《泵站基礎(chǔ)知識講座》word版

1、泵站基礎(chǔ)知識講座（一）作者：摘選 更新時間：2010-01-141：概述一、泵的定義：是把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為液體能量的機器：原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，對液體作功，使其能量增加，從而使需要數(shù)量的液體，由吸水池經(jīng)過泵的過流部分輸送到要求的高處。二、泵的分類：按其作用原理可分為三類1、葉片泵如離心泵、混流泵、軸流泵等2、容積泵如活塞泵、齒輪泵、螺桿泵等3、其他如射流泵、電磁泵等。三、葉片泵的過流部件和結(jié)構(gòu)形式1、葉片泵的過流部件有吸水室、葉輪、壓水室吸水室位于葉輪前面，其作用是把液體引向葉輪，有直錐式、彎管式、螺旋式三種形式。壓水室位于葉輪外圍，其作用是收集從葉輪流出的液體，送入排水管。如導(dǎo)葉體

2、、蝸殼等。葉輪是水泵最重要的工作原件，是過流部件的心臟，葉輪分為離心式、混流式、軸流式三種型式。離心式：液體流出葉輪的方向垂直于軸線混流式、：液體流出葉輪的方向傾斜于軸線。軸流式：液體流出葉輪的方向平行于軸線。四、葉片泵的結(jié)構(gòu)型式；按主軸分：1臥式泵：主軸水平放置2立式泵：主軸垂直放置3斜式泵;主軸傾斜放置按葉輪種類：1離心泵、混流泵、軸流泵按級數(shù)：單級、多級按葉片安裝方式可調(diào)葉片、固定葉片等。2：泵的基本理論一、流量Q質(zhì)量、體積兩種二、揚程H米H=Pd-Ps/g +Vd2-Vs2/2g+（Zd-Zs）三、轉(zhuǎn)速n四、汽蝕余量NPSH五、功率輸入功率P有效功率Pe=PgQH(W)六、效率（）七、

3、特性曲線4、泵的相似理論1）泵的設(shè)計。按模型換算進行相似設(shè)計和進行模型試驗一、幾何相似 ：幾何形狀相似二、運動相似：過流部分相應(yīng)點液體的對應(yīng)速度比值相同三、動力相似：模型和實型過流部分相應(yīng)點液體的對應(yīng)力的比值相同。等四、有只有表面液流的相似準則弗勞德準則、雷諾準則、歐拉準則2）泵的相似定理流量關(guān)系Qm/Q=(nm/n)（Dm/D）3揚程關(guān)系Hm/H=(nm/n)2（Dm/D）2功率關(guān)系Pm/P=(nm/n)3（Dm/D）5(m/)3）比轉(zhuǎn)數(shù)：Ns=3.65nQ/H3/44）關(guān)于比轉(zhuǎn)數(shù)的說明1.同一臺泵在不同工況下有不同的ns值2.幾何相似的泵在相似工況下比轉(zhuǎn)數(shù)相同。3按比轉(zhuǎn)數(shù)對水泵進行分類。離

4、心泵：30-300，混流泵300-500，軸流泵500-15005）相似理論設(shè)計泵同一臺水泵，有Q1/Q2=n1/n2HI/H2= (n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)35、泵的汽蝕理論一、汽蝕的發(fā)生過程。液體在一定的溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產(chǎn)生氣泡，把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。二、泵產(chǎn)生汽蝕時的現(xiàn)象1、噪音和震動：氣泡在高壓區(qū)連續(xù)發(fā)生突然破裂而伴隨強烈的水擊，而產(chǎn)生噪音和震動。2、過流部件的腐蝕3、性能下降試試驗驗檢檢查查內(nèi)容項目部件名稱材料試驗項目材料標準制造過程與最終檢驗和試驗項目試驗標準備注葉片ZG1Cr18Ni9機械性能和化學(xué)成份GB2100-80不銹鋼

5、耐酸鋼鑄件技術(shù)條件主要尺寸、葉片型線、安放角過流表面粗糙度檢查，無損探傷檢查及硬度檢查JB/T5413-94混流泵、軸流泵開式葉片驗收技術(shù)條件A級和GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件提供檢驗原始資料和報告輪轂ZG270-500機械性能和化學(xué)成份GB/T11352-89一般工程用鑄造碳鋼件主要尺寸及過流表面粗糙度檢查，無損探傷檢查JB/T5413-94混流泵、軸流泵開式葉片驗收技術(shù)條件GB/T10969-96水輪機通流部件技術(shù)條件同上葉輪部件葉輪靜平衡試驗，操作機構(gòu)檢查，葉片密封耐壓試驗，與主軸的裝配同心度檢查IEC193No.1-1977和IEC492-1976ISO192.8-73(不

6、低于G6.3級)同上葉輪外殼ZG270-500機械性能和化學(xué)成份GB/11352-89一般工程用鑄造碳鋼主要尺寸及表面粗糙度檢查，葉輪外殼與葉片外緣的間隙檢查、水壓試驗檢查GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上主軸聯(lián)接螺栓45號鍛鋼機械性能和化學(xué)成份GB699-88優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件主要尺寸及表面粗糙度檢查，無損探傷檢查及硬度檢查GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上導(dǎo)軸承HT200+500+聚氨脂橡膠GB11352-89一般工程用鑄造碳鋼主要尺寸及表面粗糙度檢查，內(nèi)孔與平面的跳動檢查GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上主軸密封聚四氟乙烯HT200GB9439-88灰鐵

7、鑄件主要尺寸及表面粗糙度檢查GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)主要部件檢驗、裝配檢驗、壓力試驗、滲漏試驗、電氣裝置試驗GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上主水泵其它零部件各零部件幾何尺寸、形狀與位置公差、表面粗糙度檢查，總的預(yù)裝配檢查GB/T13008混流泵、軸流泵技術(shù)條件同上2、工作性能保證值水泵葉片的安裝角度為+2時，對應(yīng)此角度的設(shè)計揚程、最小揚程和最大揚程等工況下的技術(shù)參數(shù)保證值：在設(shè)計揚程8.31m工況下運行的水泵單機流量8.05m3s，效率為88.6；在最大揚程8.79m工況下運行的水泵流量7.25m3s，效率為81.5：在平均揚程4.45m，工況下運行

8、的水泵流量10.6m3s，效率不低于80.0：水泵在揚程為2.0m？9.0m運行范圍內(nèi)，有較高的效率，且效率曲線變化平緩（參見水泵性能曲線）；水泵在泵站運行揚程和流量范圍內(nèi)滿足1000kW配套電機的要求。水泵汽蝕比轉(zhuǎn)速不小于1100水泵轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)動慣量為8.07103kg/ m23、允許水泵的轉(zhuǎn)動部件在事故停泵的過渡過程中發(fā)生倒轉(zhuǎn)，最大倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為運行中可能出現(xiàn)的最大飛逸轉(zhuǎn)速，即最大飛逸轉(zhuǎn)速為405轉(zhuǎn)/分，并按此計算各轉(zhuǎn)動部件的強度。4、 水泵的高程設(shè)計完全符合標書要求。5、零部件/組裝單件的最大外形尺寸和重量滿足運輸條件及站內(nèi)橋式起重機起重能力的要求。水泵最大件重3.5噸，運輸單件最大重量不大

9、于10噸。6、3臺水泵的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、加工精度等完全相同，易損件具有互換性。7、水泵設(shè)計工況點的葉片安放角偏差不大于10。8、 水泵在滿足投標人的安裝高程條件下運行，葉片保證不會發(fā)生嚴重空蝕?？瘴g損壞的保證期為累計運行4000h。運行小時數(shù)以水泵試運行結(jié)束，正式投入商業(yè)運行算起。在空蝕保證期內(nèi)，葉輪的空蝕失重不超過1.2kg。單個葉片的空蝕金屬失重量不大于全部葉片平均失重量的2倍。葉輪室及導(dǎo)葉體空蝕失重總和不超過1.8kg。空蝕失重量的計算按實際補焊焊條用量計?？瘴g保證的驗證將在水泵空蝕保證期內(nèi)進行，如果水泵運行時間不足或超過基準運行時間，按下式計算相當(dāng)于基準運行時間4000h的實際空蝕失

10、重量。G0G4000/T式中T水泵實際運行小時數(shù)。G0相當(dāng)于基準運行時間4000h的實際空蝕重量。G實際空蝕重量。9、 水泵在揚程為2.0m？9.0m運行范圍內(nèi)均能保證穩(wěn)定高效運行。在非正常工況下水泵揚程低于2m（揚程為0m）時，水泵能穩(wěn)定運行，沒有空蝕、渦帶、振動及其它危害泵組安全運行的有害水力現(xiàn)象存在。10、 水泵的水導(dǎo)軸承軸瓦使用壽命大于累計運行10000h。11、 在最大飛逸工況及反轉(zhuǎn)工況下，水泵能安全運行2min，不產(chǎn)生有害變形。12、 水泵的噪聲不大于80dB，并符合有關(guān)標準。13、 在標書文件規(guī)定的條件下，泵組投入運行后，安全可靠，強迫停機率不大于0.6%。14、 水泵自投入商業(yè)

11、運行后，在規(guī)定的運行條件下，并達到下列指標：(a)水泵大修間隔不小于10年，或累計運行小時數(shù)不小于20000h，兩者以先達到為準。(b)水泵工作年限不少于30年。水泵主要部件結(jié)構(gòu)及質(zhì)量保證：（一）、水泵主要部件的設(shè)計指標：(a)水泵主要部件的材料機械性能和化學(xué)成分必須符合相應(yīng)的標準。(b)水泵主要部件的結(jié)構(gòu)便于裝拆。(c)水泵主要部件的結(jié)構(gòu)尺寸符合陸路運輸條件。(d)水泵主要部件的設(shè)計考慮失電狀態(tài)下水泵斷流的過渡過程。(e)水泵的鑄、焊件均進行退火處理并進行無損檢查。1、葉輪水泵葉輪的過流部分保證與模型水泵完全幾何相似，并采用極坐標法分別檢查模型和原型的過流部件。其尺寸檢查按IEC193No.

12、11997和IEC4921976標準執(zhí)行。葉輪的設(shè)計和制造保證有足夠的強度，能承受任何可能產(chǎn)生的作用在葉輪上的最大水壓力和離心力。在水泵工作年限內(nèi)不得產(chǎn)生任何裂紋和斷裂或有害變形。葉輪輪轂采用鑄造結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為ZG270-500。葉片單片整鑄，材料為抗空蝕的不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）。葉片進行無損探傷檢查。導(dǎo)水錐用鋁材整鑄。葉輪的制造和加工符合GB/T1300894混流泵、軸流泵技術(shù)條件的要求。對葉片按JB/T541394混流泵、軸流泵開式葉片驗收技術(shù)條件的各項指標進行檢驗。葉片裝配的所有螺栓和銷子，確保不會由于振動和運行中的其它原因而出現(xiàn)松動。葉輪加工完成后，按ISO194073標準進行靜

13、平衡試驗，精度不低于G6.3級。葉片和輪轂組裝后，每兩葉片傾角差均不大于10。葉輪與主軸試裝，以泵軸中心為基準，檢查葉片外緣同軸度，偏差不大于10設(shè)計間隙。2、葉輪外殼、進水伸縮節(jié)葉輪外殼采用鑄鋼材料，球形結(jié)構(gòu)，分成兩瓣，采用法蘭聯(lián)接，進水伸縮節(jié)與葉輪室的聯(lián)接，葉輪室與導(dǎo)葉體的聯(lián)接，均采用法蘭聯(lián)接，結(jié)合面設(shè)有止漏措施。其材質(zhì)為ZG270-500，鑄件不允許有影響機械性能的裂紋、氣孔、縮孔、疏松、渣眼等缺陷，并進行退火處理。葉輪外殼的內(nèi)表面與葉片外圓的間隙均勻，直徑反向的最大間隙為葉輪直徑D的1/1000，球面直徑精度為H10，粗糙度不大于6.3106m，以止口外圓為基準，徑向圓跳動不低于GB1

14、18480標準規(guī)定的8級。3、導(dǎo)葉體導(dǎo)葉體采用鑄焊方式，其材質(zhì)為ZG270-500+Q235A。所采用的導(dǎo)葉體經(jīng)過運行證明其水力性能優(yōu)良。導(dǎo)葉體能承受任何工況下水導(dǎo)軸承傳來的荷載。導(dǎo)葉體具有足夠的剛度，能抑制水泵運行中的振動。導(dǎo)葉體過流表面的粗糙度不大于6.3106m，導(dǎo)葉體法蘭止口與軸承內(nèi)孔軸線的同軸度不得低于GB118480標準中的8級，導(dǎo)葉體入口節(jié)踞偏差不大于3（與名義尺寸之比），導(dǎo)葉體入口內(nèi)外圓直徑偏差不大于2（與名義尺寸之比）。4、 泵軸泵軸采用優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼整體鍛造，材料不低于35號鋼，鍛后正火，鍛件作無損探傷檢查。泵軸具有足夠的剛度和強度，能夠承受在任何工況條件可能產(chǎn)生的作用在泵

15、軸上的扭矩、軸向力和徑向力。充分考慮自重引起的撓度對運行的影響，在可能發(fā)生的飛逸轉(zhuǎn)速時沒有有害的振動和擺動。泵軸的導(dǎo)軸承軸頸和填料函軸頸部位設(shè)不銹鋼襯套，襯套在加工后不銹鋼的厚度不得小于5mm。軸承套的使用壽命大于20000h，精度不低于h7，粗糙度不大于3.2106m，其余表面粗糙度不大于6.3106m，法蘭面與軸心的垂直度不低于7級。5、導(dǎo)軸承水泵導(dǎo)軸承為聚氨酯橡膠軸承，與軸承相接觸的泵軸部分設(shè)有不銹鋼軸套。采用分半可調(diào)結(jié)構(gòu)，不移動主軸就可方便地更換軸承，使用壽命大于10000h，配合間隙考慮軸瓦的吸水膨脹量與溫差影響，軸承體具有足夠的剛度，在最大飛逸轉(zhuǎn)速下，能安全承受，并且不產(chǎn)生有害變形

16、。6、 主軸密封泵軸密封采用填料密封的形式，填料函為分半鑄鐵結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上做到在不拆卸水泵徑向軸承的情況下可以調(diào)整與更換，并有互換性。密封耐磨、可靠，允許有滴狀水漏出，填料采用清水冷卻。主軸密封更換周期不小于6000小時。7、出水彎管出水彎管采用鑄鐵件，其材質(zhì)為HT200，60彎管分成兩個30彎管制造，以保證起吊方便。水泵底座與地腳基礎(chǔ)板間有良好的密封性。8、 基礎(chǔ)件水泵的基礎(chǔ)件主要包括進出水底座、水泵底板、調(diào)整墊鐵、聯(lián)接螺栓以及地腳螺栓等。進水底座安裝在泵的底部、進水流道的頂部，在進水底座上安裝進水伸縮節(jié)；水泵底板安裝在水泵基礎(chǔ)墩上，用地腳螺栓固定。安裝時調(diào)整好底板的高程和位置，在底板上安裝中

17、間接管等零部件；安裝調(diào)整后，澆筑二期混凝土固定，以后不再移動。9、與進、出水流道的配合投標人派專業(yè)技術(shù)人員對原泵站的基礎(chǔ)、進出水流道進行現(xiàn)場測繪，以保證投標水泵能夠與泵站基礎(chǔ)和流道配合良好。10、備品備件和專用工具投標人隨機供應(yīng)備品備件和專用工具，具體規(guī)格和數(shù)量按招標文件的要求，詳見有關(guān)表格。安裝1、安裝前的準備檢查泵及電機有無損壞，零件是否齊全。水泵安裝標高必須符合安裝外形圖的要求，泵葉輪應(yīng)有足夠的淹沒深度。進水流道前必須有攔污柵，以免雜物帶進水泵。準備好必要安裝工具，設(shè)備及測量儀器。2、水泵固定部分的安裝。根據(jù)原有的進水底座流道初步定出機組的安裝高程和中心位置，高程誤差不大于2毫米，中心誤

18、差不大于5毫米。將進水套管、轉(zhuǎn)輪室吊入泵坑，然后將轉(zhuǎn)子體部件吊入泵坑并放好3將中間接管與導(dǎo)葉體組裝后吊放在底板上，檢查中間接管端面高程，垂直中心及法蘭面的水平度，要求高層誤差不大于2毫米，垂直中心允差2毫米，法蘭面水平允差0.04毫米/米。4吊入出水彎管，并按要求與中間接管進行聯(lián)接。5將已組裝好的出水口伸縮節(jié)及30彎管吊入，組裝，將30彎管懸掛在電機的樓板下，并通過螺栓將伸縮節(jié)與管聯(lián)結(jié)。6將導(dǎo)軸承分別裝入連接件，初步調(diào)整上、下橡膠軸承的同軸度。7澆注底板地腳螺孔二期混凝土，并保養(yǎng)。8二期混凝土干涸后，緊固底板上的地腳螺栓及中間接管上的T型螺栓，檢查上、下橡膠軸承同軸度。3、水泵轉(zhuǎn)動部分安裝泵軸

19、與轉(zhuǎn)輪體的安裝拆去導(dǎo)軸承，將主軸吊入并懸掛在適當(dāng)高度。將下操作桿與泵軸中的內(nèi)操作管螺紋擰緊并點焊固定，在泵軸法蘭止口處，放好密封圈，再聯(lián)接轉(zhuǎn)輪體。裝上轉(zhuǎn)輪體后復(fù)核一次泵軸的擺度，然后打上園柱肖。裝操作架后，在下蓋的止口上裝好密封圈，與葉輪部件聯(lián)接，葉輪聯(lián)接螺栓用圓鋼點焊防松。要求轉(zhuǎn)子體與泵軸法蘭接合面用0.05毫米塞尺檢驗不能插入。主軸內(nèi)操作管與調(diào)節(jié)桿的聯(lián)接及電機軸與泵軸的裝配。將操作管銅套裝在主軸上，即將內(nèi)操作管與主軸相聯(lián)，這時將調(diào)節(jié)桿與內(nèi)操作管旋緊，螺紋偏勢處點焊防松，并將調(diào)節(jié)桿上軸套裝于電機轉(zhuǎn)動軸內(nèi)孔里，將電機轉(zhuǎn)子吊下，用聯(lián)軸螺栓聯(lián)接（配合工作螺栓使用）電機和主軸法蘭，找正主軸中心，測量

20、主軸擺度。符合要求后，鉸削連接法蘭的螺栓孔。要求拿掉一個螺栓鉸一個孔，同時裝上一個特制螺栓并打上標記。全部聯(lián)接好后，復(fù)檢一次軸的擺度，要求兩法蘭面的間隙用0.05毫米塞尺檢驗不能插入。主軸擺度充差0.12毫米/米。4、安裝導(dǎo)軸承、填料函、水箱、導(dǎo)葉帽等零件。5、調(diào)節(jié)機與電機的聯(lián)接及調(diào)整：a、將調(diào)節(jié)機安裝于電機頂部，校正同心度，固緊。接好潤滑水，加油至油標處，接好電路，點動試車。b、將葉片固定在零度位置。C、連接上操作桿與調(diào)節(jié)機的過渡法蘭，調(diào)整銷鍵位置，聯(lián)軸器處固緊，點動試車，控制行程在使用范圍內(nèi)。6、轉(zhuǎn)輪室的安裝。在轉(zhuǎn)輪室對分面墊1毫米石棉板， 將轉(zhuǎn)輪室合攏并與導(dǎo)葉體聯(lián)接。測量葉片外元與轉(zhuǎn)輪室

21、內(nèi)球面之間的間隙，要求間隙均勻，無碰擦現(xiàn)象。將進水喇叭與轉(zhuǎn)輪室聯(lián)接7、電機安裝應(yīng)參看電機說明進行。啟動和停機1、啟動前的準備。檢查進水流道及攔污柵、清除雜物。開啟進水閘門。導(dǎo)軸承供給潤滑水， 不得在無潤滑水的情況下開機啟動。潤滑水中不得含有油類。調(diào)節(jié)前各潤滑部位加潤滑油和冷卻水。2、啟動運轉(zhuǎn)。按電機使用說明書啟動。達正常轉(zhuǎn)速后把葉片調(diào)至所需角度。運行過程中應(yīng)注意觀察有無噪聲不正常,機組振動等異?，F(xiàn)象，如發(fā)生應(yīng)立即停機檢查并排除。做好機組運轉(zhuǎn)值班記錄。水泵試運行后應(yīng)檢查各聯(lián)接部位有無松動現(xiàn)象。填料壓蓋應(yīng)逐漸壓緊，以有水滴出為宜。3、停機時應(yīng)注意拍門是否動作，以防機組反轉(zhuǎn)損壞機件。冬季停機后應(yīng)抽除

22、泵內(nèi)積水以防結(jié)冰損壞機件。6.6新材料、新工藝、新技術(shù)為保證北潭湖泵站主水泵的性能和質(zhì)量，我公司在設(shè)計和生產(chǎn)過程中將采用一些新技術(shù)、新材料、新工藝，具體內(nèi)容如下：1.泵軸填料密封采用聚四氟乙烯新型密封材料制作,具有密封嚴密、耐磨性好，啟動前可不需加潤滑水等特點，使用壽命大于10000小時。2.葉片與輪轂孔之間配合處軸承采用GS-2材料制作，GS-2是以特殊配方的高密度銅合金為基體，中間燒結(jié)多孔青銅層，表面軋制PTFE（聚四氟乙烯）和Pb的混合物。用GS-2材料制作的導(dǎo)軸承具有較好的自潤滑、耐磨損、低摩擦等特點，保證了在輪轂腔無油或缺油的情況下，葉片能正常轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。3.對有關(guān)鑄件采用

23、樹脂砂造型工藝進行鑄造，確保鑄件內(nèi)、外在質(zhì)量。4.對毛坯、原材料進行理化分析，分析出材料的金相組織、化學(xué)成分，確保其化學(xué)成分符合有關(guān)標準要求。對材料進行力學(xué)性能測試，確保材料機械性能達標。5.采用超聲波探傷技術(shù)檢測泵軸、葉片等重要受力件的內(nèi)部缺陷，保證這些件無內(nèi)部缺陷。6.對焊接件焊縫采用磁性探傷技術(shù)，檢測焊縫質(zhì)量，確保焊縫無缺陷。7.采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，提高零件的機械性能。8.采用先進的振動時效處理工藝，有效消除特大型零件的內(nèi)應(yīng)力。9.采用噴丸處理工藝，保證零件表面質(zhì)量，并提高油漆附著力。10.采用數(shù)控加工工藝，對葉輪葉片表面進行精加工，確保葉片表面幾何形狀符合圖紙要求，有效提高水力性能。11.采用大型精密量具及檢測儀器，保證大型零件的測量精度、性能和質(zhì)量。本項目中應(yīng)用的大型水泵在結(jié)構(gòu)上與我公司以前生產(chǎn)過的有很多相似之處，對其主關(guān)件采取的特殊工藝措施概述如下：1.葉片：葉片是水泵的心臟件，其優(yōu)