泵站工程考试真题及答案解析

泵站工程考试练习题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个最符合题意的选项，请将正确选项的字母填在括号内）1.某泵站设计流量为3.2m³/s，进水池最低运行水位为18.50m，出水池最高运行水位为32.80m，系统总水头损失为2.4m，则该泵站设计扬程为（）。A.14.3m  B.16.7m  C.19.1m  D.12.9m答案：B解析：设计扬程=出水池最高水位－进水池最低水位+总水头损失=32.80－18.50+2.4=16.7m。2.对于采用双吸离心泵的泵站，当单泵流量为1.6m³/s、转速为590r/min时，其比转数ns最接近（）。A.90  B.125  C.160  D.210答案：C解析：ns=3.65n√Q/H^0.75，取H=16.7m，Q=1.6m³/s，n=590r/min，代入得ns≈160。3.泵站前池出现表面漩涡但尚未吸气，此时最经济有效的工程措施为（）。A.降低进水管口高程  B.增设消涡梁  C.加大前池宽度  D.提高运行水位答案：B解析：消涡梁可破坏环量，抑制表面漩涡发展，投资低、施工快，对运行水位无额外要求。4.某泵站采用6kV高压异步电机，额定功率900kW，功率因数0.86，效率0.96，则其额定电流最接近（）。A.94A  B.104A  C.114A  D.124A答案：C解析：I=P/(√3Ucosφη)=900/(1.732×6×0.86×0.96)≈114A。5.在泵站出口设置虹吸式流道，其主要目的在于（）。A.降低水泵扬程  B.实现快速断流  C.减小水锤压力  D.提高装置效率答案：B解析：虹吸式流道利用驼峰顶部负压，停机时虹吸破坏阀进气，可在1s内实现快速断流，防止机组倒转。6.根据GB/T50265—2019，泵站主变压器容量选择应满足（）。A.不小于最大运行负荷的1.1倍  B.不小于1.2倍且考虑5年负荷增长C.不小于1.25倍且与电机启动方式匹配  D.不小于1.3倍且与无功补偿同步设计答案：C解析：规范明确主变容量≥1.25倍最大运行负荷，并校验电机直接启动或软启动时的电压降。7.某泵站进水流道为肘形，进口宽度2.5m，设计流速0.85m/s，若模型比尺1:10，则模型流量为原型流量的（）。A.1/10  B.1/100  C.1/1000  D.1/31.6答案：B解析：按弗劳德相似，Qp/Qm=(Lp/Lm)^2.5，故Qm=Qp/100。8.水泵全特性曲线中，“S”形区域的出现说明（）。A.小流量区出现驼峰  B.大流量区功率过载  C.小流量区扬程上升  D.大流量区效率骤降答案：A解析：扬程—流量曲线出现正斜率段即“S”形，易引发运行不稳定，属驼峰特性。9.采用变频调速的泵站，当频率由50Hz降至40Hz时，水泵轴功率约变为原来的（）。A.80%  B.64%  C.51%  D.40%答案：C解析：离心泵功率∝n³，(40/50)³=0.512≈51%。10.泵站计算机监控系统SOE分辨率不应低于（）。A.1ms  B.2ms  C.5ms  D.10ms答案：A解析：DL/T1071—2007规定SOE分辨率≤1ms，以保证事件顺序记录的准确性。11.对于立式轴流泵，其临界汽蚀余量NPSH3与进口流速v1的关系可近似表示为（）。A.NPSH3∝v1^0.5  B.NPSH3∝v1^1.0  C.NPSH3∝v1^1.5  D.NPSH3∝v1^2.0答案：D解析：轴流泵NPSH3主要与动能头相关，NPSH3≈v1²/2g，故近似平方关系。12.泵站出水钢管直径1.4m，壁厚14mm，材料Q355，最大水锤压力0.9MPa，则最小环向应力最接近（）。A.45MPa  B.60MPa  C.75MPa  D.90MPa答案：B解析：σ=pd/2t=0.9×1.4/(2×0.014)=45MPa，但需考虑水锤动载系数1.3，故45×1.3≈60MPa。13.泵站采用前池—进水池联合布置，当佛汝德数Fr<0.3时，主要应校核（）。A.侧向进水回流  B.表面波涌  C.底部冲刷  D.泥沙异重流答案：A解析：小Fr数回流显著，易引起流速分布不均，导致水泵进口预旋。14.根据SL317—2018，泵站自动化等级达到“少人值班”时，现场运行人员每班不宜超过（）。A.1人  B.2人  C.3人  D.4人答案：B解析：规范推荐“少人值班”每班≤2人，且应具备远程视频巡检条件。15.水泵出口设微阻缓闭止回阀，其快关角度一般取（）。A.60°  B.70°  C.80° D.85°答案：B解析：快关70°可在1~2s内关闭80%以上过流面积，有效削减水锤峰值。16.采用热继电器作电机过载保护，其整定电流宜为电机额定电流的（）。A.100%  B.105%  C.110%  D.125%答案：C解析：考虑误差及温升，热继电器整定值取1.1倍额定电流。17.泵站出水压力水箱最高运行水位34.2m，最低运行水位28.4m，水泵中心线高程19.0m，则最大静态扬程为（）。A.15.2m  B.9.4m  C.16.7m  D.12.8m答案：A解析：最大静态扬程=34.2－19.0=15.2m。18.水泵启动前需进行“盘车”，其主要目的是检查（）。A.电机绝缘  B.轴承润滑  C.转动部件卡涩  D.叶轮间隙答案：C解析：盘车可直观判断转子是否卡涩、异物缠绕，是启动前必检项目。19.泵站进水闸后设固定式拦污栅，栅条厚度8mm，净距100mm，阻塞系数为（）。A.0.074  B.0.080  C.0.088  D.0.095答案：A解析：β=t/(t+s)=8/108=0.074。20.根据ISO9906:2012，水泵效率容差等级1级允许的效率下降值为（）。A.3%  B.5%  C.7%  D.9%答案：B解析：等级1容差5%，等级2容差7%，等级3容差9%。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列因素中，直接影响泵站装置效率的有（）。A.进水流道水力损失  B.电机负载率  C.出口拍门漏水量  D.水泵轴承型式  E.管网调度方式答案：A、B、C解析：装置效率ηa=ηpump×ηmotor×ηpipe，流道损失、拍门漏水降低ηpipe，负载率影响ηmotor，轴承型式与管网调度对装置效率无直接量值关系。22.关于泵站水锤防护，下列说法正确的有（）。A.水泵出口不设任何阀门时，事故停泵水锤升压最大B.两阶段关闭蝶阀可有效降低水锤C.空气罐适用于长输管道系统D.减压池设置位置越靠近泵站效果越差E.变频软停泵可削减直接水锤答案：A、B、C、E解析：减压池靠近泵站可缩短水锤波反射路径，效果越好，D错误。23.造成轴流泵出口压力表周期性摆动的原因可能有（）。A.叶片角度不一致  B.进水池漩涡  C.导叶体磨损  D.电机转子断条  E.出水管气囊答案：A、B、C、E解析：电机转子断条导致电流波动，对压力影响较小，其余均直接引发压力脉动。24.泵站计算机监控系统中，属于“遥信”量的有（）。A.水泵运行状态  B.电机绕组温度  C.35kV断路器位置  D.出水流量  E.拦污栅差压答案：A、C解析：遥信为开关量，B、D、E为模拟量。25.下列关于泵站前池设计的说法，符合规范要求的有（）。A.侧向进水时，前池扩散角不宜大于30°B.正向进水时，池长不小于5倍进水池宽度C.应设置底流消能工以消除回流D.前池末端应设整流栅E.最低运行水位下应保证不小于0.5m淹没深度答案：A、B、D、E解析：回流属低能流态，无需底流消能，C错误。26.对采用液力偶合器启动的泵站，其特点包括（）。A.启动电流小  B.可空载启动电机  C.可变速运行  D.传递效率100%  E.需设置冷却系统答案：A、B、C、E解析：液力偶合器存在滑差，效率约96%～98%，D错误。27.下列关于泵站出水管道支墩设计的说法，正确的有（）。A.支墩间距应满足钢管挠度不超过L/250B.在垂直弯头处应设防滑墩C.水平弯头处受力与流速平方成正比D.地震区应校算支墩抗滑移稳定E.支墩混凝土强度等级不应低于C20答案：B、C、D、E解析：钢管挠度限值L/200，A错误。28.泵站运行中，导致电机轴承温度超标的常见原因有（）。A.润滑脂老化  B.轴承室进水  C.负载过低  D.冷却风扇损坏  E.轴电流腐蚀答案：A、B、D、E解析：负载过低轴承摩擦热减小，不会导致温升超标。29.根据《泵站技术管理规程》，对水泵机组进行A级检修应包括（）。A.叶片探伤  B.轴承间隙测量  C.电机绝缘直流耐压  D.转轮动平衡  E.流道防腐答案：A、B、C、D解析：流道防腐属日常维护，非A级检修必做内容。30.下列关于泵站节能诊断测试的说法，正确的有（）。A.测试前需校准流量计、压力变送器B.测试点应不少于3个不同流量工况C.每个工况稳定时间不少于30minD.电机输入功率应采用两瓦特表法E.应绘制装置效率—流量曲线答案：A、B、C、E解析：高压系统采用三瓦特表法，D错误。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.泵站进水池淹没深度越大，水泵汽蚀性能越差。（）答案：×解析：淹没深度增加，进口压力升高，汽蚀性能改善。32.水泵并联运行时，各台泵扬程必须相等，否则无法并联。（）答案：√解析：扬程不等则出现逆流或抢水，无法稳定并联。33.在相同流量下，比转数越高的泵，其扬程越低、叶轮外径越小。（）答案：√解析：比转数ns∝n√Q/H^0.75，ns高则H低，叶轮外径减小。34.泵站出水管道上设置空气阀，主要作用是排出水锤波。（）答案：×解析：空气阀用于排补气，削减水锤需采用缓闭阀、空气罐等措施。35.采用前导叶可调机构，可使轴流泵在宽广流量范围内保持高效率。（）答案：√解析：前导叶可调可改善来流预旋，扩大高效区。36.泵站变压器室与高压配电室可共用同一通风系统。（）答案：×解析：变压器室含油设备，应独立通风，避免火灾蔓延。37.水泵运行中，进口真空表读数突然降至零，可能是进口滤网完全堵塞。（）答案：×解析：滤网完全堵塞，流量骤降，真空表读数应大幅升高而非降至零。38.对于长距离输水工程，泵站设置中间加压泵可显著降低管道最大水锤压力。（）答案：√解析：分段加压缩短水锤波传播距离，降低瞬态压力。39.泵站采用超声波流量计，其测量精度不受水质电导率影响。（）答案：√解析：超声波为时差法，与电导率无关，适用于各类水质。40.根据《水利安全生产标准化评审标准》，一级标准化泵站评审得分不得低于90分。（）答案：√解析：一级达标分数线为90分（满分100分）。四、简答题（每题8分，共40分）41.简述泵站进水流道设计的基本原则，并说明肘形流道与钟形流道各自的适用条件。答案要点：（1）基本原则：①保证流速分布均匀，无不良漩涡；②水力损失小，提高装置效率；③满足NPSH要求，防止汽蚀；④结构简单，施工方便；⑤便于检修清淤。（2）肘形流道：适用于立式轴流泵、导叶式混流泵，泵轴穿过流道弯段，结构紧凑，土建投资低，但弯段易产生流速不均，需设导流墩。（3）钟形流道：适用于卧式双吸离心泵，进口流道呈钟形渐缩，水力损失极小，流速分布均匀，但占地面积大，土建成本高，常用于高扬程、高效率要求场合。42.某泵站运行中发现电机定子绕组温度持续上升至135℃，请列出可能原因及对应处理措施。答案要点：原因：①冷却风道堵塞，风量不足；②环境温度过高>40℃；③电机过载，电流超额定值；④电源电压不平衡>2%；⑤轴承损坏导致转子扫膛；⑥绕组绝缘老化，匝间短路；⑦测温元件误报。措施：①清扫风罩、更换滤网；②增设临时通风或喷雾降温；③调整叶片角度或关小出口阀降载；④检查高压柜接触器、电缆接头，重做接线；⑤更换轴承，检查轴颈磨损；⑥停机做直流耐压、局放试验，必要时更换绕组；⑦校验PT100及温度仪，确认信号无误。43.说明泵站出水钢管水锤计算步骤，并写出Allievi公式中最大压力升高值Δh的表达式。答案要点：步骤：①确定计算工况：事故停泵、泵出口阀拒动；②建立管道系统图，分段给出管长、直径、波速a；③计算管道特性常数2ρ=aV0/(gH0)；④选择计算模型：刚性水锤或弹性水锤；⑤用特征线法编程求解，得压力—时间过程；⑥校核管道、管件最大压力是否小于额定压力1.3倍；⑦提出防护措施：两阶段关闭、空气罐、泄压阀等。Allievi公式（直接水锤）：Δh=aΔV/g，其中ΔV为流速变化值，a为波速，g为重力加速度。44.阐述泵站前池泥沙淤积的危害及水力清淤技术要点。答案要点：危害：①减小过水断面，增加进口流速，引发汽蚀；②形成异重流，导致水泵含沙量升高，磨损过流部件；③淤积物缠绕滤网，增加水头损失；④减小淹没深度，易形成吸气漩涡；⑤清淤频繁，增加运行成本。水力清淤要点：①利用汛期高水位差，开启冲沙闸形成高速底流，Fr>1.5；②布置冲沙槽，槽底比前池底低0.8~1.2m，坡度1:20~1:30；③采用喷嘴射流辅助，喷嘴流速15~20m/s，射程覆盖淤积面；④冲沙时机选择夜间低负荷，防止吸入泥沙；⑤冲沙流量不小于泵站总流量的30%，持续10~15min；⑥结合机械搅吸，对死角区配置潜水搅沙器；⑦冲沙后及时排除浑水，防止二次淤积。45.比较泵站采用“一拖一”与“一拖二”变频调速方案的优缺点。答案要点：“一拖一”：优点——每台泵独立调速，控制灵活，可实现最优效率跟踪；故障互不影响，冗余度高；电机电缆短，损耗小。缺点——变频器数量多，初投资高；占地面积大；谐波总量大，需多套滤波装置。“一拖二”：优点——变频器数量减半，初投资低；谐波集中治理，滤波成本低；占地少。缺点——切换控制复杂，需增设高压切换柜；任一台泵故障或检修时，另一台泵无法调速；电缆长，线损略增；运行效率略低于“一拖一”最优跟踪。结论：高扬程、大流量、年运行>5000h的泵站宜采用“一拖一”；中等规模、投资受限、年运行<3000h的泵站可采用“一拖二”。五、计算题（共30分）46.（10分）某泵站安装3台同型号双吸离心泵，单泵设计点：Q=1.5m³/s，H=18m，η=86%，电机效率ηm=96%，功率因数cosφ=0.88。若3台泵并联运行，总流量4.05m³/s，求此时泵站装置效率ηa及10h耗电量。解：单泵轴功率Psh=ρgQH/η=1000×9.81×1.5×18/0.86=308.3kW单泵电机输入功率Pin=Psh/ηm=308.3/0.96=321.1kW总输入功率Ptotal=3×321.1=963.3kW有效功率Pe=ρgQtotalH=1000×9.81×4.05×18=715.2kW装置效率ηa=Pe/Ptotal=715.2/963.3=74.2%10h耗电E=Ptotal×10=963.3×10=9633kWh答案：ηa=74.2%，耗电9633kWh。47.（10分）一条DN1200钢管，长L=2400m，波速a=1050m/s，稳态流速V0=2.2m/s，若末端阀门在t=2s内线性关闭，求最大水锤压力升高值，并判断属于直接水锤或间接水锤。解：水锤相长Tr=2L/a=2×2400/1050=4.57s关闭时间Tc=2s<Tr，属直接水锤Δh=aV0/g=1050×2.2/9.81=235.5m答案：最大压力升高235.5m，为直接水锤。48.（10分）某立式轴流泵装置，叶轮中心高程19.2m，进水池最低运行水位17.8m，水温30℃（饱和蒸汽压头0.43m），水泵必需汽蚀余量NPSH3=8.5m，吸入管水头损失hs=0.35m，求该泵最大允许安装高度，并判断现有安装是否安全。解：最大允许安装高度[Hg]=Ha－Hv－hs－NPSH3Ha=17.8－19.2=－1.4m（已低于叶轮）[Hg]=－1.4－0.43－0.35－8.5=－10.68m现有叶轮中心19.2m，进水池17.8m，实际淹没深度1.4m，即Hg=－1.4m>－10.68m，故安全。答案：最大允许安装高度－10.68m，现有安装安全。六、案例分析题（共30分）49.（15分）阅读下列运行日志并回答问题：日志摘录：08:001泵启动，Q=1.4m³/s，H=16.2m，轴承温度45℃，振动2.1mm/s。09:153泵启动，Q=1.35m³/s，H=16.0m，轴承温度48℃，振动2.3mm/s。10:30中控室报“1泵轴承温度72℃”，现场检查润滑脂乳化，油封漏水。11:00切换至2泵，停1泵，2泵运行正常。问题：（1）分析1泵轴承温度异常升高的根本原因；（2）给出应急处理及后续永久整改措施；（3）提出避免类似故障的技术管理建议。答案：（1）根本原因：油封失效→冷却水进入轴承室→润滑脂乳化→润滑失效→摩擦热剧增→温度飙升。（2）应急：立即停泵，关闭进出口阀，启用备用泵；对1泵轴承强制风冷，防止抱轴；拆除轴承室清理乳化脂，更换新脂；临时加装测温报警线，每15min巡检。永久整改：更换耐水高温氟橡胶油封，采用双唇结构；轴承室增设迷宫密封+甩水环；润滑脂改用复合钙基防水脂；将轴承温度测点接入DCS，设置二级报警70℃、停机80℃。（3）技术管理：①建立油封寿命台账，每8000h强制更换；②年度检修做油封渗漏试验，压力0.05MPa保压10min无渗漏；③润滑脂取样化验，含水量>200ppm立即更换；④推广在线振动温度一体化