泵浦基本理论-通用版

1、泵浦基本理论,追求优质生活川源始终与您同在 制作:吴俊霖 审核:朱崇照,2,大綱,泵浦的定义;分类 离心泵工作原理及结构型式 离心泵组成与构造 泵主要性能参数说明及计算 泵的性能曲线与装置曲线说明 泵的运行工况及调节 泵的汽蚀现象;汽蚀的危害及预防措施 泵的选型及注意事项 泵安装注意事项,3,泵的定义,泵是把原动机的机械能转换成液体能量的机器。透过对液体作功,使其能量增加,从而使液体由吸水池经泵的过流部件输送到要求的高处或是要求压力的地方,4,泵的分类,泵的种类很多，其主要类型按作用原理可分以下三大类 a.叶片式泵 它是利用叶轮的叶片和液体相互作用来输送液体， 如离心泵、混流泵、轴流泵等。 离

2、心泵的特点扬程高、流量小； 轴流泵的特点扬程低、流量大； 斜流泵介于两者之间。,5,b.容积式泵 它是利用工作室容积周期性的变化来输送液体 如活塞泵 柱塞泵 隔膜泵 齿轮泵 螺杆泵等 c.其他类型泵 如射流泵、真空泵等。,GRB三叶式罗茨鼓风机用来输送气体,但原理跟容积式泵相似,6,叶片式泵在实务中应用较为广泛，下面我们介绍下叶片泵的分类,叶片式泵按其结构形式，分类如下： 1)按主轴方向 卧式泵：主轴水平放置；如GPS/ISB等 立式泵：主轴垂直放置,如LPS,SMV等,7,2)按液体流出叶轮的方向 离心泵装径流式叶轮；液体沿与轴线垂直的方向流出叶轮,如GPS等 轴流泵装轴流式叶轮；液体沿平行

3、轴线的方向流出叶轮 斜流泵装混流式叶轮；液体沿与轴线倾斜的方向流出叶轮,8,3)按吸入方式 单吸泵叶轮单个吸入口,如GPS等 双吸泵叶轮两个吸入口,如DH(V)等 4)按级数 单级泵：装一个叶轮,如GPS等 多级泵：同一根轴上装两个或两个以上的叶轮,如SMV等 5)按叶片安装方法 可调叶片：叶轮的叶片安放角可以调节的结构 固定叶片：叶轮的叶片安放角度是固定的结构,9,6)按泵体形式 蜗壳泵：叶轮排出侧具有带蜗室的壳体,如GPS等 双蜗壳泵：叶轮排出侧具有双蜗室的壳体,备注:使用双涡壳泵的原因为平衡涡壳内部的径向力,径向 力产生的原因为液体对叶轮周围压水室的速度和压 力不均匀,径向力会使泵轴产生

4、交变应力,对泵轴有 损伤,10,在叶片式泵中，应用最多的就是我们常说的离心泵。下面重点介绍我司泵类产品、离心泵的工作原理、一般常见的离心泵典型结构型式、组成与构造、离心泵的性能参数与性能曲线、离心泵选型及注意事项、泵安装需注意之事项等课程,11,我司产品应用情形,空调可选泵型(陆上型),GPS卧式直接离心泵,LPS立式管道离心泵,直联式,占用空间小,若电机损坏,新购买之电机 必须重新加工电机轴才能配套原水泵,ISB单级单吸卧式离心泵,直联式,选用主要原因是客户安装空间较小,配管方便,联轴式,电机发生故障时较容易更换（标准电机）,不需要动到现场管路,12,我司产品应用情形,空调可选泵型(陆上型)

5、,WD(V)径向剖分单级双吸离心泵,DH(V)单级双吸式离心泵,流量需求较高时选用,属於径向剖分结构,占地空间较小,密封为内冲洗密封,并用O型圈密封,较DH(V)密封可靠,双吸叶轮,可输送温度103度以下的介质,流量需求较高时选用,扬程较GPS低,属於中开式结构设计,可卧式或立式安装,密封为外冲洗密封,双吸叶轮,可输送温度低於130度的介质,较WD(V)高,13,我司产品应用情形,GPS卧式直接离心泵,LPS立式管道离心泵,给水排水可选泵型(陆上型),ISB单级单吸卧式离心泵,直联式,占用空间小,若电机损坏,新购买之电机 必须重新加工电机轴才能配套原水泵,直联式,选用主要原因是客户安装空间较小

6、,配管方便,联轴式,电机发生故障时较容易更换（标准电机）,不需要动到现场管路,14,我司产品应用情形,给水排水可选泵型(陆上型),WD(V)径向剖分单级双吸离心泵,DH(V)单级双吸式离心泵,流量需求较高时选用,属於径向剖分结构,占地空间较小,密封为内冲洗密封,并用O型圈密封,较DH(V)密封可靠,双吸叶轮,可输送温度103度以下的介质,流量需求较高时选用,扬程较GPS低,属於中开式结构设计,可卧式或立式安装,密封为外冲洗密封,双吸叶轮,可输送温度低於130度的介质,较WD(V)高,15,污水排放可选泵型(陆上型),GMP/KMP自吸式离心泵,我司产品应用情形,CHD干井式不堵塞泵,半开放式叶

7、轮,输送杂质(如缠绕物)能力没有CVD强,不阻塞式叶轮,输送杂质(如缠绕物)能力较GMP强,维修较GMP方便(标准电机),16,CVDC立式干井式不堵塞泵,直联结构,较节省空间,我司产品应用情形,污水排放可选泵型(陆上型),CVD立式干井式不堵塞泵,联轴结构,较节省空间,17,CP沉水式污物（泥）泵,VP沉水式涡流泵,我司产品应用情形,污水排放可选泵型(潜水型),SP沉水式污水泵,污水排放使用 半开放式叶轮,双流道叶轮,处理悬浮物能力较SP强,通用粒径较大,漩流式叶轮,工作原理类似洗衣机,18,污水排放可选泵型(潜水型),SSP沉水式不锈钢排水泵,CSS沉水式不锈钢污物(泥)泵,我司产品应用情

8、形,半开放式叶轮,主要用来处理污水,同等功率电机,扬程及流量较CSS高,台川生产,漩流式叶轮,主要用在排悬浮物浓度较高的环境,台川生产,19,我司产品应用情形,AR沉水曝气机,污水曝气处理可选泵型(潜水型),JA沉水喷流曝气机,不阻塞叶轮, 供氧效率较AR低,适用在狭长型流道之曝气池,安装时角度偏5-7度,特殊叶轮设计,有混气室,供氧效率较JA高,较不适合使用在污泥浓度较高的地方,20,小流量高扬程场所可选泵型(陆上型),SMV不锈钢立式多级离心泵,MV立式多级离心泵,MHA卧式多级离心泵,我司产品应用情形,21,ZDB、HDB轴、混流潜水电泵,我司产品应用情形,大流量低扬程场所可选泵型(潜水

9、型),SRP沉水式回流泵,22,消防可选泵型(陆上型),XBD-MV型立式多级消防泵,XBD-GP型卧式单级消防泵,我司产品应用情形,消防水泵与MV及GPS最大不同点为消防泵装配不锈钢轴及铜叶轮,23,离心泵的工作原理,离心泵的工作原理： 1.离心泵是借助于叶轮高速旋转时带动液体一起旋转所产生的离心力，从 而使液体获得能量。 2.泵中主要起作用的是叶轮，叶轮中的叶片强迫液体旋转，液体在离心力 的作用下向四周甩出。这种情况像转动雨伞，雨伞上的雨滴向四周甩出 的情形相仿。 3.泵内的液体甩出去之后泵内压力下降， 新的液体在大气压力作用下进到泵内。 如此，液体连续不断的从泵内流出, 泵在开动之前，应

10、先灌满水。,24,泵的典型结构型式(单级悬臂式离心泵),25,泵的典型结构型式(单级双吸离心泵),26,离心泵的组成与构造 1.离心泵主要由叶轮、轴、吸入室、压出室、轴承、密封 装置、轴向推力装置等组成。 2.离心泵的结构形式虽多，但其工作原理相同，主要零件 的作用和形状也相似,现在以我司水泵产品为主,非我司 产品配件为辅叙述如下：,27,1)叶轮 叶轮是将原动机输入的机械能传递给液体并 提高液体能量的零件，液体由叶轮中心进 入，由轮缘排出。 叶轮的形式有封闭式、半开式和开式叶轮三 种。封闭式叶轮在叶片的两侧均有盖板， 半开式叶轮只有后盖板，开式叶轮没有盖板。 半开式叶轮和开式叶轮一般很少采用

11、, 只在输送含有杂质的液体时才采用,叶轮,28,2）轴 电动机传递动力的主要部件,与叶轮连接 在一起 3）吸水室 为了使液流均匀，并在损失最小的情况下 进入叶轮，离心泵在叶轮前都设有吸入室 4）压出室(泵体) 在末级叶轮的出口处设置有压出室，其作 用是收集从叶轮流出的液体并将液体送至 出口管,吸水室,压出室,泵轴,29,7）密封装置 离心泵的转轴通过泵壳处都有一定的间隙， 为了防止向外泄漏，需进行适当的密封。 这种密封称为外密封装置，常见的外密封 装置有填料密封、机械密封,6）轴承 轴承是支持离心泵转子的部件，承受径向或轴向负荷。离心泵的轴承 一般分为滚动轴承和滑动轴承两大类,其中GPS使 用

12、滚动轴承,滑动轴承使用在立式多级泵上,30,a.机械密封 机械密封是靠两个经过精加工的端面（动环、静环）沿轴向紧密接 触来达到密封目的的，所以又称为端面密封。机械密封在工作时， 动环和静环之间应通入水形成水膜，起冷却和润滑作用。因此，在泵 起动前应先通水(GPS全部配置机械密封),静环,动环,弹簧,橡胶,31,机械密封位置及安装顺序,静环,动环,弹簧,32,b.填料密封 填料密封结构如下图所示，它由填料盒、水封环、填料及填料压盖、 紧固螺栓组成。填料压入填料盒内，对准水封管口，放入水封环。水 封管通入冷却水，起润滑和冷却作用。填料的松紧由紧固螺栓和压盖 调整，不宜太松也不宜太紧 (填料密封GP

13、S没有使用,ISB可以选用),图2,(grand packing),33,8）轴向推力平衡装置 单面进水的离心泵在运行时，由于作用于叶轮两侧的压力不等，产生 了一个指向泵入口端并与轴平行的推力，这种推力就称为轴向推力,a.采用双吸叶轮-双吸泵,如DH(V)等 单级泵可采用双吸叶轮来平衡轴向推力，因为 吸入侧对称，两侧压力差互相抵消，但由于制 造质量及两侧水流差异，还会有轴向推力，不 可能完全达到平衡。最终需推力轴承来承受余 下的轴向推力,34,b.采用叶轮对称布置 在多级泵中，为了平衡轴向推力，将叶轮分别按“面对面或背靠背”方 式排列在一根轴上。如下图所示：,35,c.采用平衡盘装置 多级泵中

14、，多采用平衡盘来平衡轴向力,36,d.装设平衡鼓 平衡鼓是一个鼓形轮盘，它是装置在多级泵的最后级叶轮的后面，并与 叶轮一同固定在转轴上，如下图所示，平衡鼓与泵体间有一圆环形径 向间隙。高压液体通过该间隙漏，压力下降。通过平衡管引入泵的入 口，这样在平衡鼓两侧形成一压力差，由此产生平衡力来平衡轴向推力,37,e.叶轮盖板钻平衡孔 在泵的后盖板靠近轮毂处钻几个孔，并在后盖板上增加一个密封圈，密 封圈的外径与叶轮吸入口外径相等。泵工作时，后盖板密封圈内的液体 与吸入口相通，其压力与吸入口压力相近。密封圈外后盖板面积与吸入 口外前盖板的面积相等，因而排出液体的压力在前、后盖板上的总作用 力基本相等，少

15、部分未被平衡的轴向力由轴承承受。一般情况下，平衡 孔平衡轴向力的效果较好。其特点是：泄漏较多，经过平衡孔的液体又 干扰了叶轮入口液体的正常流动，使离心泵的效率降低2-5%左右,38,泵的主要性能参数及计算,泵的主要参数,一、流量Q 流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量) 体积流量Q：单位为m3/h、L/min、m3/s 质量流量Q m：单位为kg/s、t/ h 质量流量和体积流量的关系为Q m=Q,常温清水 =1000 kg/m,39,流量换算,例题一、请将流量每小时1800加仑,换算成m3/h及l/sec等单位 例题二、客户要求提供每分钟流量277升的GPS,请选出适当的型号 例

16、题三、请将51m3/h换算成l/min,40,二、扬程,泵的扬程是泵所轴送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出 口处(泵出口法兰)能量的增值。也就是单位重量液体通过泵获得的有 效能量，单位是牛顿米/牛顿=米,41,关于扬程的说明,总扬程=吸水扬程+出水扬程但由于水流经过管路时受到各种阻力而减少了泵的吸水扬程和出水扬程，因此 吸水扬程=实际吸水扬程+吸水损失扬程 出水扬程=实际出水扬程+出水损失扬程损失扬程=吸水损失扬程+出水损失扬程总扬程=实际扬程(实际吸水扬程+实际出水扬程)+损失扬程 由于水泵铭牌上标明的扬程是水泵能提供的扬程，必须确认清楚客户提供的扬程是否已包含吸水扬程及管路损失

17、扬程, 这一点需要特别注意。若客户提供的扬程不包含吸水扬程及管路损失扬程,依据客户提供之扬程来确定水泵的扬程，订购来的水泵扬程就无法满足现场需要，那可能会降低水泵的效率，甚至打不上水来。 损失扬程与管路上的水管和附件种类（底阀、闸阀、逆止阀、直管、弯管）、数量、水管内径、管长、水管内壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切关系，这一点在管路设计和选配水管和附件时也应注意,42,总扬程=实际扬程+损失扬程 = (实际出水扬程+实际吸水扬程) +(吸水损失扬程+出水损失扬程),总扬程是挑选水泵的依据,挑选出的水泵扬程应大於或等於总扬程,43,扬程计算实例一 客户需求GPS一台将水抽到21米高的大楼水塔上,

18、输送管路损失约3米,水泵入口法兰中线高於抽取液面约两米,吸入管道损失约0.2米,在吸入池水位不变及水塔水位不变的情况下,试求应挑选多大扬程的水泵,21m,1.5m,44,扬程计算实例一(解答) 客户需求GPS一台将水抽到21米高的大楼水塔上,输送管路损失约3米,水泵入口法兰中线高於抽取液面约两米,吸入管道损失约0.2米,在吸入池水位不变及水塔水位不变的情况下,试求应挑选多大扬程的水泵,21m,1.5m,挑选给客户之水泵应有之扬程为 (20.8+1.5) + 2 + 3 + 0.2 = 27.5 m,应选择水泵之扬程,45,扬程计算实例二 客户需求GPS一台将水抽到21米高的大楼水塔上,输送管路

19、损失约3米, 抽取液面高於水泵入口法兰中线约兩米,吸入管道损失约0.2米,在吸入池水位不变及水塔水位不变的情况下,试求应挑选多大扬程的水泵,21m,46,扬程计算实例二(解答) 客户需求GPS一台将水抽到21米高的大楼水塔上,输送管路损失约3米, 抽取液面高於水泵入口法兰中线约兩米,吸入管道损失约0.2米,在吸入池水位不变及水塔水位不变的情况下,试求应挑选多大扬程的水泵,21m,挑选给客户之水泵应有之扬程为 (20.8+1.5) - 2 + 3 + 0.2 = 23.5 m,47,三、转速n 泵的转速指泵轴(电机主轴)单位时间内的回转数,以n表示,单位为(r/min;rpm) 水泵铭牌上标定的

20、转速即为额定转速。如泵运转超过额定转速，不但会引起 电动机超载或转不动，而且泵的零部件也容易损坏。 四、比转数ns 泵的比转数也称泵的相似准则，是从泵的相似定律推得的，表达式为 双吸泵Q取Q/2；多吸泵H取单级扬程；如有i级,则H取H/i。 式中 n转速（r / min） Q流量（m3/ s）； H扬程（m）。,48,49,关于比转数的说明,1.同一台泵,在不同的工况下具有不同的比转数；作为相似准则的ns是指 对应最高效率点工况下的值 2.大流量、低扬程的泵，比转数大；小流量、高扬程的泵，比转数小 3.低比转数的水泵，叶轮出口宽度较小，随着比转数的增加，叶轮出口宽 度逐渐增加，这适应于大流量的

21、情况 4.比转数标志了流量、扬程、转速之间的关系，也决定了叶轮的形状 比转速越低,叶轮越加扁长,比转速越高,叶轮越加宽厚 5.离心泵比转数较低，零流量时轴功率小；混流泵和轴流泵比转数高，零 流量时轴功率大；因此离心泵应关闭出口阀起动，混流泵和轴流泵应开 启出口阀起动,50,水泵功率与效率,P1,P2(P轴):电机输出功率 轴功率,P3(P水):水泵输出功率 水功率,电机输入电功率,电动机及水泵功率名词解释 1.电机输入电功率:电动机在额定负载下面电源供给电动机的电功率,也就是电机 所接受(消耗)的功率(P1) 2.电动机输出功率:电动机传到电机轴上的实际功率(机械功率)(P2) 3.额定电压

22、:指电动机在额定运行时的线端电压（用V或kV表示）。国家标准规 定的电压等级为220、380、660、1000、3000、6000、10000、13800、 20000V等,额定电流/电压/功率,51,P1,电机输入电功率,额定电流/电压/功率,P3(P水):水泵输出功率 水功率,P2(P轴):电机输出功率 轴功率,电动机及水泵功率名词解释 4.额定电流:是指电动机在额定运行时的线端电流。它表示电动机输出额定功率 时，其负载的大小（用A表示） 5.额定转速 :电动机在额定电压、额定频率和额定负载下的转速（用r/min表示） 6.额定功率:指电动机在额定运行时输出的机械功率，就是轴端的输出功率，

23、表 明该电机的出力大小,即电机容量（用kW表示）,额定功率=输入电功率*电机效率,52,电动机及水泵功率名词解释 7.水泵输出功率:也叫做水功率(液体在单位时间内获得的有效率功率) P3=rQH/102(kW) 式中 Q-流量(L/S),H-扬程(m), r-重度(水为1.0) P3=gQH/1000(kW) 式中-介质密度(kg/m3),g-重力加速度(g9.81m/s2) Q-流量(m3/s ),H-扬程(m) 一般现场计算水功率可用下列之简易公式估算 P3=QH/365 式中Q-流量(m3/h),H-扬程(m) 8.水泵效率: (水泵输出功率/泵轴功率) % 9.机组效率:包含电机在内的

24、整体效率 机组效率=(泵水功率/电动机输入电功率) %,53,泵的水功率轴功率计算例题,ISB 100/80-93.5-28,已知其流量为93.5m3/h , 扬程为28m , 效率为76% 请求出该泵水功率及轴功率,并选定搭配之电动机,54,泵的水功率轴功率计算解答,ISB 100/80-93.5-28,已知其流量为93.5m3/h , 扬程为28m , 效率为76% 请求出该泵水功率及轴功率,并选定搭配之电动机,水功率= QH/365 =(93.5 x 28)/365 =7.17(kW) 轴功率=水功率/水泵效率 =7.17/0.76 =9.43(kW) 配用电机功率=轴功率 X 安全系数

25、 =9.43 x 1.2 = 11.31(kW) 故选定15kW之电机(因考虑水泵可能在大流量工况下运转, 选11kW电机,若客户水泵在工况点以外运行有可能过载),此值的选取为经验系数,一般是大泵取小值小泵取大值,详细系数取值请参考下页,55,水泵安全系数配置表(出自国标GB 5657-1995),56,学习泵性能曲线有什麽用途呢,1.了解泵的运行模式,改善只会看目录的三个流量扬 程点选型的状况 2.了解各种水泵的性能曲线,对泵运转有更深的概念 3.了解水泵发生超电流或是流量扬程不符合预期时 的原因(原理)及相关的处理办法 4.了解泵性能曲线跟装置曲线(装置管路损失)的相 关关系,57,泵的性

26、能曲线,1.离心泵的性能曲线，就是在泵的转 速固定不变的情况下，将扬程、轴 功率、效率等值，随流量变化面相 就变化的关系，用曲线表示出来， 这此曲线称为离心泵的性能曲线或 特性曲线。 2.离心泵的性能曲线对于用户选择水 泵，了解水泵的性能及经济合理地 使用水泵有着重要的作用。 3.离心泵的性能曲线主要有：Q-H、 Q-P、Q-曲线、NPSHr曲线,58,1.性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出 一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组 参数称为工作状态，简称工况或工况点 2.离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，透过对离心泵 性能曲线分析,可以看出每一台水泵在一定的转速

27、下,各流 量点的瞬时工作能力,泵的工况点,59,60,一般工业上泵浦性能曲线表现方式(离心泵),叶轮切割,61,GPS泵的性能曲线图(型谱图),62,立式多级泵的性能曲线图(型谱图),63,轴流泵的性能曲线图(型谱图),64,在工业应用中，液体的输送是由离心泵和管路系统共同完成的， 泵的实际流量和扬程不仅与离心泵的特性有关，还取决于管路 系统的特性（阻力与流量之间的关系) 在泵站中决定离心泵装置工况点的因素有三个方面 一、水泵本身的性能曲线 二、水泵运行的实际转速 三、输配水管路系统的布置及水池/水塔的水位值和变动等边界条件,65,泵的运行工况点,泵特性曲线上的每一点都是工况，对应一组参数（H

28、，Q，P，NPSH，） 通常都希望泵在对应最高效率点的工况下工作，但是不一定能做的到。 这是因为泵运行时在特性曲线上哪一点工作，是由泵特性曲线和装置特 性曲线共同决定。,把泵特性曲线和装置特性曲线画在同一张图上，特性曲线和装置特 性曲线的交点就是泵的运行工况点(M点),此点也是泵的稳定运行点,66,1.泵偏离M点在A点工作，这时 多余的能量促使管内流速增加， 泵的流量增加，工况点从A点移动到M点 2.泵在B点工作，这时 管内流速减少，泵的流量减少，从B点移动 到M点，最后都回到M点稳定下来 故泵的稳定工况点一定是泵特性曲线和装置特性曲线的交点,:泵的装置扬程,M点的稳定建立在流量稳定的情况下,

29、流量稳定,装置特性曲线基本上变化相当小,扬程(管道压力)也是稳定的,67,离心泵工况点的调节,离心泵装置的工况点，是建立在水泵和管道系统能量供求关系平衡上 的，只要两者之一的情况发生改变，工况点发生转移 这样的情况常见於有前置水塔的城市供水系统中。 1.晚上用水量减少，水塔的水箱中水位不断升高，对水泵装置而言，静 扬程不断增高，水泵的工况点将沿QH曲线向流量减小侧移动(向左移 动，由B点移至C点)，供水量(流量)越小。 2.白天用水量增大，管网内静压下降，水箱中水位 下降，水泵装置的工况点就将自动向流量增大侧 移动(向右移动)。 3.因此只要城市管网中用水量是变化的，管网压 力就会变化，致使水

30、泵装置的工况点也作相应 的变动,68,性能曲线类型,泵的流量扬程特性曲线一般有三种类型： 平坦型、陡降型、驼峰型,驼峰型性能曲线,陡降型性能曲线,平坦型性能曲线,69,水泵性能曲线一般较为理想的是平坦型 低比转速离心泵较容易出现驼峰特型曲线 这种泵特性曲线有可能和装置(即管网)特性曲线相交于 两点K和N,其中N点为稳定工况，而K点为不稳定工况。 1.当泵在K点工作时，会因某种扰动因素而离开K点。 工况点沿泵特性曲线继续向大流量方向移动直至N点为止。 2.当工况点向小流量方向偏离时，则工况点向小流量方向移动直至流量等 于零为止,若管路无底阀或逆止阀，液体将倒流,关於驼峰曲线水泵容易出现运行工况不

31、稳定的说明,70,1.泵的流量qv大于用户用水量q，则水池中水面升 高。在水面升高的同时，装置特性曲线也向上移 动,最後装置特性曲线和水泵特性曲线相脱离，止 回阀自动关闭，水泵流量立即自qv急变到零,这时 水池中的水面就开始下降 2.直到水池中水面降Z2时，泵才重新开始送水。此 时装置特性曲线为，流量为qVB，以后水池中 水面上升，又重复上述过程， 因此会出现周而复 始的压力波动,若与大楼的共振频率相同,会造成 严重的共振现象,不稳定工况运行实例,71,离心泵运行工况是否合理的校核,离心泵在此工作点工作是否正常，主要从以下几点进行校核： 1、流量和扬程是否满足使用要求 2、水泵是否在高效区工作

32、 3、水泵不超载或空载 4、水泵不发生汽蚀,72,水泵的工况点调节方法原理,水泵运行工作点，主要是由水泵的性能曲线和管路系统特性曲线的交点 确定的。因此，当水泵的工作点不符合流量要求时或电机出现过载运行时， 可以改变水泵的性能曲线或管路系统特性曲线的方法移动工作点，达到 符合经济运行的目的，此法称为水泵的工况点调节 一、改变泵特性曲线的调节 a.转速调节(变频调节) b.切割叶轮外径调节 c.泵的并联或串联调节 d.改变半开式叶轮叶片端部间隙调节 e.改变前置导叶叶片角度调节 二、改变装置特性曲线的调节 a.泵出口闸阀调节 b.旁通调节,73,为何会出现电机过载之现象,常见的为水泵选型错误(例

33、如只需要30米扬程,选择了50米扬程的水泵) 造成之後果: 原因:水泵与输水管路不匹配,工作点在大流量区, 轴功率增大,电流增加,造成电机容易出现过载情况,常见之解决办法 1.将出口阀门关小 2.切割叶轮外径,用意 1.关小阀门,工况点往小流量区偏移,依据离心泵特性曲线,流量变小,消耗功 率下降,电流随之下降,电机远离过载点 2.切割叶轮外径,扬程下降较大;流量下降较小,工况偏向小流量点,消耗功率 下降,74,一、改变泵特性曲线的调节,a.转速调节(变频调节) 变频调节主要透过改变电机频率的方式来改变转速,当离心式水泵转速改变时，其特性曲线即随之变化。改变水泵转速，即能改变水泵的特性，达到调节

34、水泵的扬程、流量、轴功率的目的。在一定的变频调速范围内(35-50Hz)水泵能达到合理的运行状态。 参数遵守相似原理： 式中Q1，Q2工况1，工况2的水泵流量，m3/s； n1，n2工况1，工况2的水泵转速，r/min； H1，H2工况1，工况2的水泵扬程，m； N1，N2工况1，工况2的水泵轴功率，kW。,75,变频调节运用示意图(VAS系统),一般运用在需要稳定供水的地方,如高层建筑,城镇居民小区,各种类型的工业用水上面,主要原理为利用VAS系统对客户提供的压力设定值做出设定,达到稳压控制,其实际运行状况为 1.当完全没用水时,管道的压力达到客户设定的最大压力,水泵停机,Q为0 2.当用水

35、量逐渐增大时,管道内水逐渐减少,水由压力罐补充,当压力罐内压力 减小到客户设定之最小压力值时,此时水泵启动 3.若一台水泵达到工况後,管道内之压力仍为到达设定压力,则启动第二台泵, 直到达到所需的管道压力的频率为止 4.若管道压力减少,则水泵以先开先停原则运转,76,b.切割叶轮外径调节(改变泵特性曲线的调节),当泵选用过大, 现场采用关小阀门来调节流量, 造成泵的工作流量远低于额定流量, 工作压力远高于额定压力的情况, 可以采用切割叶轮外径的方式调节。将离心泵叶轮外径减小, 可使在同一转速下泵的特性曲线改变, 从而改变泵的工作点,外径改变时流量;扬程及轴功率的近似关系为 （Q1/Q2）（D1

36、/D2) （H1/H2）（D1/D2) （P1/P2）（D1/D2) 式中Q1、H1、P1-叶轮直径为D1时的流量、扬程、轴功率 Q2、H2、P2-叶轮直径为D2时的流量、扬程、轴功率,77,叶轮允许的最大切割量,78,1.水泵并联运行(两泵相同流量扬程) H(并联後扬程)=H1=H2 Q(并联後流量)略小於 Q1+Q2 2.水泵串联运行 H(串联後扬程) = H1+H2 Q(串联後流量)略大於Q1或Q2,c. 泵的并联或串联调节,79,二、改变装置特性曲线的调节,a.泵出口闸阀调节,闸阀调节的主要目的就是节流，即改变闸阀的开启度，增减阻力，使管路特性曲线发生变化，从而达到调节工况点的目的(工

37、况点由M点转移至M),由于随着流量的减小，水泵的轴功率也随之减小，因此对电动机无过载危害。闸阀调节一般适用于轴功率特性曲线为上升型的离心泵装置，如图所示，,特点： 操作简便、经济性较差、阻力损失大，流量小工作时液体易发热,不宜采用调节吸入阀，因为会导致吸入压力降低，泵容易产生汽蚀,80,学习汽蚀有何用处呢?,1.了解水泵的汽蚀现象,避免误认为液体腐蚀泵体及叶轮 2.计算水泵的安装高度,了解水泵安装高度是由多种因 素所主导,并非单纯的只是泵的吸上能力 3.提昇自我业务能力,能对不了解汽蚀而对我司水泵性能 产生疑虑的客户做出专业上的解释,81,水泵的汽蚀现象,简单地说。汽蚀是由汽泡的产生和破灭引起

38、的。在一定温度条件下，水开始沸腾时的水面压力称为汽化压力。 压力愈低,水愈容易沸腾。当水流压力小於汽化压力时，水流内就产生由蒸气和其它气体组成的气泡，当气泡随水流进入叶轮流道高压区时，因为气泡内是汽化压力，而气泡外面水流的压力却比较大，气泡在周围高压的作用下突然被水压压破，在气泡破裂的瞬间，水流因惯性以高速冲向气泡中心，在气泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象。试验证明，此种水锤所产生的冲击频率每分钟可达23万次之多，并且集中作用在极微小的面积上，压力可达到几百个甚至几千个大气压。,如此巨大的压力频繁连续的打击在叶轮或叶片的金属表面。这种破坏使水泵的叶轮或叶片表面呈现蜂窝状,这种现象便称为 汽蚀现

39、象,82,为何汽蚀现象常常发生在叶轮进口处稍後处,水在管路中流动时，由于管道截面积的变化，水流的速度和压力也随 之变化 等流量的水通过管路时 截面积大，则流速小、压力大； 截面积小，则流速大、压力小。 泵的吸入口并不是泵内压力最低的地方，液体自吸入口流到叶轮的过 程中，在能量未增加之前，它的压力还有继续降低。这是因为： 1.从泵吸入口到叶轮进口流道的过流面积一般是收缩的，所以在流量 一定的情况下，液流的流速要升高，因而压力相应地降低 2.流速变化均会带来水力损失，消耗部分压能，使液体压力降低,3.当液流进入叶轮流道，在绕流叶片头部时，液流 急骤转弯，流速加大，这在叶片背面点处更为显 著，造成液

40、体在点的压力急骤降低。以后由于叶 片对液体作功，使它获得能量，压力逐渐升高， 在离开叶轮液压力达到Pv,83,汽蚀产生的气泡和爆破过程,84,水泵汽蚀实例,离心泵叶轮进口背面汽蚀 造成叶轮损坏,85,水泵汽蚀实例,离心泵叶轮叶片汽蚀,86,汽蚀产生的危害,1.泵的运行工况恶化 泵在运转过程中，如发生汽蚀，因液体中含有气泡，故扬程会略有下降。但由于气泡数量不多，汽蚀区域较小，此时还不易觉察出汽蚀对泵正常运行的影响。如汽蚀程度继续增加，气泡大量产生，即可发现泵的进出口的压力表计开始波动，泵的响声时重时轻，电机的电流时大时小。这时，如不采取措施汽蚀进一步加剧，泵的扬程、功率及效率曲线迅速下降，流量减

41、少直至断水.如下图所示：,87,2.发生水锤与振动 当泵发生汽蚀时，由于气泡 在液体压力高的地方迅速缩小和消 失，水泵内部发生水锤现象，泵内发出敲击声，水锤的压力是 非常高的，伴随着水锤的敲击声，泵同时发生振动。 3.缩短使用寿命 泵零件受到汽蚀，金属表面迅速脆化，出现微小裂隙纹，呈现 蜂窝麻点状损坏，使叶轮等迅速破裂，缩短了泵的使用寿命。,汽蚀产生的危害,88,泵汽蚀基本关系式 NPSH ( net positive suction head ),泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此，研究汽蚀发生的条件，应从泵本身和吸入装置双方来考虑 泵汽蚀的基本判别式为,：,装置汽蚀余量

42、,泵必须汽蚀余量,89,汽蚀名词解释:,NPSHr:泵必须汽蚀余量,是规定泵要达到的汽蚀余量参数,其物理意义 为泵进口部份压力下降的程度(液体具有的能量超过汽化压力的 剩余值) 1.NPSHr越小，表示泵的抗汽蚀性能越好 2.NPSHr由泵本身特性所决定，与装置参数、使用条件无关 3.在水泵样本上，NPSHrQ曲线随着流量的增大而上升，即流量越大 泵的抗汽蚀性能越差，泵越容易汽蚀,NPSHr,工厂试验得到的数字,90,汽蚀名词解释:,NPSHa一装置汽蚀余量,又叫有效的汽蚀余量,是由吸入装置提供的。 NPSHa越大，泵越不容易发生汽蚀。 表示式为,:吸入液面的绝对压力水头(大气压力,也可以用P

43、b表示,密闭系统Pb中为系统压力) :吸入液面至水泵叶轮入口的中心高度(水泵安装高度) :吸入装置的损失水头(吸入管路的扬程损失,也可以用Hf表示) :抽水液体温度下的汽化压力(查表-可得,也可以用Hv表示),91,92,水泵吸上高度(可容许的安装高度),水泵安装高度就是泵的吸上能力(能吸多高的水),影响水泵安装高度的原因有 1.泵的必须汽蚀余量NPSHr 2.介质的温度-不同的温度,汽化压力(Hv)是不一样的 3.进水管路损失-不同的管路内的扬程损失是不一样的 4.泵运行工况-泵流量影响NPSHr(流量越高,NPSHr越高)也影响入口 管路损失 5.使用地点-使用地点的海拔高度不同,所处得大

44、气压力也不同,93,水泵安装高度计算方法,水泵安装高度表示式: 安装高度(Hg) =大气压力(Pb)-入口管路损失(Hf)-泵的汽蚀余量(NPSHr)-水的汽化压力(Hv)-安全余量(Hs),Pb Hg Hf Hv = NPSHr + HS Pb Hg Hf Hv NPSHr,NPSHa(装置汽蚀余量),若安装高度不正确,使得NPSHa = NPSHr 甚至 NPSHa NPSHr 水泵就会产生汽蚀现象,(最小取0.5m),94,水泵安装高度计算实例,水泵必须低於液面2米的高度,若高度不足,入口压力不足,就容易产生汽蚀,95,防止發生汽蝕可以采取的措施,1.减少幾何吸上高度hg(或增加幾何到灌

45、入高度) 2.減少吸入損失hf ，為此可設法加大管徑，儘量減少管路長度， 彎頭和附件等 3.泵输送水溫不宜過高(水温越高,Hv越高) 4.發生汽蝕時，應把流量調小，或降速運行 5.改善吸水池的管路配置方式 6.對於在产生容易汽蚀條件下運行的泵，為避免汽蝕破壞，可使 用耐汽蝕材料,根据 Pb Hg Hf Hv NPSHr 不产生汽蚀的判断式 可以采用以下作法减少泵产生汽蚀的机会及减轻汽蚀的危害,96,防止發生汽蝕可以采取的措施,97,选型的重要性,1.了解选型应该注意的各项重点,正确的选出符 合客户需求的产品 2.避免因为选型错误损害公司的商誉 3.避免因选型错误造成後续的水泵损坏情形,98,泵