泵站運(yùn)行工系統(tǒng)理論知識培訓(xùn)教材

泵站運(yùn)行工系統(tǒng)理論知識

培訓(xùn)教材

適合泵站運(yùn)維人員的系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)，推薦理論學(xué)習(xí)+實際跟班的形式進(jìn)行。對于大學(xué)沒有

好好系統(tǒng)學(xué)習(xí)的學(xué)生，也有較大的幫助）

二0一八年編訂

第一節(jié)水力特性

'水力學(xué)基礎(chǔ)

1.主要物理性質(zhì)

密度（比重）T=1000Kg/m容重丫=9800N/m3

2.大氣壓

絕對壓強(qiáng)：考慮大氣壓的壓強(qiáng)

相對壓強(qiáng)：以一個大氣壓為壓力零點(diǎn)，與大氣壓的差值。

1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=10.33mH20=760mmHg

2242

1個工程大氣壓=10mH20=1kg/cm=9.8N/cm=9.8N/10m

=0.1MPa

2

1mH?0=0.01MPa=0.1ka/cm

3.真空

正壓、負(fù)壓（真空）

真空:當(dāng)某處的絕對壓力小于一個大氣壓力時，即認(rèn)為該處存在真空

真空值Pv=Pa-P

真空度=Pv/PaX100%

4.水壓

（1）靜水壓強(qiáng)：方向與受力面垂直，大小與該點(diǎn)坐標(biāo)有失，與受力面方向無

關(guān)。

（2）絕對壓強(qiáng)與相對壓強(qiáng)：正壓、負(fù)壓（真空度）

5.水能：

水能=位能+壓能+動能

水能與水頭（揚(yáng)程）的關(guān)系

2

6.水能（水頭）損失

水頭損失=局部水頭損失+沿程水頭損失

揚(yáng)程損失

二機(jī)械基礎(chǔ)

1.金屬材料分類分類黑色金屬：以鐵為基礎(chǔ)的合金，如鋼、生鐵有色金屬：以鐵

為基礎(chǔ)的合金，如銅、鋁、銅合金'鋁合金

2機(jī)械性能：金屬材料在使用過程中，受到外力作用時，表現(xiàn)出來的抵抗變形或破

壞的能力

1）強(qiáng)度：抵抗變形的能力（抗拉、抗彎、抗壓）

2）硬度：抵抗比它更硬物體壓入的能力

3）塑性：產(chǎn)生永久變形而不會被破壞的能力

4）韌性：在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力

3.鋼、鐵的區(qū)別

鋼：含碳量小于2%

鐵：含碳量大于2%

4巴氏合金特點(diǎn)①足夠抗壓強(qiáng)度和稍次于軸的硬度②足夠塑性和沖擊韌性

③摩擦系數(shù)小，導(dǎo)熱性好

3

第二節(jié)水泵的特性及參數(shù)

、水泵的特性參數(shù)

1?流量

流量，又稱排水量，出水量，是指水泵在單位時間內(nèi)輸送出去的水量。（體積或重量）用符號

“Q”表示。單位為m3/h、m7s、L/S等。

水泵銘牌上的流量指水泵的額定流量（設(shè)計流量），在此工況運(yùn)行時，效率最高。

2揚(yáng)程

揚(yáng)程又稱為水頭，是指被抽送的單位重量的液體從水泵進(jìn)口到出口所增加的能量，用

符號“H”表示。單位為mH?o（lmH2O=9.8kPa）習(xí)慣簡稱為m。揚(yáng)程在數(shù)值等于水在泵出口處的單位能

量，與進(jìn)口處單位能量的差值。

設(shè)水泵在進(jìn)口處斷面（I?I斷面），單位質(zhì)量的水的能量為EI,在出口處斷面（n?n斷面），

單位質(zhì)量水的能量為22

AV,HV,1

En,則揚(yáng)程為H=En-E1.其中EZ1B-B,Euz/-or2gr2g

5E

圖

水泵揚(yáng)程示意圖

4

H=H實+His.H=H吸+H壓

3?功率

功率是指水泵所需要的外加功率，它是由動力機(jī)通過泵軸傳遞而使葉輪軸上獲得的功

率，所以也稱軸功率，用符號“P”表示。單位是KW。

水泵在運(yùn)行時不可避免地有各種損失，所以，除了軸功率之外，還有有效功率(P軟),

它是指被抽送水體實際得到的功率。

zfgQH'QH"、

P?=:g?(w)=(kw)

10001000

式中，丫一水的容量，N/m‘；Q-■水泵的流量,m'/s；H一水泵的揚(yáng)程，m。

4?效率

效率標(biāo)志著水泵傳遞能量的有效程度。它是水泵有效功率與軸功率的比值。一般用符號

””表示，通常寫成百分?jǐn)?shù)“%”形式。

即=竺100%

P

葉片泵內(nèi)的功率損失由三部分組成，即機(jī)械損失，容積損失和水力損失；與之相對應(yīng)的

是機(jī)械效率，容積效率和水力效率。要提高水泵效率，必須盡量減小機(jī)械損失和漏水量；保

持過水表面光滑，避免銹和堵塞；并力求改善過水部分的設(shè)計、制造和裝配，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

5?轉(zhuǎn)速

輕速是指泵軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的周數(shù)。用符號“n”表示。單位是：轉(zhuǎn)/分鐘，即r/min。銘

牌上標(biāo)示的為額定轉(zhuǎn)速。為了與同步電動機(jī)配套，采用電動機(jī)的轉(zhuǎn)速作為額定轉(zhuǎn)速。

6?允許吸上真空高度和臨界汽蝕余量

(1)允許吸上真空高度(Hs)，為了保證水泵內(nèi)的壓力最低點(diǎn)不發(fā)生汽蝕而允許的水泵進(jìn)

□處的最大真空度。水泵內(nèi)的壓力最低點(diǎn)是指葉輪進(jìn)口附近的葉片背面的低壓區(qū)，當(dāng)該區(qū)的

壓力下降到水的汽化壓力后，就會在水泵葉輪進(jìn)口處發(fā)生汽蝕，使水泵過流部件遭到破壞，并影響運(yùn)行特

性，因此要盡量避免水泵發(fā)生汽蝕。即水泵在運(yùn)行時，要保證水泵葉輪進(jìn)口處

的真空度小于水泵生產(chǎn)廠家給出的允許吸上真空度[Hs]。

允許吸上真空高度(Hs)-指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即水溫為20C-表面壓力為一個標(biāo)推

大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)?單位為

H1H20。水泵廠一般'常用Hs來反映離心泵的吸水性能。

(2)臨界汽蝕余量，是指泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)的壓力為汽化壓力時，泵進(jìn)口處單位重量的水

所具有的大于該汽化壓力的剩余能量。也就是說泵進(jìn)口處-泵進(jìn)口處單位重量的水所具有的

5

這個剩余能量是為了保證泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)不發(fā)生汽蝕而必須具備的能量。

氣蝕余量[:h]——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能

量。水泵廠一般常用氣蝕余量來反映軸流泵的吸水性能。單位為mH?。。

二、水泵的汽蝕

汽蝕又稱空蝕（空化），是指水泵在運(yùn)行過程中，由于某些原因使泵內(nèi)局部位置的壓

力降低到水的飽和蒸汽壓力，水被汽化，形成汽飽，并隨水流向前運(yùn)動，到達(dá)高壓區(qū)內(nèi)受到

周圍液體的擠壓而潰滅。并由此形成的一系列對水泵過流部件的破壞作用稱為汽蝕。

1?汽蝕現(xiàn)象

在壓力一定的情況下，溫度上升水就會被汽化（沸騰），如在一個大氣壓力作用下，

水加熱到100C，就會被汽化。同理，當(dāng)水溫一定時若水面上的壓力降到一定值，水也會被汽化。如水溫為

20c時，水面上的壓力降到0.24個大氣壓力，水就會開始?xì)?化（沸騰）

水泵運(yùn)行時，泵內(nèi)水的速度和壓力是變化的，速度越大，則壓力越小，通過在葉輪進(jìn)

口處葉片背面的壓力最低，當(dāng)此壓力小于或等于水的此水溫時汽化壓力時，水就會汽化，并

形成汽泡隨水流一起運(yùn)動。當(dāng)汽泡到達(dá)高壓區(qū)域時，蒸汽急劇凝結(jié)，汽泡破滅后，對過流表

面產(chǎn)生沖擊力，同時周圍水流迅速占據(jù)原來汽泡空間，水流質(zhì)點(diǎn)相互撞擊，產(chǎn)生很大的局部

壓力。金屬過流表面由于受到長時間的連續(xù)打擊，受到機(jī)械破壞作用。同時過流表面局部會

產(chǎn)生高溫，會受到化學(xué)腐蝕以及熱電偶放電，從而受到化學(xué)破壞及電化破壞作用。水泵在汽

蝕狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時，零部件特別是葉輪將會產(chǎn)生麻點(diǎn)、蜂窩孔、斷裂、穿孔，造成零部件的破壞，同時影響到

水泵的運(yùn)行狀態(tài)。

2?吸上真空高度壓

吸上真空度是指水泵進(jìn)口處水流的絕對壓力水頭小于大氣壓力的數(shù)值，即安裝在水泵

進(jìn)口處真空表的讀數(shù)，用壓表示

2

V進(jìn)

Hs二H吸」一h吸

2g

式中，Hs—水泵的吸上真空度。

H吸一水泵的安裝高度，即水泵基準(zhǔn)面到進(jìn)水池水面的高度。

2

Vi-水泵進(jìn)口處的流速損失水頭。

2g

6

h吸一吸水管的水力摩擦損失水頭。

由此式可知，進(jìn)水池水面和泵進(jìn)口間的壓差，一方面用于把水體提升到H吸的高度，另

方面用于維持水的流動所需的流速水頭；同時用于克服因流動引起的水力摩擦損失。

2

假設(shè)y進(jìn)、h%為定值，那么壓隨著H吸的增加，而增加當(dāng)H貝增大至某一數(shù)值時，水泵

2g

開始發(fā)生汽蝕，此時相對應(yīng)的Hs稱為最大吸上真空度以Hsmax表示。為了避免汽蝕的發(fā)生，規(guī)定留0.3m的

安全余量，即Hsmax減去0.3m，作為允許吸上真空度，以〔加〕表示?！矇骸持涤?，表明泵的抗汽蝕性

能愈好。水泵在運(yùn)行時，應(yīng)使其Hs<LHs］。

3.汽蝕余量△h

汽蝕余量是指在葉片泵進(jìn)口處，單位重量的水所具有的大于汽化壓力的剩余能量。

式中△h---汽蝕余量5m;

血一一泵進(jìn)口處的壓能，m;

2

2

丫進(jìn)一一泵進(jìn)口處的動能，叫

2g

—所抽水體在相應(yīng)水溫下的汽化壓力，m。

2

水泵運(yùn)行時葉輪片進(jìn)口附近的水流壓力比水泵進(jìn)口處的壓力還要低。當(dāng)該點(diǎn)壓力低

于汽化壓力時，開始發(fā)生氣蝕。我們將泵進(jìn)口處的總水頭與剛剛開始發(fā)生氣蝕的壓力（汽

化壓力）的差值，稱作臨界氣蝕余量，以^h而表示。為保證水泵運(yùn)行時不產(chǎn)生氣蝕，

必須提供比△h時稍大的氣蝕余量，一般h*+0.3m。通常記作〔△h〕?！病鱤〕愈小，表明水泵的抗

汽蝕性能愈好。即欲使水泵不發(fā)生氣蝕，必須滿足4h>〔△h〕。

4.減輕汽蝕的措施

水泵產(chǎn)生氣蝕時，會產(chǎn)生噪音和振動。影響水泵性能，使流量、揚(yáng)程、功率、效率下降；破壞機(jī)組零

部件；有時甚至無法工作。

葉輪葉片進(jìn)口區(qū)域的壓力下降與很多因素有關(guān)。為防止汽蝕，就必須保證葉輪進(jìn)口區(qū)

7

域的壓力應(yīng)大于該水溫下的汽化壓力。通常采取以下措施：

1）合理確定水泵的安裝高度，要適當(dāng)降低水泵安裝高度。

2）降低水泵的工作轉(zhuǎn)速，不能長時間超過額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

3）被抽水體水溫不宜過高。

4）盡量減小進(jìn)水管路水頭損失，如增大管徑、縮短管長、減小管路閥件，提高管內(nèi)

壁的光潔度。

5）改善葉輪的水力設(shè)計，提高其光潔度。

6）在易汽蝕部位涂環(huán)氧樹脂。

7）應(yīng)盡量在額定情況下運(yùn)行。

三、水泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)

如果水泵的工作點(diǎn)，不在高效率區(qū)范圍內(nèi)，或所求工作點(diǎn)的性能參數(shù)不符合流量的要求。就必須設(shè)

法改變水泵特性曲線或管路系統(tǒng)特性曲線，來移動工作點(diǎn)，使其符合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

的要求。這種方法稱為水泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)。常見的方法有以下幾種。

1、變閥調(diào)節(jié)

將出水管路上的閘閥關(guān)小時，管路阻力中增加一個附加局部阻力。，閘閥關(guān)得越小，

附加阻力越大，相應(yīng)的流量就變得越小。

2、變速調(diào)節(jié)

采用降低或升高轉(zhuǎn)速的方法來擴(kuò)大水泵的使用范圍。

水泵轉(zhuǎn)速的變化將引起水泵性能的變化，它們之間的關(guān)系稱為比例定律：

（1）流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，即

Hi

（2）揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，即

（3）功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即

N

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改變轉(zhuǎn)速的方法有兩種：是采用可變速的動力機(jī)，如柴油機(jī)；二是采用可變速的轉(zhuǎn)

動設(shè)備。比例定律只適用于相似工況。

3、變徑調(diào)節(jié)

沿外徑車小離心泵或混流泵的葉輪，改變?nèi)~片泵的特性曲線，從而調(diào)節(jié)葉片泵的

工作點(diǎn)，稱為變徑調(diào)節(jié)。軸流泵一般不宜車小葉輪。這種車小葉輪外徑改變水泵性能之

間的關(guān)系。稱為切削定律。

⑴葉輪切削前后的流量之比，等于切削前后葉輪外徑之比，即：9

Q2D2

(2)葉輪切削前后揚(yáng)程之比，等于切削前后葉輪外徑二次方之比，即：

.2

HiDi

H2P2J

(3)葉輪切削前后，功率之比，等于切削前后葉輪外徑三次方之比，即：

型［3

N2D2

4、變角調(diào)節(jié)

用改變?nèi)~輪的葉片安裝角度，使水泵性能改變，以達(dá)到調(diào)節(jié)水泵工作點(diǎn)的方法，

稱為變角調(diào)節(jié)。它適用于有調(diào)節(jié)葉片角度裝置的水泵。

當(dāng)進(jìn)、出水池水位差變大時，把角度變小，在維持相當(dāng)高效率情況下■適當(dāng)?shù)販p

小出水量，使電動機(jī)不致過載；進(jìn)、出水池水位變小時，把角度加大，使電動機(jī)滿載，

更多地抽水?？傊?，變角調(diào)節(jié)，可提高電機(jī)效率和功率。

另外，水泵起動時，將葉片安裝角調(diào)至最小，可以減輕電動機(jī)的起動負(fù)荷(大約

只有額定功率的25%);在停泵前，先把葉片安裝角調(diào)小，可以降低停泵時的倒流速度。

9

第三節(jié)油系統(tǒng)

一、油的種類及作用油的種類很多，這里只敘述泵站的機(jī)組用油，大體可分為潤滑油和絕緣油兩

大類。

（一）潤滑油

1-透平油。有HU-22、HU-30、HU-46、HU-57四種，主要供給油壓裝置、主機(jī)軸承、油壓

啟閉機(jī)等。

2?機(jī)械油。有HJ?10、HJ-20'HJ-30三種，主要用于輔助設(shè)備軸承、起重機(jī)械和容量

較小的主機(jī)組潤滑。

3■壓縮機(jī)油。有HS-13和HS-19兩種，供空氣壓縮機(jī)潤滑用。

4?潤滑油脂（黃油）。供滾動軸承潤滑用。

（二）絕緣油1?變壓器油。有DB?10、DB-25、DB-45三種。供變壓器和互感器用。

2?開關(guān)油。有DU-10、DU-45號兩種，供斷路器用。泵站用量較大的是透平油（又稱汽輪機(jī)油）和

絕緣油（又稱變壓器油）。

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(三)油的作用

1、透平油的作用

(1)潤滑。油在軸承間或滑動部分形成油膜，以潤滑油的液體摩擦來代替固體間的干摩擦，減小設(shè)

備的發(fā)熱和磨損。

(2)散熱。機(jī)組轉(zhuǎn)動部件因摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，潤滑油在對流作用下，可將這部分熱量傳導(dǎo)給冷卻

水。

(3)傳遞能量。全調(diào)節(jié)泵葉片角度的調(diào)節(jié)和有些流道閘門的啟閉(如液壓啟閉機(jī))、

頂機(jī)組轉(zhuǎn)子等都是由透平油傳遞能量的。

2、絕緣油的作用。

(1)絕緣。用油作為絕緣介質(zhì)可以提高電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮小設(shè)備尺寸。

(2)散熱。變壓器因線圈通過電流而產(chǎn)生熱量，絕緣油可以吸收這些熱量，再經(jīng)冷卻設(shè)備將熱量傳

給水或空氣。

(3)消弧。

二、油的劣化與凈化處理

(一)油劣化的原因

油在運(yùn)行或貯存過程，會因潮氣侵入而產(chǎn)生水分，或因運(yùn)行中的各種原因而出現(xiàn)雜質(zhì)、酸價增大、沉

淀物增多，從而使油階性質(zhì)發(fā)生變化，將這種變化稱為油的劣化。油劣化的根本原田是油與空氣中的氧發(fā)

生作用，油被氧化了。使油加速氧化的因素有：

1"水分

水使油乳化，促進(jìn)油的氧化，增加油的酸價和腐蝕性。水分進(jìn)入油的途徑有：油在放置

過程中能吸收空氣小的水分；設(shè)備連結(jié)處不嚴(yán)密、漏水或油冷卻器破裂漏水；油冷卻器有砂眼水會滲入

油中；變壓器和貯油罐的油呼吸器干燥劑失效也會帶入空氣中的水分；在油的操

作系統(tǒng)中也可能混入水分。

2?溫度

油溫升高，吸氧速度快，會加速氧化，因此油劣化得快。

3?空氣

空氣中的氧和水氣引起油的氧化，空氣中的沙粒和灰塵將增加油中的機(jī)械雜質(zhì)。

4?天然光線

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天然光中的紫外線促使油質(zhì)劣化。試驗表明：經(jīng)天然光線照射后的油，再轉(zhuǎn)到避光處，油的劣化仍繼續(xù)

進(jìn)行。

5.電流

機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的軸電流會使油分解劣化，使油的顏色變深，并生成油泥沉淀物。

6.其他因素

如金屬的氧化作用，檢修后清洗不徹底，貯油設(shè)備用的油漆不合適而產(chǎn)生銹蝕，不同型

號的油混合等。

針對上述因素可采取相應(yīng)的措施：如防止設(shè)備漏水至油中；加強(qiáng)油呼吸器的維護(hù)：保持

設(shè)備的正常工況，使油和設(shè)備不至過熱：減少油與空氣接觸，防止形成泡沫：避免陽光直射

貯油罐；在機(jī)組軸承中采用絕緣墊防止軸電流；采用正確的清洗方法與選用合適的油漆等。

但是，在長期運(yùn)行過程中，油的性質(zhì)仍會改變，需要采用油的凈化處理方法，才能恢復(fù)油原來的特性。

（二）油的凈化處理方法

1?澄清

這種方法設(shè)備簡單、便宜、方便，對油沒有傷害；但時間長，凈化不完全，酸質(zhì)和可溶

性雜質(zhì)不能除凈。

2.壓力過濾

是利用壓力濾油機(jī)把油加壓，通過具有能吸收水分和阻止一切機(jī)械雜質(zhì)通過的過濾層

（常用的是濾紙）進(jìn)行過濾，使油質(zhì)凈化，這是泵站常用的凈化處理方法。

3?真空分離

真空分離的原理是根據(jù)油和水的沸點(diǎn)不同，而沸點(diǎn)又與壓力大小有關(guān)＞壓力增大，沸點(diǎn)

升高；壓力減小，沸點(diǎn)降低。真空濾油機(jī)就是把具有一定溫度（50-70C）的油，壓向真空

罐內(nèi)，再經(jīng)過噴嘴擴(kuò)散成霧狀，此時油中的水分和氣體在一定溫度和真空下氣化，形成減壓

蒸發(fā)，油與水分和氣體得到分離，再用真空泵經(jīng)油氣分離板，將水蒸氣和氣體抽吸出來，達(dá)

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到從油中除水脫氣的作用。

(三)油系統(tǒng)的組成

1.潤滑油系統(tǒng)

(1)推力軸承潤滑。推力軸承擔(dān)負(fù)著整個機(jī)組轉(zhuǎn)動部件的重量和水和軸向推力，大多

采用剛性支柱式，推力頭和主軸緊密配合在一起轉(zhuǎn)動，推力頭把轉(zhuǎn)動部分的荷重通過鏡板直

接傳給推力軸瓦，然后經(jīng)托盤、抗重螺栓、底座'推力油槽、機(jī)架最后傳給混凝土基礎(chǔ)。

鏡板和推力軸瓦，無論在停機(jī)或運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，都是被油淹沒的。由于推力軸瓦的支點(diǎn)和其重心有一定的偏

心距，所以，當(dāng)鏡板隨同機(jī)組旋轉(zhuǎn)時，推力軸瓦會沿著旋轉(zhuǎn)方向輕微地波動，從而使?jié)櫥晚樌剡M(jìn)入鏡

板和推力軸瓦之間，形成一個楔形油膜，這樣增強(qiáng)了磨擦的潤滑

和散熱的作用。

(2)電動機(jī)上、下導(dǎo)軸承的潤滑。大軸和軸頸一起轉(zhuǎn)動時，弧形導(dǎo)軸瓦分塊分布在軸頸外的圓周上，

大軸轉(zhuǎn)動時的徑向擺動力由軸頸傳給導(dǎo)軸瓦、支柱螺栓、油槽、機(jī)架。

停機(jī)時，油槽油淹到支柱螺栓的一半。機(jī)組運(yùn)行時，軸頸隨著一道轉(zhuǎn)動，一方面把因磨

擦而產(chǎn)生的熱傳給油，熱油也隨之作圓周運(yùn)動，又由于導(dǎo)軸瓦和軸頸的間隙經(jīng)常變化，造成一定的負(fù)壓，

使油槽中心部分的冷油，經(jīng)擋環(huán)和軸頸內(nèi)圓之內(nèi)隙而上移，再經(jīng)軸頸上導(dǎo)油孔

噴射到導(dǎo)軸瓦面上，使熱油和冷油形成對流，起到潤滑和散熱作用。

2?壓力油系統(tǒng)

壓力油系統(tǒng)是用來傳遞全調(diào)節(jié)水泵葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所需能量的系統(tǒng)，它主要由油壓裝置和

調(diào)節(jié)器等組成。

圖5-2油壓裝置平面布置示意圖

1-電動機(jī)2-壓力油泵3-連接管道4-逆止閥5-彎管6-截止閥7-安全閥連接法蘭8-溢流閥9-壓力油輸油管

10-壓力油箱11-壓縮空氣進(jìn)氣及放氣閥12-放油截止閥13-電接點(diǎn)壓力表14

■?壓力油箱吊環(huán)15-壓力油箱底腳16-空氣過濾器17-回油箱油位指示器18-進(jìn)人孔蓋19-濾油網(wǎng)20-回

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油管21-回油箱

(1)油壓裝置。油壓裝置主要由回油箱、壓力油箱、電動油泵及管道、閥門等組成。壓力油箱為封閉

式圓筒形，筒上裝透明油位計、壓力表等，并由管道與油尖和高壓壓縮空氣連接。筒內(nèi)貯油1/3左右，另

2/3充滿壓縮空氣。工作時，壓力油從壓力油箱中送到葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)。油位高時，要補(bǔ)充壓縮空氣，油位低

時，則用空氣閥放出多余的壓縮空氣，但壓力要保證在工作壓力范圍之內(nèi)，壓力表就是監(jiān)視油壓的“電接

點(diǎn)壓力表不但監(jiān)視油壓，而且能自動控制油泵啟動，以保持壓力。

油泵，常用的是螺桿油泵和齒輪油泵，是油壓裝置的心臟。壓力油箱附件，包括逆止閥、安全閥、

壓力信號裝置'壓力表、濾網(wǎng)等。

油壓裝置的回油箱內(nèi)的干凈油經(jīng)油泵吸入，經(jīng)連接管、逆止閥、連接彎管、截止閥、輸油管送到壓力油

箱，壓力油箱與壓力油系統(tǒng)母管相接，由支管送往每臺機(jī)組，經(jīng)截止閥進(jìn)入受油器，受油器的回油均通向

回油母管，流向回油箱，經(jīng)濾網(wǎng)濾后繼續(xù)使用。

壓力油箱內(nèi)貯存有壓縮空氣，箱上裝有四只電接點(diǎn)壓力表。在主機(jī)組運(yùn)行過程中，壓力油箱向機(jī)組

葉片調(diào)節(jié)裝置供油，油壓逐漸下降，當(dāng)降到正常工作壓力下限值時，第一只電接點(diǎn)閉合，使工作油泵啟

動，運(yùn)轉(zhuǎn)載作，向壓力油箱補(bǔ)油，當(dāng)壓力升到正常工作壓力上限值時，電接點(diǎn)斷開，使工作油泵停止運(yùn)

轉(zhuǎn)。當(dāng)工作油泵發(fā)生故障，油箱內(nèi)壓力繼續(xù)下降到低于正常工作壓力下限值時，第二只電接點(diǎn)壓力表接

通，備注油泵啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。同理，到時斷開停止。在特殊情況下，若壓力油箱壓力仍繼續(xù)下降或到時仍繼續(xù)不

停地上升，油泵未能切斷，繼續(xù)

運(yùn)轉(zhuǎn)。此時，第三只電接點(diǎn)壓力表發(fā)出壓力過低或壓力過高的信號，通知值班人員處理。第四只為備用。

回油箱有油位信號指示器，亦可發(fā)出油位過低或油位過高的信號，回油箱的正常油位一般為容器的

50%-60%正常情況下，壓力油系統(tǒng)在工作過程中耗油量是不大的。

(2)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器是由受油器、配壓閥、操作機(jī)構(gòu)三部分組成。也有的把配壓閥及本體合稱為受油

器，承擔(dān)調(diào)節(jié)葉片的功能。

(3)葉片角度調(diào)節(jié)裝置。全調(diào)節(jié)水泵葉片的調(diào)節(jié)，是通過葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的。葉片與連桿一起，裝

在轉(zhuǎn)子體內(nèi)，操作架上下移動，通過拐臂，連桿使葉片轉(zhuǎn)動，達(dá)到改變?nèi)~片安放角度的目的。

3.頂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)

電動機(jī)的下機(jī)架上裝了四只制動器，制動器的活塞下腔接到高壓油管和壓縮空氣的管道

上，通過截止閥和電磁閥的動作，使制動器按人為控制分別執(zhí)行頂轉(zhuǎn)子或剎車制動的動作。

油頂一機(jī)組停止后，推力軸瓦與鏡板之間的油膜逐漸失去，按規(guī)定要求，停機(jī)48小時

(24小時)再啟動必須再頂起轉(zhuǎn)子4?61m■使推力軸瓦與鏡板之間重新進(jìn)油形成油膜。

否則，有可能損壞軸瓦，增加啟動力矩使啟動困難。

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步驟：

(1)將制動操作架上的高壓三通閥逆時針轉(zhuǎn)90。，切換

到頂轉(zhuǎn)子位置。即高壓手搖泵出口接通制動風(fēng)閘。

(2)搖動手動泵使油壓增至額定壓力(約8.(M2MPa)，頂起轉(zhuǎn)子4?6mm.保持2?3min。

(3)打開手搖泵上的回油閥和制動風(fēng)閘門排油閥，使制動風(fēng)閘復(fù)歸，轉(zhuǎn)子落下。

(4)檢查風(fēng)閘是否在落下位置。三通高壓閥順時針轉(zhuǎn)90度，切回到供氣位置，關(guān)閉排油

閥。

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第四節(jié)氣系統(tǒng)

壓縮空氣的用途

(1)向油壓裝置的壓力油箱補(bǔ)給一定數(shù)量的壓縮空氣，以便貯備能量供給機(jī)組調(diào)整葉

片角度，工作壓力為25kg/cm：和40kg/cm’兩種>根據(jù)設(shè)計需要而定；

(2)機(jī)組停機(jī)時，供給制動器裝置的壓縮空氣，縮短停機(jī)時惰轉(zhuǎn)時間；

(3)供給虹吸式出水流道上真空破壞閥劫作的動力，保證停機(jī)后虹吸式出水流道斷流;

(4)供給站內(nèi)電動工具檢修時用于吹掃、清潔以及其他用氣等；

二'氣系統(tǒng)的組成

氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)'逆止閥、分離器、貯氣罐、安全閥有控制指示儀表等。

(一)空氣壓縮機(jī)

泵站常用的是活塞式壓縮機(jī)，它由機(jī)座、氣缸、活塞'連桿'配氣閥'飛輪等主要部件組成。

(二)貯氣罐

貯氣罐具有雙重作用。一方面，在空氣壓縮機(jī)工作時，可以消除氣體在系統(tǒng)中所產(chǎn)生的壓力波動現(xiàn)象>

起穩(wěn)壓作用；另一方面又能貯壓縮空氣。當(dāng)壓縮空氣足夠使用時，空氣壓縮

機(jī)就可停止工作。貯氣罐應(yīng)設(shè)置安全閥、壓力表計及排泄閥等。

(三)油水分離器

油水分離器主要由內(nèi)體'外體兩部分構(gòu)成。內(nèi)體中裝有若干個小白鎏組成的過濾罩，使氣體

流動方向不斷改變，促使油水從氣體中分離出去。

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（四）汽水分離器

因為空氣中含有大量水分，進(jìn)入壓縮機(jī)后，使壓縮空氣中也含有許多水分。其中一部分以水汽形式

進(jìn)入各管路中，使管路和設(shè)備銹蝕。因此，在空氣壓縮機(jī)與貯氣罐之間裝設(shè)有汽水分離器?？諝膺M(jìn)入汽

水分離器后，由于繞流而使水離析出來，以便排除。

（五）管道

壓縮機(jī)的空氣管道由連接氣缸、冷卻器和油水分離器的管子組成。冷卻水管道由一定直徑的黃銅管

組成。

三、氣系統(tǒng)的分類壓縮空氣系統(tǒng)根據(jù)其空氣壓力又分為高壓氣和低壓氣系統(tǒng)

（一）高壓氣系統(tǒng)高壓氣系統(tǒng)包括高壓空壓機(jī)，高壓貯氣罐和汽水分離器等。高壓氣系統(tǒng)的壓力

一般為

2.5~3.0MPa，如泵站內(nèi)油壓裝置用氣。

（二）低壓氣系統(tǒng)

1.氣剎機(jī)組在停止運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于情轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速慢慢下降，延續(xù)的時間較長，容易破壞鏡板

與推力軸瓦之間的油膜，特別是單向進(jìn)油的推力軸瓦，不允許長時間的低速惰轉(zhuǎn)或倒轉(zhuǎn)。因此要利用制動器

裝置輸入一定壓力的壓縮空氣在機(jī)組轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速的三分之一時，輸入壓縮空氣以制動。制動氣壓常為

0.5~0.7MPa，連續(xù)制動2min左右然后撤除。

2.真空破壞閥用氣氣動真空破壞閥的閥體為氣動平板閥，壓縮空氣通過電磁空氣閥進(jìn)入氣缸活塞的

下腔，

將活塞頂起，于是真空破壞閥開啟。閥的頂部裝有限位開關(guān)，以此發(fā)出電訊號通知值班人員。停機(jī)完成

以后，當(dāng)虹吸管內(nèi)的空氣接近常壓時，閥盤、活塞桿及活塞等運(yùn)動部件靠自重及彈簧力自行下落關(guān)閉。

3.吹掃及其他用氣

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第五節(jié)水系統(tǒng)

泵站的水系統(tǒng)，分為供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩大類。供水包括技術(shù)供水(也稱生產(chǎn)供水)、消防用

水和生活用水。排水主要是排除機(jī)組運(yùn)行、檢修期間各種廢水'機(jī)械封水部分漏水、水工建筑物滲水以及調(diào)

相運(yùn)行時進(jìn)水流道、泵室內(nèi)積水等。

-、供水系統(tǒng)

技術(shù)供水系統(tǒng)由水源、管網(wǎng)'用水設(shè)備及量測控制元件等組成。供水系統(tǒng)主要是供給機(jī)組的冷卻

水、潤滑水、機(jī)組檢修后主泵進(jìn)水管的充水以及有關(guān)輔助設(shè)備的用水管'用水量大，

約占整個系統(tǒng)供水量的85%左右。其次是供給機(jī)房和設(shè)備的消防、清洗和生活用水，水量

少，約占整個系統(tǒng)供水量的15%左右。

(-)供水對象

1-推力軸承及導(dǎo)軸承油冷卻器

2■水泵導(dǎo)軸承的潤滑與冷卻

水導(dǎo)用于承受由主軸傳來的徑向力和振動力，并固定機(jī)組的軸線位置。水導(dǎo)軸承的溫度過高會發(fā)

生燒毀軸瓦事故；軸承磨損將使間隙增大，引起機(jī)組的擺度與振動值增大。水導(dǎo)軸承對水質(zhì)及供水的可

靠性要求較高，由于橡膠瓦或尼龍瓦的傳熱性較差，一旦供水系統(tǒng)斷流即會燒瓦。因此要求有備用水源。

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當(dāng)主水源斷流時，立即投入備用水源，并發(fā)出信號。若經(jīng)過一段時限仍無水流，則作用于停機(jī)。

(二)用水設(shè)備對供水的要求用水設(shè)備對供水系統(tǒng)的水量、水壓、水溫、水質(zhì)有一一定的要求，原則上

是水量足夠，水壓合適，水溫適宜，水質(zhì)良好。

(三)水源及供水方式

1?水源

供水設(shè)備的取水水源有進(jìn)水池取水、排水廓道取水、出水池取水或其他水源?，F(xiàn)在不少泵站采用水質(zhì)

好、水溫低的地下水源作為第二水源。

2?供水方式一種是水泵直接供水方式，就是由供水泵直接向管網(wǎng)中供水，來保證水系統(tǒng)的水壓和水

量；另一種是水泵間接供水，供水泵向水塔供水，再由水塔通過供水干管、支管向機(jī)組提供冷卻潤滑水。

二、排水系統(tǒng)

按照不同的排水特征，排水對象分為下列三類：

1?生產(chǎn)用水的排水

此類排水量較大，排水設(shè)備位置較高，通常能自流排出。計有：

(1)大型同步電動機(jī)軸承油冷卻器的冷卻水；

(2)采用橡膠軸承的主泵導(dǎo)軸承的潤滑水；

(3)水環(huán)式真空泵和水冷式空氣機(jī)用水等。

2?滲漏排水和清掃回水

(1)泵房水下土建部分滲漏水；

(2)主泵油軸承密封漏水；

(3)主泵填料漏水(包括葉輪外殼縫的和出水管軸伸的)；

(4)濾水器沖洗污水，氣水分離器及貯氣罐廢水；

(5)其他設(shè)備及管道法蘭漏水。采用集水井或排水廊道將上述排水匯集起來，然后用泵排出。

3-檢修排水其排水量很大，高程很低，需用水泵排水，而且要求在短時間內(nèi)將排出。

(1)水下部分積水：進(jìn)水流道和泵室的，有時尚包括出水流道的；

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2）閘門漏水：進(jìn)水閘門，有時包括出水閘門的。

第六節(jié)泵站的斷流裝置

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一、拍門

拍門斷流是大、中、小型泵站直管式出水流首家要用最多的一種方式。它具有結(jié)構(gòu)簡單、管理方

便、造價便宜、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

二、快速閘門在流道出口處，設(shè)置一個閘門，用油壓啟閉機(jī)或快速啟閉機(jī)控制。開機(jī)時，閘門吊起，

停機(jī)后，閘門落下。快速閘門斷流的顯著優(yōu)點(diǎn)是閘門可以全開，阻力損失很小。

對軸流泵而言，是不能笑閥啟動的，否則就會使啟動揚(yáng)程增高，啟動功率加大，甚至超過電動機(jī)允

許的數(shù)值，從而使機(jī)組無法啟動。

另外軸流泵還具有低流量區(qū)運(yùn)行很不穩(wěn)定，容易發(fā)生振動。因此，軸流泵不能關(guān)閥啟動

三、真空破壞閥

(1)停機(jī)時，真空破壞閥起斷流作用。斷路器跳開后，打開位于虹吸管頂部的真空破壞閥，將空氣

放進(jìn)虹吸管內(nèi)，破壞真空，并隨虹吸管內(nèi)水位的降低繼續(xù)補(bǔ)給空氣，直到管內(nèi)氣體的壓力與大氣壓相等為

止。從而截斷水流，防止反向虹吸形成。

(2)開機(jī)時。由于開機(jī)時虹吸管內(nèi)水位升高，管內(nèi)空氣受到壓縮，產(chǎn)生正壓，真空破壞閥便自動打

開，放出一部分空氣，減少管內(nèi)正壓，相當(dāng)于降低水泵的啟動揚(yáng)程。

(3)檢修時。用排水泵排除進(jìn)水管中積水時，打開真空破壞閥可防止泵站出口處的水翻越駝峰形成

反虹吸。

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第七節(jié)常用工具

1?通用工具的使用

(1)框形水平儀及使用。水電站安裝中常用的為0.02mm/m-格，即一格代表在Im長

度上兩端點(diǎn)的高差為0.02mm。

圖318框形水平儀

1-方框架；2-主水準(zhǔn)器：3-輔助水準(zhǔn)器

圖1-19水平梁和框式水平儀配合測章部件水平圖

I?框式水平儀’2-水平梁測址面IA-水平凳匚

4等IS墊鐵：5彝測部件

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A

圖1—20水平梁結(jié)構(gòu)圖

$=H，JyAq(1-D

式中S---水平誤差，mm；

Ai——第一次測定時框形水平儀內(nèi)氣泡移動格數(shù)；

山一一第二次調(diào)頭測定時框形水平儀內(nèi)氣泡移動格數(shù)，與第一次移動方向相同時取正

值，反之，取負(fù)值，

G—框形水平儀的精度；

仄一破測部件的直徑或長度，m.

(2)內(nèi)徑千分尺及使用。

圖23S3型微傾式水準(zhǔn)儀的外形圖

1?目鏡；2?物鏡；3?符合水準(zhǔn)管；4?微動螺旋；5■圓水準(zhǔn)器：6圓水準(zhǔn)器校正螺旋；7?制動

23

螺栓；8?準(zhǔn)星；9■腳螺旋；10?十字絲；11?物鏡對光螺旋；12?微傾螺旋；13軸座；14連

接板

A

,5-

26高程測量

1?座環(huán)；2?標(biāo)尺：3-水準(zhǔn)儀：4高程基準(zhǔn)點(diǎn)

(4)塞尺及其使用。

圖1?27塞尺

2?專用工具的使用

0EJ1-28中心架

1一端部角鋼：2一邊玄塑：3?加強(qiáng)箭F4求心器支座i5我心器固定螺孔

實際使用時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)中心架要有足夠的剛度，放置求心器的平面應(yīng)當(dāng)平整，與求心器底板的結(jié)合應(yīng)良好。

(2)常用直徑聲0.3?聲0.5的鋼琴線，重錘為7?19kg，可以構(gòu)成比較理想的鉛垂線。

24

45

3.6

圖1-仙求心器

1-中心陶節(jié)螺釘；2.固宦調(diào)節(jié)攥母13支簞：4…鋼拜

線卷衢5J輪t廳?卷筒調(diào)整軸：7—中心滑動板：

S底板中S賒輪爪；】。一支承固定螺釘；

】】一求心器固宦孔

(3)為了保持鉛垂線位置穩(wěn)定，避免風(fēng)力、偶然性振動等因數(shù)的影響，重錘的四周應(yīng)加

焊翼板，并且浸沒在黏度較大的油桶中。

圖1-31重錘

1-穿線耳s2一檢定翼板；3一心錐;

4—錘簡；5—堵板

⑷對中方法及偏心。

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+y

圖1-32中心測量

(1-3)

我=寧(1-4)

式中：/A丫即為求心器向X、丫方向移動的距離。

百分表千分尺

第八節(jié)機(jī)組軸線的測量與調(diào)整

一、概述

（-）機(jī)組中心、軸線和旋轉(zhuǎn)中心

1?機(jī)組中心（固定部件）。立式水泵電動機(jī)組中心是指機(jī)組各固定部件（定子、上下機(jī)架、導(dǎo)葉體、葉輪

外殼、底座）中心的連線。在安裝過程中，由于中心的基準(zhǔn)經(jīng)常改變和測量誤差累計，使各固定部件中心不可能

位于同一條鉛垂線上。

2.軸線（轉(zhuǎn)動部件）。電動機(jī)軸線與水泵軸線是指電動機(jī)主軸和水泵主軸的幾何中心線。立式機(jī)組軸線是

勵磁機(jī)軸，電動機(jī)主軸及水泵主軸等組成。

3.旋轉(zhuǎn)中心。轉(zhuǎn)動部件回轉(zhuǎn)圍繞著旋轉(zhuǎn)的那根幾何中心線）。

產(chǎn)生擺度的原因及其對機(jī)組運(yùn)行的影響

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1.擺度產(chǎn)生的原因

(1)鏡板磨擦面與整根軸線不垂直。當(dāng)軸線回轉(zhuǎn)時軸線必然偏離理論回轉(zhuǎn)中心線，如

圖1所示，而軸線上任意一點(diǎn)測得的錐度圓，就是該點(diǎn)的擺度圓，擺度圓直徑①即構(gòu)成該點(diǎn)

的擺度。

(2)由于法蘭面與軸線的不垂直。當(dāng)軸線旋轉(zhuǎn)時，便從折彎處形成錐形擺度圓，從而

產(chǎn)生擺度。如圖2所示。

(3)如果整體軸線與鏡板磨擦面垂直，而整體軸線偏離理

論旋轉(zhuǎn)中心線，軸線旋轉(zhuǎn)時，

依然會形成擺度圓，如圖3所示。從而形成擺度。(大型機(jī)組)

圖1圖3鏡板摩擦面面與線不垂直直圖2法蘭組合面發(fā)生曲折

所產(chǎn)生的擺度圓圖3.2法蘭組合面與軸線不垂直

---------------所產(chǎn)生的擺度圓

圖3軸線偏離旋轉(zhuǎn)中心

2.過大擺度對機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的影響

(1)軸線的傾斜使機(jī)組重心發(fā)生改變，增大了離心慣性力，在運(yùn)轉(zhuǎn)中對推力軸承將產(chǎn)

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生周期性的不均勻負(fù)載，引起機(jī)組振動。

(2)使主軸和導(dǎo)軸承四周間隙不均勻，惡化了導(dǎo)軸承工作條件，使瓦溫升高，也使其密封受到影響。

(3)嚴(yán)重的可能引起固定部分和轉(zhuǎn)動部分碰撞，使機(jī)組不能正常運(yùn)行。

二'盤車測量

1.將上導(dǎo)、水導(dǎo)軸頸和法蘭盤處劃分為八個等分線，上下對應(yīng)。

2.在上導(dǎo)、水導(dǎo)和法蘭處按x.y方向各架設(shè)兩塊百分表，以作相互校核用>表桿貼緊被

測部件，小針留有2-3皿壓縮量，大針對"0”.

3.各百分表處專人記錄，統(tǒng)一指揮。

4.一般取第2圈讀數(shù)，因為此時油膜均勻，擺度值較準(zhǔn)確。

三'擺度的幾個概念

1)擺度：(凈讀數(shù))即主軸某軸號百分表的讀數(shù)，也稱為絕度擺度“3”。

2)全擺度：主軸某一個測量部位，直徑方向?qū)?yīng)兩點(diǎn)的單廁擺度值之差，稱為主軸在該直

徑方向上的全擺度。

3)凈擺度：主軸某測量部位處與限位導(dǎo)軸承處同軸號的單側(cè)擺度值之差，稱為該點(diǎn)的凈擺

度。

4)凈全擺度：主軸某測量部位，某軸號的凈擺度值與直徑方向?qū)?yīng)軸號的凈擺度值之差，稱為該部