磨材料，必要时轴封应采用清洁液体冲洗要时轴封应采用清洁液体冲洗。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 （6 6）机械方面可靠性高、噪声低、振动小。机械方面可靠性高、噪声低、振动小。 （7 7）经济上要综合考虑到设备费、运行费、维修费和管经济上要综合考虑到设备费、运行费、维修费和管理费的总成本最低。理费的总成本最低。 （8 8）离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、结离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等构简单

8、、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。特点。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 单级高速离心式鼓风机单级高速离心式鼓风机单级高速离心鼓风机的工作原理是把电动机的机械能转变为气体压力能的一种单级高速离心鼓风机的工作原理是把电动机的机械能转变为气体压力能的一种旋转叶片机械。旋转叶片机械。单级高速风机具有调节进风口导叶角度或变频调速达到单级高速风机具有调节进风口导叶角度或变频调速达到45100%的风量调整的风量调整范围。在出口压力变化不大的情况下范围。在出口压力变化不大的情况下,单级高速风机在设计工况点上运行时单级高速风机在设计工况点上运行时,其鼓其鼓风机效率比多级风机高约风机

9、效率比多级风机高约3%-5%,比罗茨风机效率高约比罗茨风机效率高约15%-20%。单级风机由于。单级风机由于其采用高速风机其采用高速风机,不需多级传动不需多级传动,在需风量较大的情况下在需风量较大的情况下,具有明显的体积和重量优具有明显的体积和重量优势势,但由于高速运转噪音较大。但由于高速运转噪音较大。单级高速风机的压力和流量性能曲线相对较陡单级高速风机的压力和流量性能曲线相对较陡,若鼓风机在偏离设计工况点运若鼓风机在偏离设计工况点运行时行时,效率变化比较大。虽然进口导叶调节比进口节流方式节省功率效率变化比较大。虽然进口导叶调节比进口节流方式节省功率,但其齿轮变但其齿轮变速系统直接影响了鼓风机

10、的整机效率速系统直接影响了鼓风机的整机效率;磁悬浮、空气悬浮技术配合变频调速控制磁悬浮、空气悬浮技术配合变频调速控制方。方。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 单级高速风机其价格在各类风机中属于最高的类别单级高速风机其价格在各类风机中属于最高的类别,因风机结构复杂因风机结构复杂,技技术含量较高术含量较高,备品备件的更新更换费用也居于较高水平备品备件的更新更换费用也居于较高水平,并且备品备件为非标产并且备品备件为非标产品品,对供货商依赖性较强对供货商依赖性较强,不利于降低维修成本。不利于降低维修成本。 鼓风机出口压力受管网背压的影响鼓风机出口压力受管网背压的影响,在管网压力波动的情况下

11、在管网压力波动的情况下,高速旋高速旋转的叶轮轴向力将发生很大的波动转的叶轮轴向力将发生很大的波动,对于在对于在15000-32000rpm的转数下高速的转数下高速旋转的鼓风机旋转的鼓风机,容易造成叶轮和轴承损坏容易造成叶轮和轴承损坏,不利于安全运行不利于安全运行国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库罗茨鼓风机罗茨鼓风机 罗茨鼓风机中目前采用三叶罗茨鼓风机居多。罗茨鼓风机罗茨鼓风机中目前采用三叶罗茨鼓风机居多。罗茨鼓风机电机通过电机通过V V型皮带和传动轮与风机驱动系统联接型皮带和传动轮与风机驱动系统联接, ,驱动轴通过斜齿驱动轴通过斜齿轮带动从动轴和叶轮旋转轮带动从动轴和叶轮旋转, ,将

12、本机体内的气体由进气腔内压缩推将本机体内的气体由进气腔内压缩推送至排气腔后排出送至排气腔后排出, ,达到鼓风的目的。达到鼓风的目的。 罗茨鼓风机可通过变频调速达到罗茨鼓风机可通过变频调速达到6565100%100%的风量调整范围的风量调整范围, ,较离心风机调整范围小。如果采用进、出口节流调节较离心风机调整范围小。如果采用进、出口节流调节, ,只能调整只能调整风量风量, ,对提高整机效率和降低能耗不起作用。罗茨鼓风机属于正对提高整机效率和降低能耗不起作用。罗茨鼓风机属于正位移型风机位移型风机, ,其风量与转速成正比其风量与转速成正比, ,而与出口压力无关。当风压一而与出口压力无关。当风压一定时

13、定时, ,轴功率与流量成正比轴功率与流量成正比, ,因此在改变风量时因此在改变风量时, ,可采用变频调速可采用变频调速的方法来实现的方法来实现国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 罗茨鼓风机采用皮带传动结合同步齿轮传动来输送介质,造成能量逐级衰减较大,在风机出口流量较大的情况下,风机为满足出口压力和流量,必须具有庞大的体积和重量,噪音也随之急剧增加。因此,风机出口流量较大时,选择罗茨鼓风机就不再占有经济实用性优势。 罗茨鼓风机其价格在城镇中小型污水处理厂应用中综合经济指标较低,但因其单机价格最低,风机结构简单,风机的日常维护量较小,备品备件的更新更换费用较低,备品备件易于购买和外委加工

14、,为有效降低维修成本提供了条件,因此在城镇小型污水处理厂中被广泛应用,尤其是欠发达地区国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库2.选用程序及注意事项选用程序及注意事项 由于泵或风机的用途和使用条件千变万化，而泵由于泵或风机的用途和使用条件千变万化，而泵或风机的种类繁多，正确选择泵和风机满足各种不同或风机的种类繁多，正确选择泵和风机满足各种不同的工程使用要求是非常必要的。的工程使用要求是非常必要的。 在选择泵或风机的时，首先应根据生产上的要求、所在选择泵或风机的时，首先应根据生产上的要求、所输送的流体的种类和性质以及通风机或泵的种类、用输送的流体的种类和性质以及通风机或泵的种类、用途，决定选

15、择哪一类的泵或风机，比如：输送一般清途，决定选择哪一类的泵或风机，比如：输送一般清水时应选择清水离心泵，输送污水时应选择污水泵，水时应选择清水离心泵，输送污水时应选择污水泵，输送泥浆时应选择泥浆泵，等等；输送爆炸危险气体输送泥浆时应选择泥浆泵，等等；输送爆炸危险气体时应选择防爆通风机，空气中含有木屑、纤维或尘土时应选择防爆通风机，空气中含有木屑、纤维或尘土时应选择排尘通风机等。选用的程序及注意事项概括时应选择排尘通风机等。选用的程序及注意事项概括如下。如下。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 （1 1）充分了解泵或风机的用途、管路布置、地形条件、充分了解泵或风机的用途、管路布置、地形

16、条件、被输送流体状况、水位以及运输条件等原始资料。被输送流体状况、水位以及运输条件等原始资料。 （2 2）根据工程要求，合理确定最大流量与最高扬程或风根据工程要求，合理确定最大流量与最高扬程或风机的最高风压。然后分别加机的最高风压。然后分别加10%10%20%20%不可预计（如计算误不可预计（如计算误差、漏耗等）的安全量作为选用泵或风机的依据，即：差、漏耗等）的安全量作为选用泵或风机的依据，即：国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库1.流量Q的选定 对于流量变化不大的场合，水泵流量直接根据需要的流量选定。对于进水提升泵，流量具有不定性和时间周期性，即高点和低点的差异较大，此时，不能以最高

17、点流量为选型值，因为这样会造成大部分的运行偏离高效区，增加运行费用和能量损失。一般可取Q=Qmax/1.2。2.扬程H的确定流量确定后，确定泵的进出口管径，完成整个管路的布置，确定扬程，在实际选择中，往往将管路的阻力系数取的偏大，另在选择泵的型号时，又增加了一个扬程余量，这样造成了实际运行的流量偏大，造成如下结果：1）流量增大时，泵的轴功率增大，而电动机的效率不变，所以输入电动机的功率必然增大。过大的功率使电动机处于超负荷的运行状态，可能会造成发热甚至烧坏电动机。2）如果流量大到超过Qd，会发生气蚀产生振动，严重影响泵的使用寿命。因此，在选泵的扬程时不应过于保守，要尽量接近管路实际扬程，一般来

18、说，不能超过管路实际扬程的1.1倍。污水厂泵流量与扬程的确定污水厂泵流量与扬程的确定国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库（3）根据已知条件选用适当的设备类型，制造厂给出的产品样本中通常都列有根据已知条件选用适当的设备类型，制造厂给出的产品样本中通常都列有该类型泵或风机的适用范围。应尽量选择系列化、标准化、通用化、性能优良的该类型泵或风机的适用范围。应尽量选择系列化、标准化、通用化、性能优良的产品。产品。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 （4 4）泵或风机类型确定以后，要根据已知的流量、扬程泵或风机类型确定以后，要根据已知的流量、扬程或压头选定具体设备型号。并应使工作点处在高

19、效率区域。或压头选定具体设备型号。并应使工作点处在高效率区域。 （5 5）应当结合具体情况，考虑是否采用并联或串联工作应当结合具体情况，考虑是否采用并联或串联工作方式，是否应有备用设备。方式，是否应有备用设备。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 （6 6）确定泵或风机型号时，同时还要确定其转速、原动确定泵或风机型号时，同时还要确定其转速、原动机型号和功率、传动方式、皮带轮大小等。机型号和功率、传动方式、皮带轮大小等。 性能参数表上若附有所配用的电机型号和配用件型号性能参数表上若附有所配用的电机型号和配用件型号可以直接套用，若采用性能曲线图选择，图上只有轴功率可以直接套用，若采用性能曲

20、线图选择，图上只有轴功率曲线，需另选电机型号及传动配件。泵或风机进出口方向曲线，需另选电机型号及传动配件。泵或风机进出口方向应注意与管路系统相配合。对于泵，还应查明允许吸入口应注意与管路系统相配合。对于泵，还应查明允许吸入口真空高度或必须气蚀余量，并核算安装高度是否满足要求。真空高度或必须气蚀余量，并核算安装高度是否满足要求。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 （7 7）应当注意，产品样本提供的数据是在规定条件下得应当注意，产品样本提供的数据是在规定条件下得出的。例如对于风机来说，一般是按空气温度为出的。例如对于风机来说，一般是按空气温度为2020、大、大气压为气压为101.325

21、Pa101.325 Pa下进行实验得出的资料，而锅炉引风机下进行实验得出的资料，而锅炉引风机的样本数据是按气体温度为的样本数据是按气体温度为200200、大气压为、大气压为101325 Pa101325 Pa得得出的。当实际使用条件与样本规定条件不同时，应按下式出的。当实际使用条件与样本规定条件不同时，应按下式对性能参数加以修正：对性能参数加以修正： 式中下角标式中下角标m m代表样本条件。代表样本条件。ttBmm273273101325国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库（8 8）确定泵的台数和备用率：确定泵的台数和备用率： 对正常运转的泵

22、，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联合作：虑两台泵并联合作： 流量很大，一台泵达不到此流量；流量很大，一台泵达不到此流量； 对于需要有对于需要有50%50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，一台备的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，一台备用（共三台）；用（共三台）； 对某些大型泵

23、，可选用对某些大型泵，可选用70%70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一台泵仍然能承担生产上在一台泵检修时，另一台泵仍然能承担生产上70%70%的输送；的输送； 对需对需2424小时连续不停运转的泵，应有备用泵。小时连续不停运转的泵，应有备用泵。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 鼓风机的选型依据及影响因素纵观当前中国污水处理发展形势鼓风机的选型依据及影响因素纵观当前中国污水处理发展形势,节能节能及减少二次污染已成为一种必然的发展趋势。而在投

24、资中如何降低前期及减少二次污染已成为一种必然的发展趋势。而在投资中如何降低前期一次性投入和最大限度地降低运行成本提高整个系统的运行稳定性已成一次性投入和最大限度地降低运行成本提高整个系统的运行稳定性已成为在工艺选择及产品选择中投资方密切关注的两大焦点。同时在各方面为在工艺选择及产品选择中投资方密切关注的两大焦点。同时在各方面降低设备运行噪音减少厂区噪音形成的二次污染、减少设备及整个工厂降低设备运行噪音减少厂区噪音形成的二次污染、减少设备及整个工厂的占地面积也是不容忽视的关注点。在鼓风曝气系统中怎样最大限度的的占地面积也是不容忽视的关注点。在鼓风曝气系统中怎样最大限度的满足和解决以上焦点已成为衡

25、量一个鼓风曝气系统好坏的最大标准满足和解决以上焦点已成为衡量一个鼓风曝气系统好坏的最大标准,也成也成为鼓风曝气系统发展的大方向。为鼓风曝气系统发展的大方向。 国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 目前从鼓风机选型的角度分析目前从鼓风机选型的角度分析,选择最适合的鼓风机比选择最先进的鼓风机选择最适合的鼓风机比选择最先进的鼓风机更有应用价值更有应用价值,因此在满足工艺要求的前提下因此在满足工艺要求的前提下,不同规模的污水处理厂、不同的工不同规模的污水处理厂、不同的工艺、不同的经济因素、不同的投资策略、不同的使用条件得出的最佳选择会有艺、不同的经济因素、不同的投资策略、不同的使用条件得出的最

26、佳选择会有所不同。所不同。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 建设规模直接影响项目投资成本建设规模直接影响项目投资成本,其中生产成本各项比例都发生相应的其中生产成本各项比例都发生相应的变化变化,比如城镇中型污水处理厂人工成本和管理成本占的比例较小比如城镇中型污水处理厂人工成本和管理成本占的比例较小,运行成运行成本中电费、水费、药剂费占的比例较大本中电费、水费、药剂费占的比例较大,因此节能降耗直接影响投资回报期因此节能降耗直接影响投资回报期;城镇小型污水处理厂人工成本和管理成本所占比例有所增加城镇小型污水处理厂人工成本和管理成本所占比例有所增加,而运行成本中而运行成本中电费、水费、药剂

27、费所占比例相对减小电费、水费、药剂费所占比例相对减小,控制前期设备投资费用直接影响投控制前期设备投资费用直接影响投资回报期。资回报期。国家职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库 城镇中型污水处理厂的风机选用对于日处理量城镇中型污水处理厂的风机选用对于日处理量3 31010万吨的城镇中型污水万吨的城镇中型污水处理厂处理厂, ,随着污水处理厂设计规模的增加随着污水处理厂设计规模的增加, ,价格因素不再是决定因素价格因素不再是决定因素, ,要综合考虑要综合考虑风机性能、效率以及调控方式的选择风机性能、效率以及调控方式的选择, ,因此多级低速离心鼓风机在各类风机中具因此多级低速离心鼓风机在各类风机中具有较高的性价比优势。选用多级低速离心风机在初期投资费