水泵選型
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單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程在內,近似為泵出口和入口壓力差。揚程用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:某臺泵流量50 m3/h,求抽水時每小時重量?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
確定了水泵站的設計流量和設計揚程后,就可以利用有關技術圖表,進行確定水泵型號和規(guī)格,其方法如下:
1. 使用水泵性能規(guī)格表選泵型 水泵廠在產品目錄中都提供了這種表格,表中每一個型號的性能都有三行數據,究竟以哪一行為準呢?一般設計流量和設計揚程應與性能表列出的中間一行的數值相一致,或是相接近,而又必須落在上、下兩行的范圍內,因為這個范圍是水泵運轉的高效率區(qū)域,這個型號的水泵就認為是符合實際需要的,水泵算是選定了。
2. 使用水泵選型表選泵型 根據確定的設計揚程和設計流量,在選型表中,橫表頭查找出與設計揚程相符合或相接近的揚程數值;再在縱表頭找出與設計流量相一致或相接近的流量數值,縱橫相交于小方塊,它標出了水泵的型號,初步選出泵型。但有時會出現兩種泵型都滿足設計要求,此時,可把這兩種泵型作方案比較,進行技術經濟分析,然后選定其中一個合適的泵型。這種選擇水泵的方法比較簡便而又快捷。
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,這就構成了農用水泵系列綜合型譜圖,該圖繪制比較復雜,但使用比較方便。
根據確定的設計流量和設計揚程,在型譜圖上,首先在縱坐標上以設計揚程查找出符合揚程要求,而流量不等的幾種水泵,然后再在橫坐標上以設計流量來確定選用哪一種水泵。如果設計流量較大時,單泵未能符合要求,可考慮多機作業(yè),但應注意盡量采用相同型號的水泵,以利于施工安裝、管理維修。
1\根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件、經濟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、 任何時候可以啟動,8、 便于自動盍或遠程控制,9、 并且緊湊,10、 安裝面積小,11、 價格較便宜。
3 、根據液體介質性質,確定清水泵,熱水泵還油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質泵,或者采用不堵塞泵。
安裝在爆炸區(qū)域的泵,應根據爆炸區(qū)域等級,采用防爆電動機。
4、 振動量分為:氣動、電動(電動分為220v電壓和380v電壓)。
5、根據流量大小,選單吸泵還是雙吸泵:根據揚程高低,選單吸泵還是多吸泵,高轉速泵還是低轉速泵(空調泵)、多級泵效率比單級泵低,當選單級泵和多級泵同樣都能用時,宜選用單級泵。
6、確定泵的具體型號,采用什么系列的泵選用后,就可按大流量,放大5%——10%余量后的揚程這兩個性能主要參數,在型譜圖或系列特性曲線上確定具體型號。
利用泵特性曲線,在橫坐標上找到所需流量值,在縱坐標上找到所需揚程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點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很少,通常會碰上下列幾種情況:
A、第一種:交點在特性曲線上方,這說明流量滿足要求,但揚程不夠,此時,若揚程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚程相差很多,則選揚程較大的泵?;蛟O法減小管路阻力損失。
B、第二種:交點在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內 ,就初步定下此型號,然后根據揚程相差多少,來決定是否切割葉輪直徑,若揚程相差很小,就不切割,若揚程相差很大,就按所需Q、H、,根據其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點不落在扇狀梯形范圍內,應選揚程較小的泵。
選泵時,有時須考慮生產工藝要求,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、 此時變稀
C、 望量有較大的變化,而
D、 揚程變化很小,
E、 為次應選用平坦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、 則爐管中易產生結焦現象。要避免這種情況,
I、希望但流量略有減小時,
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,
M、 宜選用Q-H曲線較為徒降的油泵。
7、泵型號確定后,對水泵或輸送介質的物理化學介質近似水的泵,需再到有關產品目錄或樣本上,根據該型號性能表或性能曲線進行校改,看正常工作點是否落在該泵優(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、 對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵,一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度的性能曲線,特別要對吸如性能進行認真計算或較核。
9、 確定泵的臺數和備用率:
對正常運轉的泵,一般只用一臺,因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當,(指揚程、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大泵,而不用兩臺小泵,但遇有下列情況時,可考慮兩臺泵并聯合作:
流量很大,一臺泵達不到此流量。
對于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺較小的泵工作,兩臺備用(共三抬)
對某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯操作,不用備用泵,在一臺泵檢修時,另一抬泵仍然承擔生產上70%的輸送。
對需24小時連續(xù)不停運轉的泵,應備用三臺泵,運轉,一臺備用,一臺 維修。
所謂水泵的選取計算其實就是估算(很多計算公式本身就是估算的),估算分的細致些考慮的內容全面些就是精確的計算。
特別補充一句:當設計流量在設備的額定流量附近時,上面所提到的阻力可以套用,更多的是往往都大過設備的額定流量很多。同樣,水管的水流速建議計算后,查表取阻力值。
關于水泵揚程過大問題。設計選取的水泵揚程過大,將使得富裕的揚程換取流量的增加,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負荷加大,電流加大,發(fā)熱加大,“換過無數次軸承”還是小事,有很大可能還要燒電機的。
另外“水泵出口壓力只有0.22兆帕”能說明什么呢?水泵進出口壓差才是問題的關鍵。例如將開式系統的水泵放在100米高的頂上,出口壓力如果是0.22MPa,就這個系統將水泵放在地上向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可分為:
(1) 水泵(B型、D型、sh型)用于輸送清水及物理、化學性質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)用于輸送石油產品。
二、離心泵的選用
(1) 根據被輸送液體的性質及操作條件確定類型;
(2) 根據流量(一般由生產任務定)及計算管路中所需壓頭,確定泵的型號(從樣本或產品目錄中選取);
(3) 若被輸送液體的粘度和密度與水相差較大時, 應核算泵的特性參數:流量、壓頭和軸功率。
選擇離心泵時,可能有幾種型號的泵同時滿足在佳范圍內操作這一要求,此時,可分別確定各泵的工作點,比較工作點上的效率,擇優(yōu)選取。
離心泵的特點是,送液能力大,流量均勻,但產生的壓頭不高,且壓頭隨著流量的改變而變化。
建筑物內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。由于建筑物內一般場地較小,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所使用;立式污水泵和臥式污水泵要求設置隔震基礎、自灌式吸水、并占用一定的場地,故在建筑中較少使用。
排水泵的流量應按生活排水設計秒流量選定;當有排水量調節(jié)時,可按生活排水大小時流量選定。消防電梯集水池內排水泵流量不小于10L/s。
排水泵的揚程按提升高度、管道損失計算確定后,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小于0.7m/s,并不宜大于2.0m/s。
公共建筑內應以每個生活排水集水池為單元設置一臺備用泵,平時宜交互運行。地下室、設備機房、車庫沖洗地面的排水,如有兩臺及兩臺以上排水泵時可不設備用泵。當集水池無法設事故排水管時,水泵應有不間斷的動力供應;當能關閉排水進水管時,可不設不間斷動力供應,但應設置報警裝置。
當提升帶有較大雜質的污、廢水時,不同集水池內的潛水排污泵出水管不應合并排出;當提升一般廢水時,可按實際情況考慮不同集水池的潛水排污泵出水管合并排出。
兩臺或兩臺以上的水泵共用一條出水管時,應在每臺水泵出水管上裝設閥門和止回閥。單臺水泵排水有可能產生倒灌時,應設止回閥。不允許壓力排水關與建筑內重力排水管合并排出。
當潛水排污泵提升含有大塊雜物時,潛水排污泵宜帶有粉碎裝置;當提升含較多纖維物污水時,宜采用大通道潛水排污泵。
當潛水排污泵電機功率大于等于7.5kW或出水口管徑大于等于DN100時,可采用水泵固定自耦裝置;當潛水排污電泵電機功率小于7.5kW或出水口管徑小于DN100時,可設軟管移動式安裝。污水集水池采用潛水排污泵排水時,應設水泵固定自耦裝置,方便水泵檢修。
排水泵應能自動啟停和現場手動啟停。多臺水泵可并聯交替運行,也可分段投入運行。
選擇生活給水泵的一般要求
水泵選擇應遵循下列一般規(guī)定:
1.應選用低噪聲、節(jié)能型水泵,嚴禁采用淘汰產品。
2.根據實際流量、揚程選泵??紤]因磨損等原因造成水泵出力下降,可按計算所的揚程值乘以1.05~1.1后選泵。水泵應在高效區(qū)運行。一般不宜選用Q-H曲線有上升段的泵,若并聯運行,則不得不采用。
3.水箱、水塔的提升泵應盡量減少泵的臺數,以一用一備為宜;當一臺運行能滿足要求時,則不宜采用多臺泵并聯方式;若必須采用多臺并聯運行或大小泵搭配方式時,其型號、臺數不宜過多,型號一般不宜超過兩種,泵的揚程范圍應相近;并聯運行時每臺泵宜仍在高效區(qū)范圍內運行。
4.如采用變頻調速給水泵,應符合下列條件:
1)電源可靠,應為雙電源或雙回路供電方式。
2)設計的不利工況點應在水泵特性曲線高效區(qū)段的右端點,水泵調速工作范圍能盡量在水泵高效區(qū)段內。
3)水泵調速范圍宜在0.75~1.0范圍內。
4)用水不均勻,流量變化大時宜采用多臺水泵組合供水(一般不超過3~4臺,可按1臺調速其余為恒速的方式運行),宜配小流量水泵和小型氣壓罐。
5)設備應具有水位控制功能。超高水位時報警,降至設計的下限水位時,自動停機;恢復到啟泵水位時,自動啟動。
5.應設備用泵,備用泵的供水能力不應小于大的一臺運行水泵的供水能力,水泵宜自動切換,交替運行。
6.水泵所配電機的壓力宜相同。
所謂合理選泵,就是要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術經濟指標,使之符合經濟、安全、適用的原則。具體來說,有以下幾個方面:
1、必須滿足使用流量和揚程的要求,即要求泵的運行工次點(裝置特性曲線 與泵的性能曲線的交點)經常保持在高效區(qū)間運行,這樣既省動力又不易損壞機件。
2、所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價便宜,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,運行平穩(wěn)、壽命長。
4、按所選水泵建泵站,工程投資少,運行費用低。
第二節(jié) 選型步驟
一、列出基本數據:
1、介質的特性:介質名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。
2、介質中所含因體的顆粒直徑、含量多少。
3、介質溫度:(℃)
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中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時對流量的影響。農業(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,管道系統中的壓力降(揚程損失)。
6、管道系統數據(管徑、長度、管道附件種類及數目,吸水池至壓水池的幾何標高等)。
如果需要的話還應作出裝置特性曲線。
在設計布置管道時,應注意如下事項:
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,但價格高,管道直徑小,會導致阻力損失急劇增大,使所選泵的揚程增加,配帶功率增加,成本和運行費用都增加。因此應從技術和經濟的角度綜合考慮。
B、排出管及其管接頭應考慮所能承受的大壓力。
C、管道布置應盡可能布置成直管,盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度,必須轉彎的時候,彎頭的彎曲半徑應該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃。
D、泵的排出側必須裝設閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調節(jié)泵的工況點,逆止閥在液體倒流時可防止泵反轉,并使泵避免水錘的打擊。(當液體倒流時,會產生巨大的反向壓力,使泵損壞)
二、確定流量揚程
1、流量的確定
a、如果生產工藝中已給出小、正常、大流量,應按大流量考慮。
b、如果生產工藝中只給出正常流量,應考慮留有一定的余量。
對于ns>100的大流量低其不意揚程泵,流量余量取5%,對ns<50的小流量高揚和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,對質量低劣和運行條件惡劣的泵,流量余量應取10%。
c、如果基本數據只給重量流量,應換算成體積流量。