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水泵選型
瀏覽次數(shù):1941次發(fā)表時(shí)間:2013/3/8 21:36:28
單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚(yáng)程。泵的揚(yáng)程包括吸程在內(nèi),近似為泵出口和入口壓力差。揚(yáng)程用H表示,單位為米(m)。泵的壓力用P表示,單位為Mpa(兆帕),H=P/ρ.如P為1kg/cm2,則H=(lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m.
什么叫流量?用什么字母表示?用幾種計(jì)量單位?如何換算?如何換算成重量及公式?
G=Qρ G為重量 ρ為液體比重
例:某臺(tái)泵流量50 m3/h,求抽水時(shí)每小時(shí)重量?水的比重ρ為1000公斤/立方米。
解:G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h
確定了水泵站的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程后,就可以利用有關(guān)技術(shù)圖表,進(jìn)行確定水泵型號(hào)和規(guī)格,其方法如下:
1. 使用水泵性能規(guī)格表選泵型 水泵廠在產(chǎn)品目錄中都提供了這種表格,表中每一個(gè)型號(hào)的性能都有三行數(shù)據(jù),究竟以哪一行為準(zhǔn)呢?一般設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)與性能表列出的中間一行的數(shù)值相一致,或是相接近,而又必須落在上、下兩行的范圍內(nèi),因?yàn)檫@個(gè)范圍是水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的高效率區(qū)域,這個(gè)型號(hào)的水泵就認(rèn)為是符合實(shí)際需要的,水泵算是選定了。
2. 使用水泵選型表選泵型 根據(jù)確定的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量,在選型表中,橫表頭查找出與設(shè)計(jì)揚(yáng)程相符合或相接近的揚(yáng)程數(shù)值;再在縱表頭找出與設(shè)計(jì)流量相一致或相接近的流量數(shù)值,縱橫相交于小方塊,它標(biāo)出了水泵的型號(hào),初步選出泵型。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種泵型都滿足設(shè)計(jì)要求,此時(shí),可把這兩種泵型作方案比較,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,然后選定其中一個(gè)合適的泵型。這種選擇水泵的方法比較簡(jiǎn)便而又快捷。
3. 使用水泵性能綜合型譜圖選泵型 將離心泵、軸流泵、混流泵的工作區(qū)域全部綜合畫在同一張圖上,這就構(gòu)成了農(nóng)用水泵系列綜合型譜圖,該圖繪制比較復(fù)雜,但使用比較方便。
根據(jù)確定的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程,在型譜圖上,首先在縱坐標(biāo)上以設(shè)計(jì)揚(yáng)程查找出符合揚(yáng)程要求,而流量不等的幾種水泵,然后再在橫坐標(biāo)上以設(shè)計(jì)流量來確定選用哪一種水泵。如果設(shè)計(jì)流量較大時(shí),單泵未能符合要求,可考慮多機(jī)作業(yè),但應(yīng)注意盡量采用相同型號(hào)的水泵,以利于施工安裝、管理維修。
1\根據(jù)裝置的布置、地形條件、水位條件、運(yùn)轉(zhuǎn)條件、經(jīng)濟(jì)方案比較等多方面因素.
2、 考慮選擇臥式、立式和其它型式(管道式、直角式、變角式、轉(zhuǎn)角式、平行式、垂直式、直立式、潛水式、便拆式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式、充油式、充水溫式)。臥式泵拆卸裝配方便,3、 易管理、但體積大,4、 價(jià)格較貴,5、 需很大占地面積;立式泵,6、 很多情況下葉輪淹沒在水中,7、 任何時(shí)候可以啟動(dòng),8、 便于自動(dòng)盍或遠(yuǎn)程控制,9、 并且緊湊,10、 安裝面積小,11、 價(jià)格較便宜。
3 、根據(jù)液體介質(zhì)性質(zhì),確定清水泵,熱水泵還油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)泵,或者采用不堵塞泵。
安裝在爆炸區(qū)域的泵,應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級(jí),采用防爆電動(dòng)機(jī)。
4、 振動(dòng)量分為:氣動(dòng)、電動(dòng)(電動(dòng)分為220v電壓和380v電壓)。
5、根據(jù)流量大小,選單吸泵還是雙吸泵:根據(jù)揚(yáng)程高低,選單吸泵還是多吸泵,高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵(空調(diào)泵)、多級(jí)泵效率比單級(jí)泵低,當(dāng)選單級(jí)泵和多級(jí)泵同樣都能用時(shí),宜選用單級(jí)泵。
6、確定泵的具體型號(hào),采用什么系列的泵選用后,就可按大流量,放大5%——10%余量后的揚(yáng)程這兩個(gè)性能主要參數(shù),在型譜圖或系列特性曲線上確定具體型號(hào)。
利用泵特性曲線,在橫坐標(biāo)上找到所需流量值,在縱坐標(biāo)上找到所需揚(yáng)程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點(diǎn)正好落在特性曲線上,則該泵就是要選的泵,但是這種理想情況一般不會(huì)很少,通常會(huì)碰上下列幾種情況:
A、第一種:交點(diǎn)在特性曲線上方,這說明流量滿足要求,但揚(yáng)程不夠,此時(shí),若揚(yáng)程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚(yáng)程相差很多,則選揚(yáng)程較大的泵?;蛟O(shè)法減小管路阻力損失。
B、第二種:交點(diǎn)在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內(nèi) ,就初步定下此型號(hào),然后根據(jù)揚(yáng)程相差多少,來決定是否切割葉輪直徑,若揚(yáng)程相差很小,就不切割,若揚(yáng)程相差很大,就按所需Q、H、,根據(jù)其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點(diǎn)不落在扇狀梯形范圍內(nèi),應(yīng)選揚(yáng)程較小的泵。
選泵時(shí),有時(shí)須考慮生產(chǎn)工藝要求,選用不同形狀Q-H特性曲線。
A、 如:要將液位輸送到必須維持一定液面高度的容器中去,
B、 此時(shí)變稀
C、 望量有較大的變化,而
D、 揚(yáng)程變化很小,
E、 為次應(yīng)選用平坦H-O曲線的泵。
F、 有如:把石油送到管式加熱爐中去,
G、 若工作中流量變化小,
H、 則爐管中易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。要避免這種情況,
I、希望但流量略有減小時(shí),
J、 管中油的壓力有較大增加,
K、 使剛要形成的焦疤被較高液流壓力沖刷掉,
L、 這時(shí),
M、 宜選用Q-H曲線較為徒降的油泵。
7、泵型號(hào)確定后,對(duì)水泵或輸送介質(zhì)的物理化學(xué)介質(zhì)近似水的泵,需再到有關(guān)產(chǎn)品目錄或樣本上,根據(jù)該型號(hào)性能表或性能曲線進(jìn)行校改,看正常工作點(diǎn)是否落在該泵優(yōu)先工作區(qū)?有效NPSH是否大于(NPSH)。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度?
8、 對(duì)于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵,一定要把以水實(shí)驗(yàn)泵特性曲線換算成該粘度的性能曲線,特別要對(duì)吸如性能進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算或較核。
9、 確定泵的臺(tái)數(shù)和備用率:
對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,一般只用一臺(tái),因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng),(指揚(yáng)程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節(jié)能角度講寧可選一臺(tái)大泵,而不用兩臺(tái)小泵,但遇有下列情況時(shí),可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)合作:
流量很大,一臺(tái)泵達(dá)不到此流量。
對(duì)于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺(tái)較小的泵工作,兩臺(tái)備用(共三抬)
對(duì)某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作,不用備用泵,在一臺(tái)泵檢修時(shí),另一抬泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送。
對(duì)需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,應(yīng)備用三臺(tái)泵,運(yùn)轉(zhuǎn),一臺(tái)備用,一臺(tái) 維修。
所謂水泵的選取計(jì)算其實(shí)就是估算(很多計(jì)算公式本身就是估算的),估算分的細(xì)致些考慮的內(nèi)容全面些就是精確的計(jì)算。
特別補(bǔ)充一句:當(dāng)設(shè)計(jì)流量在設(shè)備的額定流量附近時(shí),上面所提到的阻力可以套用,更多的是往往都大過設(shè)備的額定流量很多。同樣,水管的水流速建議計(jì)算后,查表取阻力值。
關(guān)于水泵揚(yáng)程過大問題。設(shè)計(jì)選取的水泵揚(yáng)程過大,將使得富裕的揚(yáng)程換取流量的增加,流量增加才使得水泵噪音加大。特別的,流量增加還使得水泵電機(jī)負(fù)荷加大,電流加大,發(fā)熱加大,“換過無數(shù)次軸承”還是小事,有很大可能還要燒電機(jī)的。
另外“水泵出口壓力只有0.22兆帕”能說明什么呢?水泵進(jìn)出口壓差才是問題的關(guān)鍵。例如將開式系統(tǒng)的水泵放在100米高的頂上,出口壓力如果是0.22MPa,就這個(gè)系統(tǒng)將水泵放在地上向100米高的頂上送,出口壓力就是0.32MPa了!
一、離心泵的類型
按被輸送液體的性質(zhì)可分為:
(1) 水泵(B型、D型、sh型)用于輸送清水及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。
(2) 耐腐蝕泵(F型)用于輸送酸、堿等腐蝕性液體。
(3) 油泵(Y型)用于輸送石油產(chǎn)品。
二、離心泵的選用
(1) 根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)及操作條件確定類型;
(2) 根據(jù)流量(一般由生產(chǎn)任務(wù)定)及計(jì)算管路中所需壓頭,確定泵的型號(hào)(從樣本或產(chǎn)品目錄中選取);
(3) 若被輸送液體的粘度和密度與水相差較大時(shí), 應(yīng)核算泵的特性參數(shù):流量、壓頭和軸功率。
選擇離心泵時(shí),可能有幾種型號(hào)的泵同時(shí)滿足在佳范圍內(nèi)操作這一要求,此時(shí),可分別確定各泵的工作點(diǎn),比較工作點(diǎn)上的效率,擇優(yōu)選取。
離心泵的特點(diǎn)是,送液能力大,流量均勻,但產(chǎn)生的壓頭不高,且壓頭隨著流量的改變而變化。
建筑物內(nèi)使用的排水泵有潛水排污泵、液下排水泵、立式污水泵和臥式污水泵等。由于建筑物內(nèi)一般場(chǎng)地較小,排水量不大,排水泵可優(yōu)先采用潛水排污泵和液下排水泵,其中液下排污泵一般在重要場(chǎng)所使用;立式污水泵和臥式污水泵要求設(shè)置隔震基礎(chǔ)、自灌式吸水、并占用一定的場(chǎng)地,故在建筑中較少使用。
排水泵的流量應(yīng)按生活排水設(shè)計(jì)秒流量選定;當(dāng)有排水量調(diào)節(jié)時(shí),可按生活排水大小時(shí)流量選定。消防電梯集水池內(nèi)排水泵流量不小于10L/s。
排水泵的揚(yáng)程按提升高度、管道損失計(jì)算確定后,再附加一定的自由水頭。自由水頭宜采用0.02~0.03MPa。排水泵吸水管和出水管流速不應(yīng)小于0.7m/s,并不宜大于2.0m/s。
公共建筑內(nèi)應(yīng)以每個(gè)生活排水集水池為單元設(shè)置一臺(tái)備用泵,平時(shí)宜交互運(yùn)行。地下室、設(shè)備機(jī)房、車庫(kù)沖洗地面的排水,如有兩臺(tái)及兩臺(tái)以上排水泵時(shí)可不設(shè)備用泵。當(dāng)集水池?zé)o法設(shè)事故排水管時(shí),水泵應(yīng)有不間斷的動(dòng)力供應(yīng);當(dāng)能關(guān)閉排水進(jìn)水管時(shí),可不設(shè)不間斷動(dòng)力供應(yīng),但應(yīng)設(shè)置報(bào)警裝置。
當(dāng)提升帶有較大雜質(zhì)的污、廢水時(shí),不同集水池內(nèi)的潛水排污泵出水管不應(yīng)合并排出;當(dāng)提升一般廢水時(shí),可按實(shí)際情況考慮不同集水池的潛水排污泵出水管合并排出。
兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的水泵共用一條出水管時(shí),應(yīng)在每臺(tái)水泵出水管上裝設(shè)閥門和止回閥。單臺(tái)水泵排水有可能產(chǎn)生倒灌時(shí),應(yīng)設(shè)止回閥。不允許壓力排水關(guān)與建筑內(nèi)重力排水管合并排出。
當(dāng)潛水排污泵提升含有大塊雜物時(shí),潛水排污泵宜帶有粉碎裝置;當(dāng)提升含較多纖維物污水時(shí),宜采用大通道潛水排污泵。
當(dāng)潛水排污泵電機(jī)功率大于等于7.5kW或出水口管徑大于等于DN100時(shí),可采用水泵固定自耦裝置;當(dāng)潛水排污電泵電機(jī)功率小于7.5kW或出水口管徑小于DN100時(shí),可設(shè)軟管移動(dòng)式安裝。污水集水池采用潛水排污泵排水時(shí),應(yīng)設(shè)水泵固定自耦裝置,方便水泵檢修。
排水泵應(yīng)能自動(dòng)啟停和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟停。多臺(tái)水泵可并聯(lián)交替運(yùn)行,也可分段投入運(yùn)行。
選擇生活給水泵的一般要求
水泵選擇應(yīng)遵循下列一般規(guī)定:
1.應(yīng)選用低噪聲、節(jié)能型水泵,嚴(yán)禁采用淘汰產(chǎn)品。
2.根據(jù)實(shí)際流量、揚(yáng)程選泵。考慮因磨損等原因造成水泵出力下降,可按計(jì)算所的揚(yáng)程值乘以1.05~1.1后選泵。水泵應(yīng)在高效區(qū)運(yùn)行。一般不宜選用Q-H曲線有上升段的泵,若并聯(lián)運(yùn)行,則不得不采用。
3.水箱、水塔的提升泵應(yīng)盡量減少泵的臺(tái)數(shù),以一用一備為宜;當(dāng)一臺(tái)運(yùn)行能滿足要求時(shí),則不宜采用多臺(tái)泵并聯(lián)方式;若必須采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行或大小泵搭配方式時(shí),其型號(hào)、臺(tái)數(shù)不宜過多,型號(hào)一般不宜超過兩種,泵的揚(yáng)程范圍應(yīng)相近;并聯(lián)運(yùn)行時(shí)每臺(tái)泵宜仍在高效區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行。
4.如采用變頻調(diào)速給水泵,應(yīng)符合下列條件:
1)電源可靠,應(yīng)為雙電源或雙回路供電方式。
2)設(shè)計(jì)的不利工況點(diǎn)應(yīng)在水泵特性曲線高效區(qū)段的右端點(diǎn),水泵調(diào)速工作范圍能盡量在水泵高效區(qū)段內(nèi)。
3)水泵調(diào)速范圍宜在0.75~1.0范圍內(nèi)。
4)用水不均勻,流量變化大時(shí)宜采用多臺(tái)水泵組合供水(一般不超過3~4臺(tái),可按1臺(tái)調(diào)速其余為恒速的方式運(yùn)行),宜配小流量水泵和小型氣壓罐。
5)設(shè)備應(yīng)具有水位控制功能。超高水位時(shí)報(bào)警,降至設(shè)計(jì)的下限水位時(shí),自動(dòng)停機(jī);恢復(fù)到啟泵水位時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)。
5.應(yīng)設(shè)備用泵,備用泵的供水能力不應(yīng)小于大的一臺(tái)運(yùn)行水泵的供水能力,水泵宜自動(dòng)切換,交替運(yùn)行。
6.水泵所配電機(jī)的壓力宜相同。
所謂合理選泵,就是要綜合考慮泵機(jī)組和泵站的投資和運(yùn)行費(fèi)用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),使之符合經(jīng)濟(jì)、安全、適用的原則。具體來說,有以下幾個(gè)方面:
1、必須滿足使用流量和揚(yáng)程的要求,即要求泵的運(yùn)行工次點(diǎn)(裝置特性曲線 與泵的性能曲線的交點(diǎn))經(jīng)常保持在高效區(qū)間運(yùn)行,這樣既省動(dòng)力又不易損壞機(jī)件。
2、所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價(jià)便宜,又要具有良好的特性和較高的效率。
3、具有良好的抗汽蝕性能,這樣既能減小泵房的開挖深度,又不使水泵發(fā)生汽蝕,運(yùn)行平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)。
4、按所選水泵建泵站,工程投資少,運(yùn)行費(fèi)用低。
第二節(jié) 選型步驟
一、列出基本數(shù)據(jù):
1、介質(zhì)的特性:介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。
2、介質(zhì)中所含因體的顆粒直徑、含量多少。
3、介質(zhì)溫度:(℃)
4、所需要的流量
一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時(shí)對(duì)流量的影響。農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水,還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。
5、壓力:吸水池壓力,排水池壓力,管道系統(tǒng)中的壓力降(揚(yáng)程損失)。
6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長(zhǎng)度、管道附件種類及數(shù)目,吸水池至壓水池的幾何標(biāo)高等)。
如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。
在設(shè)計(jì)布置管道時(shí),應(yīng)注意如下事項(xiàng):
A、合理選擇管道直徑,管道直徑大,在相同流量下、液流速度小,阻力損失小,但價(jià)格高,管道直徑小,會(huì)導(dǎo)致阻力損失急劇增大,使所選泵的揚(yáng)程增加,配帶功率增加,成本和運(yùn)行費(fèi)用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度綜合考慮。
B、排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的大壓力。
C、管道布置應(yīng)盡可能布置成直管,盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長(zhǎng)度,必須轉(zhuǎn)彎的時(shí)候,彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃。
D、泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調(diào)節(jié)泵的工況點(diǎn),逆止閥在液體倒流時(shí)可防止泵反轉(zhuǎn),并使泵避免水錘的打擊。(當(dāng)液體倒流時(shí),會(huì)產(chǎn)生巨大的反向壓力,使泵損壞)
二、確定流量揚(yáng)程
1、流量的確定
a、如果生產(chǎn)工藝中已給出小、正常、大流量,應(yīng)按大流量考慮。
b、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,應(yīng)考慮留有一定的余量。
對(duì)于ns>100的大流量低其不意揚(yáng)程泵,流量余量取5%,對(duì)ns<50的小流量高揚(yáng)和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,對(duì)質(zhì)量低劣和運(yùn)行條件惡劣的泵,流量余量應(yīng)取10%。
c、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量,應(yīng)換算成體積流量。
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