二、水泵的选型

二、水泵的选型

水泵的选型就是根据工程具体情况,确定合适的水泵类型、型号和台数。

(一)选型原则

(1)必须根据生产的需要满足流量和扬程的要求。

(2)水泵应在高效范围内运行,不允许发生汽蚀、振动和超载等现象。

(3)水泵在长期运行中,泵站效率较高,能量消耗少,运行费用低。

(4)按所选水泵型号和台数建站,工程投资少。

(5)便于安装、维修和运行管理

(二)水泵选型中的几个问题

1.水泵类型

水泵类型通常根据地区特点和泵站的性质来选择,各种泵型比较见表5-3。由表5-3可见,灌溉或给水泵站,扬程较高,宜选用离心泵和混流泵。对于扬程较低的排水泵站,常选用混流泵和轴流泵。在一般情况下,扬程小于10m时,宜选用轴流泵;5~20m时宜选用混流泵;20~100m时宜选用单级离心泵,大于100m时选用多级离心泵或其他类型泵。图5-25为离心泵工作原理图。

表5-3 常用泵型比较

图示

注 水泵的比转数是指一个假想叶轮的转数。这叶轮与该水泵的叶轮完全几何相似,其扬程为1m水柱、流量为0.075m/3s时所具有的转速。

2.水泵结构型式

水泵的结构型式主要有卧式、立式和斜式。一般来说,立式泵的平面尺寸较小,高度较大。水泵叶轮淹没于水中,水泵启动方便。动力机可安装在最高洪水位以上,通风采光条件较好。但安装要求较高,检修较麻烦。因此,立式泵适用于水位变幅较大的场合。卧式泵的泵房面积较大,但安装检修较方便,泵房荷载分布较均匀,适合于地基应力较弱的泵站。卧式泵叶轮高于进水池水位时,需要增加充水设备。通常,卧式泵适用于进水池水位变幅较小的场合。由此可见,在选择水泵的结构型式时,应综合考虑泵站的任务和性质、水源水位变幅、地基条件、开挖深度等各方面的条件来确定,以达到工程投资和运行费较少的目的。

3.水泵台数

从建站投资、运行管理费用、工作可靠性等方面综合分析,水泵台数以4~8台为宜。

(三)水泵选型的方法和步骤(https://www.daowen.com)

(1)根据泵站的多年平均净扬程(可取运行期间50%频率的扬程)Hst,估算管路阻力损失h,一般认为h=(0.05~0.3)Hst,其中离心泵取小值,轴流泵取大值。由此可以估算水泵的总扬程H为:

图示

图5-25 离心泵的工作示意图

1—叶轮;2—泵壳;3—泵轴;4—进水管;5—出水管;6—底阀;7—滤水网;8—扩散管

图示

(2)根据初估的水泵总扬H,结合泵站的性质初选水泵类型,如图5-26所示,与该泵型有关的水泵综合型谱上(或水泵性能表上),选择几种扬程符合要求而流量不同的泵型A、B、C、…,其流量分别为Q1、Q2、Q3、…,以此作为不同的选型方案。

(3)根据供水排水等生产所需的泵站设计流量Qz及各选型方案的水泵流量Q1、Q2、Q3、…,分别求出各方案的水泵台数Z1、Z2、Z3、…,计算公式为:

图示

(4)按选定的水泵型号和台数,并在流量过程线上拟合,检查各选型方案是否满足生产要求的流量变化过程。图5-27是对第3个水泵选型方案。水泵台数Z3=3时,拟合后的流量过程线和设计流量过程线配合较好,可以认为第3个方案是可以满足流量变化过程的要求。

图示

图5-26 某水泵综合图谱图

图示

图5-27 泵站流量过程线

(5)按初选的水泵型号、台数,拟定泵房型式和布置尺寸。确定管路直径和布置方案。计算管路损失并确定水泵安装高程,确定水泵在设计扬程和多年平均扬程下的工作点的参数、流量、功率和效率等。校核在设计扬程下是否能满足设计流量要求,在平均扬程下的水泵效率η是否在高教范围内。

(6)计算满足流量要求的各类型方案的多年平均的年耗电费用。即根据多年平均的净扬程H所对应的参数,按E=f(ρgQHst)/1000ηst(元)[其中f为电价,元/(kW·h)],求出多年平均的耗电费用E。

(7)对满足要求的水泵选型方案进行泵站设计,求出其工程投资K。在规划阶段,可根据已建同类泵站的单位容量造价α(元/kW),和各选型方案的总容量N,按公式求得各方案的总造价K=αN。

(8)对上述选型方案进行技术经济分析,按照年支出最小或总费用最小的原则,选择最经济合理的方案作为最优化选型方案。