水泵选型的原则与步骤.doc

1、水泵选型的原则与步骤第一节 选用原则泵是一种面大量广的通用型机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。据 79 年统计，我国泵产量达 125.6 万台。泵的电能消耗占全国电能消耗的 21%以上。因此大力降低泵有能源消耗，对节约能源具用十分重大的意义。 近年来，我们泵行业设计研制了许多高效节能产品，如 IHF、CQB、FSB、UHB 等型号的泵类产品，对降低泵的能源消耗起了积极作用。但是目前在国民经济各个领域中，由于选型 不合理，许多的泵处于不合理运行状况，运行效率低，浪费了大量能源。还有的泵由于选型不合理，根本不能使用，

2、或者使用维修成本增加，经济效益低。由此可见，合理选泵对节约能源同样具有重要意义。所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面：1. 必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点（装置特性曲线 与泵的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。 2. 所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。 3. 具有良好的抗汽蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生汽蚀，运行平稳、寿命长。 4. 按所选水泵建泵站，工程投资少，运行费用低。第二节

3、选型步骤一、列出基本数据：1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。3、介质温度：（）4、所需要的流量一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。5、压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。如果需要的话还应作出装置特性曲线。在设计布置管道时，应注意如下事项：A、合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，

4、会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。B、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。C、管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的 35 倍，角度尽可能大于90。D、泵的排出侧必须装设阀门（球阀或截止阀等）和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止泵反转，并使泵避免水锤的打击。（当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏）二、确定流量扬程流量的确定 a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。 b、如果生产工艺

5、中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。对于 ns100 的大流量低其不意扬程泵，流量余量取 5%，对 ns50 的小流量高扬和泵，流量余量取 10%，50ns100 的泵，流量余量也取5%，对质量低劣和运行条件恶劣的泵，流量余量应取 10%。 c、如果基本数据只给重量流量，应换算成体积流量。按照水泵的出口压力为 0.60Mpa 计算：如果电机的频率为 45 赫兹，则扬程为：60（45/50） 2 =74.07m对应的水流量为：300（45/50）=333.3m 3/h，单台水泵的流量 Q=333.3/2=166.65 m3/h如果电机的频率为 44 赫兹，则扬程为：60（44/50） 2 =

6、77.48m对应的水流量为：300（44/50）=340.91 m3/h，单台水泵的流量 Q=340.91/2=170.445 m3/h如果电机的频率为 43 赫兹，则扬程为：60（43/50） 2 =81.12m对应的水流量为：300（43/50）=348.84 m3/h，单台水泵的流量 Q=348.84/2=174.42 m3/h假设电机工作在 43 赫兹，水泵的效率为 80%，则水泵的轴功率为：81.12*174.42/（0.8*367.2）= 48.21kw假设电机工作在 44 赫兹，水泵的效率为 80%，则水泵的轴功率为：77.48*170.445/（0.8*367.2）= 44.9

7、6kw假设电机工作在 45 赫兹，水泵的效率为 80%，则水泵的轴功率为：74.07*166.65/（0.8*367.2）=42.02kw根 据 装 置 的 布 置 、 地 形 条 件 、 水 位 条 件 、 运 转 条 件 、 经 济 方 案 比 较 等 多 方 面因 素 2、 考 虑 选 择 卧 式 、 立 式 和 其 它 型 式 （ 管 道 式 、 直 角 式 、 变 角 式 、 转 角 式 、平 行 式 、 垂 直 式 、 直 立 式 、 潜 水 式 、 便 拆 式 、 液 下 式 、 无 堵 塞 式 、 自 吸 式 、齿 轮 式 、 充 油 式 、 充 水 温 式 ） 。 卧 式 泵

8、 拆 卸 装 配 方 便 ， 3、 易 管 理 、 但 体积 大 ， 4、 价 格 较 贵 ， 5、 需 很 大 占 地 面 积 ； 立 式 泵 ， 6、 很 多 情 况 下叶 轮 淹 没 在 水 中 ， 7、 任 何 时 候 可 以 启 动 ， 8、 便 于 自 动 盍 或 远 程 控 制 ，9、 并 且 紧 凑 ， 10、 安 装 面 积 小 ， 11、 价 格 较 便 宜 。 3 、 根 据 液 体 介 质 性 质 ， 确 定 清 水 泵 ， 热 水 泵 还 油 泵 、 化 工 泵 或 耐 腐 蚀 泵 或杂 质 泵 ， 或 者 采 用 不 堵 塞 泵 。 安 装 在 爆 炸 区 域 的

9、泵 ， 应 根 据 爆 炸 区 域 等 级 ， 采 用 防 爆 电 动 机 。 4、 振 动 量 分 为 ： 气 动 、 电 动 （ 电 动 分 为 220v 电 压 和 380v 电 压 ） 。 5、 根 据 流 量 大 小 ， 选 单 吸 泵 还 是 双 吸 泵 ： 根 据 扬 程 高 低 ， 选 单 吸 泵 还 是 多 吸泵 ， 高 转 速 泵 还 是 低 转 速 泵 （ 空 调 泵 ） 、 多 级 泵 效 率 比 单 级 泵 低 ， 当 选 单 级泵 和 多 级 泵 同 样 都 能 用 时 ， 宜 选 用 单 级 泵 。 6、 确 定 泵 的 具 体 型 号 ， 采 用 什 么 系 列

10、 的 泵 选 用 后 ， 就 可 按 最 大 流 量 ， 放 大 5%10%余 量 后 的 扬 程 这 两 个 性 能 主 要 参 数 ， 在 型 谱 图 或 系 列 特 性 曲 线 上 确 定具 体 型 号 。 利 用 泵 特 性 曲 线 ， 在 横 坐 标 上 找 到 所 需 流 量 值 ， 在 纵 坐 标 上 找 到 所 需 扬 程 值 ，从 两 值 分 别 向 上 和 向 右 引 垂 线 或 水 平 线 ， 两 线 交 点 正 好 落 在 特 性 曲 线 上 ， 则该 泵 就 是 要 选 的 泵 ， 但 是 这 种 理 想 情 况 一 般 不 会 很 少 ， 通 常 会 碰 上 下 列

11、 几 种情 况 ： A、 第 一 种 ： 交 点 在 特 性 曲 线 上 方 ， 这 说 明 流 量 满 足 要 求 ， 但 扬 程 不 够 ， 此 时 ，若 扬 程 相 差 不 多 ， 或 相 差 5%左 右 ， 仍 可 选 用 ， 若 扬 程 相 差 很 多 ， 则 选 扬 程较 大 的 泵 。 或 设 法 减 小 管 路 阻 力 损 失 。B、 第 二 种 ： 交 点 在 特 性 曲 线 下 方 ， 在 泵 特 性 曲 线 扇 状 梯 形 范 围 内 ， 就初 步 定 下 此 型 号 ， 然 后 根 据 扬 程 相 差 多 少 ， 来 决 定 是 否 切 割 叶 轮 直 径 ， 若 扬程

12、 相 差 很 小 ， 就 不 切 割 ， 若 扬 程 相 差 很 大 ， 就 按 所 需 Q、 H、 ， 根 据 其 ns和 切 割 公 式 ， 切 割 叶 轮 直 径 ， 若 交 点 不 落 在 扇 状 梯 形 范 围 内 ， 应 选 扬 程 较 小的 泵 。 选 泵 时 ， 有 时 须 考 虑 生 产 工 艺 要 求 ， 选 用 不 同 形 状 Q-H 特 性 曲 线 。 A、 如 ： 要 将 液 位 输 送 到 必 须 维 持 一 定 液 面 高 度 的 容 器 中 去 ， B、 此 时 变 稀C、 望 量 有 较 大 的 变 化 ， 而 D、 扬 程 变 化 很 小 ， E、 为 次

13、应 选 用 平 坦 H-O 曲 线 的 泵 。 F、 有 如 ： 把 石 油 送 到 管 式 加 热 炉 中 去 ， G、 若 工 作 中 流 量 变 化 小 ， H、 则 炉 管 中 易 产 生 结 焦 现 象 。 要 避 免 这 种 情 况 ， I、 希 望 但 流 量 略 有 减 小 时 ， J、 管 中 油 的 压 力 有 较 大 增 加 ， K、 使 刚 要 形 成 的 焦 疤 被 较 高 液 流 压 力 冲 刷 掉 ， L、 这 时 ， M、 宜 选 用 Q-H 曲 线 较 为 徒 降 的 油 泵 。 7、 泵 型 号 确 定 后 ， 对 水 泵 或 输 送 介 质 的 物 理 化

14、 学 介 质 近 似 水 的 泵 ， 需 再 到 有关 产 品 目 录 或 样 本 上 ， 根 据 该 型 号 性 能 表 或 性 能 曲 线 进 行 校 改 ， 看 正 常 工 作点 是 否 落 在 该 泵 优 先 工 作 区 ？ 有 效 NPSH 是 否 大 于 （ NPSH） 。 也 可 反 过 来以 NPSH 校 改 几 何 安 装 高 度 ？ 8、 对 于 输 送 粘 度 大 于 20mm2/s 的 液 体 泵 ， 一 定 要 把 以 水 实 验 泵 特 性 曲 线换 算 成 该 粘 度 的 性 能 曲 线 ， 特 别 要 对 吸 如 性 能 进 行 认 真 计 算 或 较 核 。

15、9、 确 定 泵 的 台 数 和 备 用 率 ： 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 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 ： 流 量 很 大 ， 一 台 泵 达 不 到 此 流 量 。 对 于 需 要 有 50%的 备 用 率 大 型 泵 ， 可 改 两 台 较 小 的 泵 工 作 ， 两

16、台 备 用 （ 共 三抬 ） 对 某 些 大 型 泵 ， 可 选 用 70%流 量 要 求 的 泵 并 联 操 作 ， 不 用 备 用 泵 ， 在 一 台泵 检 修 时 ， 另 一 抬 泵 仍 然 承 担 生 产 上 70%的 输 送 。 对 需 24 小 时 连 续 不 停 运 转 的 泵 ， 应 备 用 三 台 泵 ， 运 转 ， 一 台 备 用 ， 一 台 维 修 。水泵变频节能技术分析与应用水泵变频节能技术分析与应用 8- S5I5zc17Bm摘要：介绍了水泵变频调速控制系统的节能原理、基本工作原理及系统控制过程，并且针对实际应用中应注意的问题进行了归纳总结。 关键词：变频 水泵 节能

17、 调速技术 F J9_$_L s随着我国工业生产的迅速发展，电力工业虽然有了长足进步，但能源的浪费却是相当惊人的。据有关资料报导，我国风机、水泵、空气压缩机总量约4200 万台，装机容量约 1.1 亿千瓦。但系统实际运行效率仅为 3040%，其损耗电能占总发电量的 38%以上。这是由于许多风机、水泵的拖动电机处于恒速运转状态，而生产中的风、水流量要求处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，往往是“大马拉小车”，造成大量的能源浪费。因此，搞好风机、水泵的节能工作，对国民经济的发展具有重要意义。1 水泵变频调速运行的节能原理6 X(ry L9bZ |图 1 为

18、水泵用阀门控制时，当流量要求从 Q1 减小到 Q2，必须关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大，管路曲线从 R 移到 R，扬程则从 Ha 上升到 Hb，运行工况点从 a 点移到 b 点。 Ib% QMi aI I图 2 为调速控制时，当流量要求从 Q1 减小到 Q2，由于阻力曲线 R 不变，泵的特性取决于转速。如果把速度从 n 降到 n，性能曲线由（Q-H）变为（Q-H）,运行工况点则从 a 点移到 c 点，扬程从 Ha 下降到 Hc。 +c,W Rn IGB T根据离心泵的特性曲线公式： B -I*GhvSNRQH102 p!4qw8#H4.2.2 不同型号水泵一调一定并列运行时，若能达到调速泵在

19、额定转速时高效段右端点扬程与定速泵高效段左端点扬程相等。则可实现最大范围的调速运行。但此时调速泵与定速泵绝对不允许互换后并列运行。4.3 电机效率对调速范围的影响 3Q5G$v+:g在工况相似的情况下，一般有 Nn3，因此随着转速的下降，轴功率会急剧下降，但若电机输出功率过度偏移额定功率或者工作频率过度偏移工频，都会使电机效率下降过快，最终都影响到整个水泵机组的效率。而且自冷电机连续低速运转时，也会因风量不足影响散热，威胁电机安全运行。参考文献：/Gs2+l1符锡理，变频调速泵供水原理及实践，变频器世界，1999，N010。2符锡理，多泵并联变频调速恒压变量供水水泵的配置与控制，给水排水技术与

20、产品信息，2000，N03。3王锡仲，蒋志坚，高景峰变频优化调压节能供水装置的研制J给水排水，1998，24(10)：6467(n/s），因泵的流量和扬程变化不大，可不必修正。根据泵的流量和扬程以及液体的物理化学性质，在某种类型泵的系列图（谱图）上初选一种型号的离心泵。若液体运动粘度大于是 20cSt,则进行修正。其具体方法是：用所需的流量、扬程和液体粘度按图 3-12 求得扬程修正系数 KH、流量修正系数 KQ 以后，分别除以所需的扬程和流量，即得修正以后的扬程和流量。依据作为选泵的数据才能保证输送粘性液体的要求。（5）求泵的工作点 在离心泵的系列图上初选某种型号的离心泵的特性曲线上绘出该泵

21、联接管路的特性曲线求出工作点。看该泵是否在效率较高的范围内运行。若所选的离心泵流量和扬程稍高，可作为泵的裕量，用调节出口阀门开度来调节流量和扬程。若所选用的泵流量和扬程太大，可采用切割定律的办法降低泵的流量和扬程。若所选的泵工作点不在效率允许的范围内，则就另选其它型号的离心泵。（6）确定泵的安装高度 离心泵的型号确定以后，根据当地的大气压或被输送液体的液面压力，液体的温度和液体在该温度下的饱和蒸气压，离心泵样本上给出的允许吸上真空高度或允许汽蚀余量，确定泵的安装高度。Dt9G0Q cdz$e（7）确定泵的备用率 用一台泵能满足生产要求时应尽量采用一台泵操作。采用两台泵或多台泵并联操作一般来说效

22、率较低，从“节能”的角度看是不经济的。但当流量较大，一台泵满足不了生产需要或要求有备用泵时，可采用两台或多台泵并联。大型泵因起动电流太大，对电力系统有影响时，往往也采用两台较小型泵并联，逐个分别起动。?6F$X |备用率是指备用泵的台数和操作泵台数的比值。例如两台操作泵并联一台操作，另一台备用，则备用率为 100%。若三台泵并联，两台操作一台备用，则备用率为 50%。泵的备用率应综合考虑各种因素的影响，包括液体的性质、工艺上的要求、泵本身运转的可靠性、维修的难易程度、泵的价格等等。例如煤油厂加热炉的离心油泵或热电厂的锅炉加水泵，操作时任何时候也不允许停泵的情况下，必须一台泵操作一台泵备用，即备用率 100%。对输送含有固体粒子的液体，因为泵的零件容易损坏，经常停泵检修，所以也必须采用 100%的备用率。对间歇操作的设备或随时可以停泵的情况下，就可以不用备用泵，以减少投资。第二节 选型步骤p |w$ KYoP