水泵與水泵站離心泵吸水性能.ppt

1、第二章 葉片式水泵,2.1 離心泵的工作原理與基本構造 2.2 離心泵的主要零件 2.3 葉片泵的基本性能參數 2.4 離心泵的基本方程式 2.5 離心泵裝置的總揚程 2.6 離心泵的特性曲線 2.7 離心泵裝置定速運行工況 2.8 離心泵裝置調速運行工況 2.9 離心泵裝置換輪運行工況 2.10 離心泵并聯及串聯運行工況 2.11 離心泵吸水性能 2.12 離心泵機組的使用及維護 2.13 軸流泵及混流泵 2.14 給水排水工程中常用的葉片泵,2.11 離心泵吸水性能,2.11.1 吸水管中壓力的變化及計算,吸水池水面上的壓頭 和泵殼內最低壓頭 之差用來支付： (1)把液體提升Hss高度 (

2、2)克服吸水管中水頭損失 ； (3) 流速水頭 (4)產生流速水頭差值 (5)供應葉片背面足點壓力下降值 。,表示吸水井中能量余裕值; 是泵殼進口外部的壓力下降值 ; ( )反映了泵殼進口內部的壓力下降值，此值中 是葉輪進口和進口附近葉片背面(背水面)的壓頭差， 通常不小于3m,由水泵的構造和工況而定的。,2.11.2 氣穴和氣蝕 1、氣穴現象：當葉輪進口低壓區(qū)的壓力PkPva 時，水就大量汽化，同時，原先溶解在水里的氣體也自動逸出，出現“冷沸”現象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區(qū)域時，汽泡突然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速沖向汽泡中心，在汽泡閉合區(qū)內產生

3、強烈的局部水錘現象，其瞬間的局部壓力，可以達到幾十兆帕。此時，可以聽到汽泡沖破時炸裂的噪音，這種現象稱為氣穴現象。,2、氣蝕 (1)氣蝕現象：一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經過一段時期后，金屬就產生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應力更加集中，葉片出現裂縫和剝落。在這同時，由于水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側壁與底之間產生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相貫穿，達到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進口端產生的這種效應稱為“氣蝕”。,(2)氣蝕兩個階段： 氣蝕第一階段，表現在水泵外部的是輕微噪音、振動和水泵揚程、功率開始有些下降。 氣蝕第二階段，氣穴

4、區(qū)就會突然擴大，這時，水泵的H、N、就將到達臨界值而急劇下降，最后終于停止出水。,(3)氣蝕的危害 水泵性能惡化甚至停止出水； 水泵過流部件發(fā)生破壞； 產生噪音和振動； (4)氣蝕影響對不同類型的水泵不同,ns較高,ns較低,2.11.3 水泵最大安裝高度 1、水泵最大安裝高度,2、允許吸上真空高度Hs (1)水泵銘牌或樣本中，對于各種水泵都給定了一個允許吸上真空高度Hs，此Hs即為Hv的最大極限值。在實用中，水泵的Hv超過樣本規(guī)定的Hs值時，就意味著水泵將會遭受氣蝕。 水泵廠一般在樣本中，用Q-Hs曲線來表示該水泵的吸水性能。此曲線是在大氣壓為l0.33mH20，水溫為20時，由專門的氣蝕試

5、驗求得的。它是該水泵吸水性能的一條限度曲線。 Hs與當地大氣壓(Pa)及抽升水的溫度(t)有關: 當地大氣壓越低，水泵的Hs 值就將越小 水溫越高，水泵的Hs值也將越小。,(2)水泵廠所給定的Hs值修正：,Hs修正后采用的允許吸上真空高度(m) HS水泵廠給定的允許吸上真空高度(m) ha安裝地點的大氣壓(即 )(mH20)； hav實際水溫下的飽和蒸汽壓力(表28)。,2.11.4 氣蝕余量(NPSH) 對軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負值，葉輪常須安在最低水面下，對于這類泵常采用“氣蝕余量”這名稱來衡量它們的吸水性能。 總氣蝕余量。也即水泵進口處單位重量的水，所具有超過汽化壓力

6、的余裕能量再加上 。其大小通常換算到泵軸的基準面上； ha：吸水井表面的大氣壓力(mH20)； hva：該水溫下的汽化壓力(mH20)； hs ：吸水管道的水頭損失之和(m)； Hss ：水泵吸水地形高度，即安裝高度(m)。,2、（NPSH）r和（NPSH）a (1)必要氣蝕余量（NPSH）r 樣本中所提供的蝕余量：由h和避免氣蝕的余裕量(0.3mH20左右)兩部分所組成。 (2)裝置氣蝕余量（NPSH）a 由氣蝕余量公式計算出的是該水泵裝置的實際的氣蝕余量。 在工程中（NPSH）a =（NPSH）r+(0.40.6mH20),吸入式工作的水泵氣蝕余量圖,2.11.5 水泵的吸水性能 (1)允

7、許吸上真空高度Hs： 離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度Hs來衡量的。 Hs值越大，說明水泵的吸水性能越好，或者說，抗氣蝕性能越好。 (2)氣蝕余量（NPSH）r ： 水泵廠樣本中要求的氣蝕余量越小，表示該水泵的吸水性能越好。, 2.12 離心泵機組的使用、維護及更新改造,2.12.1 啟動前的準備工作 (1)檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力表及真空表，供配電設備 (2)盤車：轉動機組的聯軸器，檢查水泵及電動機內有無不正常的現象 (3)灌泵：向水泵及吸水管中充水 (4)閉閘啟動：閉閘運行時間一般不應超過23min,2.12.2 運行中應注意的問題 (1)檢查各個儀表工作是否正常、穩(wěn)定。 (

8、2)檢查流量計上指示數是否正常。 (3)檢查填料盒處是否發(fā)熱、滴水是否正常。 (4)檢查泵與電動機的軸承和機殼溫升。 (5)注意油環(huán)，要讓它自由地隨同泵軸作不同步的轉動。隨時聽機組聲響是否正常。 (6)定期記錄水泵的流量、揚程、電流、電壓、功率因素等有關技術數據。 (7)水泵的停車應先關出水閘閥，實行閉閘停車。然后，關閉真空及壓力表上閥，把泵和電動機表面的水和油擦凈。,2.12.3 水泵的故障和排除 離心泵常見的故障及其排除見書表210。 2.12.4 機泵的更新改造 (1)電動機 a.負荷率低于0.5 b.電機絕緣性的低劣 (2)水泵： a.平常 b.采用調節(jié)出水閥來控制管網壓力 c.流量變

9、化與季節(jié)有明顯關系 d.深井泵, 2.13 軸流泵及混流泵,2.13.1 軸流泵的基本構造,(1)吸入管； (2)葉片； (3)葉輪； (4)導葉 (5)軸； (6)機殼； (7)出水彎管,軸流泵,(1)吸入管：一般采用符合流線型喇叭管或做成流道形式。 (2)葉輪：固定式、半調式和全調式 (3)導葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉運動變?yōu)檩S向運動。 (4)軸和軸承：導軸承、推力軸承 (5)密封裝置：壓蓋填料型,1葉片 2輪轂體 3角度位置 4調節(jié)螺母,2.13.2 軸流泵的工作原理 空氣動力學中機翼的升力理論,P,B,A,P,2.13.3 軸流泵的性能特點 (1)揚程隨流量的減小而劇烈增大，QH曲

10、線陡降，并有轉折點。 (2)QN曲線為陡降曲線，一般稱為“開閘啟動” 。 (3)Q曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小。,軸流泵的通用特性曲線,軸流泵特性曲線,(4)在水泵樣本中，軸流泵的吸水性能，一般是用氣蝕余量hsv來表示的。一般軸流泵的氣蝕余量都要求較大。 2.13.4軸流泵的主要應用 適于輸送清水或物理、化學性質類似于清水的液體，不同類型的軸流泵對所輸送液體溫度的要求不同(如ZLB型要求液體溫度不超過50)可供電站循環(huán)水、城市給水、農田排灌等之用。 2.13.5 混流泵 蝸殼式、導葉式, 2.14 給水排水工程中常用的葉片泵,2.14.1 IS系列單級單吸式離心泵 現行水泵行業(yè)首批采

11、用國際標準聯合設計的新系列產品 適合輸送清水及物理化學性質相類似的其它液體，主要用于工業(yè)和城市給水、排水，亦可用于農業(yè)排灌，互換性強、高效節(jié)能。,2.14.2 Sh(SA)系列單級雙吸式離心泵 這種泵在城鎮(zhèn)給水、工礦企業(yè)的循環(huán)用水、農田誹溜、防洪排澇等方面應用十分廣泛，是給水排水工程中最常用的一種水泵。 目前，常見的流量為90-20000m3/h，揚程為10l00mH2O。 按泵軸的安裝位置不同，有臥式和立式兩種。,臥式,立式,2.14.3 D(DA)系列分段多級式離心泵 這類泵揚程在100-650mH2O高范圍內，流量在5720m3/h范圍內。,D型多級離心泵,2.14.JD(J)系列深井泵

12、 深井泵是用來抽升深井地下水的。 主要由三部分組成： (1)包括濾網在內泵的工作部分 (2)包括泵座和傳動軸在內的揚水管部分 (3)帶電動機的傳動裝置部分等。 這類泵實際上是一種立式單吸分段式多級離心水泵。,QJ/QJT系列深井潛水泵,2.14.潛水泵 潛水泵的持點是機泵一體化，潛水給水泵常用的型號為QXG，其流量范圍為200-400m3/h，揚程范圍為65-60mH2O，功率范圍為11-150kW。 按用途分，給水泵、排污泵； 按葉輪形式分，離心式、軸流式及混流式潛水泵等。,潛水排污泵,潛水泵,2.14.6 污水泵、雜質泵 它與清水泵的不同處在于:葉輪的葉片少，流道寬，便于輸送帶有纖維或其它

13、懸浮雜質的污水。另外，在泵體的外殼上開設有檢查、清掃孔，便于在停車后清除泵殼內部的污濁雜質。,QW型潛水排污泵,第三章 其它水泵,3.1 射流泵 3.2 氣升泵 3.3 往復泵 3.4 螺旋泵,3.1 射流泵,3.1.1 工作原理,1、噴嘴 2、吸入室 3、混合管 4、擴散管 5、吸水管 6、壓出管,H1：噴嘴前工作液體具有比能(mH2O)； H2：射流泵出口處液體具有比能射流泵的揚程(mH2O)； Ql：工作液體的流量(m3s)； Q2：被抽液體的流量(m3s)；F1：噴嘴的斷面積(m2)； F2：混合室的斷面積(m2),射流泵,射流泵的性能參數,3.1.2 射流泵優(yōu)點、缺點 優(yōu)點： (1)

14、構造簡單、尺寸小、重量輕、價格便宜； (2)便于就地加工，安裝容易，維修簡單； (3)無運動部件，啟閉方便，當吸水口完全露出水面后，斷流時無危險； (4)可以抽升污泥或其它含顆粒液體； (5)可與離心泵聯合串聯下作從大口井或深井中取水。 缺點：效率較低。,3.1.3 射流泵的應用 (1)用作離心泵的抽氣引水裝置。 (2)在水廠中利用射流系來抽吸液氯和礬液，俗稱“水老鼠”。 (3)在地下水除鐵曝氣的充氧工藝中，利用射流泵作為帶氣、充氣裝置，以達到充氧目的。 (4) 作為生物處理的曝氣設備及浮凈比法的加氣水設備。 (5)與離心泵聯合工作以增加離心泵裝置的吸水高度。 (6)在土方工程施工中，用于井點

15、來降低基坑的地下水位等。,3.2 氣升泵,3.2.1 工作原理 1、揚水管 2、輸氣管 3、噴嘴 4、氣水分離箱 5、排氣孔 6、井管 7、傘形鐘罩,氣升泵,根據連通管原理 w：水的容重(kgm3)； m：揚水管內水氣乳液的容重(kgm3)； H1：井內動水位至噴嘴的距離，稱為噴嘴淹沒深度(m)。 h程升高度(m)。 只要wh1mH時，水氣乳液就能沿揚水管上升至管口而溢出，氣升泵就能正常工作。,水氣乳液上升高度h,h1為常數時,H-m曲線,3.2.2 氣升泵裝置總圖 1、空氣過濾器：空氣壓縮機的吸氣口 2、空氣壓縮機 3、風罐：使空氣在罐內消除脈動，均勻地輸送到揚水管 4、輸氣管、噴嘴：噴嘴的

16、作用是在揚水管內造成水氣乳液 5、井管 6、揚水管：揚水管直徑過小，井內水位降落大，抽水量將受到限制；揚水管直徑過大，升水產生間斷，甚至不能升水。 7、氣水分離箱,3.2.3 氣升泵優(yōu)點、缺點及應用 優(yōu)點：井孔內無運動部件，構造簡單，工作可靠，在實際工程中，不但可用于井孔抽水，而且還可用于提升泥漿、礦漿、鹵液等。 缺點：氣升泵與深井泵相比，效率低。 應用：對于鉆孔水文地質的抽水試驗，石油部門的“氣舉采油”以及礦山中井巷排水等方面，氣升泵的應用常具有獨特之處。,3.3 往復泵,3.3.1 工作原理 1、壓水管路 2、壓水空氣室 3、壓水閥 4、吸水閥 5、吸水空氣室 6、吸水管路 7、柱塞 8、

17、滑塊 9、連桿 10、曲柄,往復泵,往復泵,往復式計量泵,一些參數： 沖程：活塞或柱塞在泵缸內從一頂端位置移至另一頂端位置，這兩頂端之間的距離S稱為活塞行程長度(也稱沖程)，兩頂端叫做死點。 單動往復泵：活塞往復一次(即兩沖程)，泵缸內只吸入一次和排出一次水，這種泵稱為單動往復泵。 雙動往復泵,單動泵流量曲線,雙動泵流量曲線,三動泵流量曲線,如圖：揚程與流量無關,往復泵的特性曲線圖,3.3.2往復泵的性能特點及應用 特點： (1)高揚程，小流量的容積式水泵。 (2)必須開閘啟動 (3)不能用閘閥來調節(jié)流量。 (4)在給水排水泵站中，如果采用往復泵時，則必須有調節(jié)流量的設施。 (5)具有自吸能力

18、。 (6)出水不均勻。 應用： 在某些工業(yè)部門的鍋爐給水方面、在輸送持殊液體方面，在要求自吸能力高的場合下,3.4 螺旋泵,3.4.1 工作原理,如圖螺旋泵傾斜放置在水中，當電動機帶動螺旋軸時，螺旋葉片下端與水接觸，水就從螺旋葉片的P點進入葉片，水在重力作用下，隨葉片下降到Q點，由于轉動時的慣性力，葉片將Q點的水又提升至R點、而后在重力作用下，水又下降至高一級葉片的底部如此不斷循環(huán)，水沿螺旋軸被一級一級地往上提起。,螺旋泵,3.4.2 螺旋泵裝置 主要參數： 1、傾角()：指螺旋泵軸對水平面的安裝夾角。 2、泵殼與葉片的間院：間隙越小，水流失越小泵效率越高， 3、轉速（n)： 4、揚程(H)：螺旋泵是低揚程水泵。揚程低、效率高。 5、泵直徑(D)：泵的流量取決于泵的直徑。一般