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供水泵选型

发布者:famen  编辑:taike  来源:技术文档  

据统计,给水工程中能耗费占供水成本的30~70%,水泵的能耗费占总能耗费的90%左右。实际运行中,水泵的效率大多数不足60%,泵站的综合效率不足50%,存在着较大的能源浪费。
1.在能源供应紧张的今天,工程设计中运用水泵供水节能技术,正确地进行泵站设计,使水泵能经常高效运行,将具有重大经济意义。
水泵把水从水源中取出送至用户或净水厂;把净化的水送至供水管网;在长距离输水中将水加压;在分压供水系统中增加管网的压力;在用水高峰季节调节管网供水量;在工业循环供水系统中提升冷却水和补充新鲜水等。按照功能划分,水泵在供水系统各环节中构成取水泵站(一级泵站)、配水泵站(二级泵站)、加压泵站、调节泵站、循环泵站等。可以说水泵站是供水系统中的枢纽,水泵是这枢纽中的心脏。对于水泵的选型、在系统中的运行情况与节约能源、降低成本、提高经济效益密切相关。
2.选泵方法
水泵的选型是根据所需流量、扬程及其变化规律,同时考虑水泵经常供水时能高效运行确定。
一级泵站、加压泵站是按最高日平均时用水量设计,满足最高日供水量与扬程来确定泵型及台数。二级泵站按供水区逐时用水量变化设计,满足最高日最高时供水量与扬程来确定泵型及台数。
2.1取水泵的选择
在一级泵站选泵的扬程中,对水源取用设计低水位。实际上水源出现低水位的机率小,大多数时间是高于这个低水位的,造成选泵扬程高于大多数时间所需要的扬程。在水位变幅大的水源中,这一因素的影响更大。对选泵所用的最高日水量来说,在一年之中最高日水量出现的天数往往只占百分之几。大多数时间低于选泵所用的最高日水量。输水管中的水头损失是随水量的变化成平方关系变化。显然,在大多数时间里,系统上所需扬程和水量皆小于选泵时的扬程和水量。
2.2供水泵的选择
二级泵站供水管网的用水量不是一个固定值。是逐年、逐月、逐日、逐时地变化着的。管网的水头损失也是随水量的变化成平方关系变化,管网所需的水压也随水量的变化而变化。选泵中的扬程和水量采取以点兼面、以大兼小的取值方法,不仅增加了初期设备费,也因为水泵长时间的低效率运行造成能量浪费,在经济上是不允许的。
对于复杂的管路,当不能准确地求出管路特性曲线时,是无法选择合适的泵型的。选泵参数不当,泵不可能高效运行。
2.3水泵的配置
一般离心泵的效率为80%左右,选型时往往考虑设备在使用中挖潜,选泵参数留有裕量,造成投产初期水泵低效率运行。即使初期使用小泵运行,也存在效率低的问题。
对于扬程、水量变化较大的工况,若使水泵在大多数时间高效运行,实际是做不到的。
鉴于上述各种情况,选泵时,在满足最大工况的前提下,在用水量和所需水压变化较大的情况下,可选用多台性能不同的水泵组合运行,但台数多、型号多、管理麻烦。也可考虑多台同型号水泵并联运行与单台水泵独立运行相结合的方式,选泵时应选择在并联运行时每台水泵的工况点接近最高效区的左边界,水泵在单独运行时,工况点向右移动,仍可处在高效区运行,这样选择的结果,可促使水泵在整个工况变化范围内的运行效率都较高。这种方式,同样也因台数多,管理麻烦。因此,在水泵供水系统中,采用其他多种节能措施是非常必要的。
3.水泵适应流量、扬程变化的调节方式
按照最大工况选泵,与实际运行工况相差较大,降低水泵效率。为此,运行中根据工况中流量与扬程的变化进行水泵运行工况的调节,常用的调节方式有下列几种。
3.1流量调节
3.1.1减少阀门的开启度
这是生产中常采用的调流方式。当水泵的工作扬程高于管路所需要的水压时,为满足管路的要求,减小水泵出水阀门的开启度,使阀门增加的水头损失恰好等于某供水量时水泵扬程与管路所需压力之差,改变管路的特性来符合相应供水量时水泵的扬程。该调节方法使大量的电能损失在减少阀门开启度而产生的阻尼上,使工况在水泵的特性曲线上向左移动,降低了系统运行效率,多耗了电能。
3.1.2多台水泵并联运行
如前所述,在用水量变化较大的供水系统中,设置多台同型号或多台不同型号的泵并联工作,通过调节水泵的台数进行流量调节,以适应管网对水量变化的要求。这种运行方式,台数不能太多,这不仅因台数太多带来管理麻烦,降低运行效率,而且会增加水泵的开停次数,缩短设备的使用寿命,这种方式不能连续调节流量变化,也不能用来调节时变化。见图1
供水泵的选型及调节方式
3.2水泵特性调节
3.2.1调节水泵叶片的安装角度
在安设轴流泵或混流泵时,可利用这种泵的叶片可调性,使其工作参数随叶片安装角而变化,从而改变水泵的特性。水泵叶片的安装角度增大,流量增大,水泵的效率也增高。但泵站的综合效率不一定高,要经过计算确定。其调节方式有全调节和半调节两种,全调节在水泵运行中利用调节机构进行调节。半调节是在水泵停止运行时,进行叶片安装角度的调节。
3.2.2车削叶轮直径或更换不同直径的叶轮
改变叶轮直径可改变水泵的性能。根据流量的变化,计算出水泵高效运行时满足工况要求的叶轮直径,如果工况长期稳定,只车削一次即可。如果工况是随着季节的变化而变化的,可配备不同直径的叶轮,进行更换。这种方式受叶轮直径变化范围的限制。用这种方式代替调节阀门开启度的流量调节方式,可节省能耗,但只适用于变化不太大的工况。
3.2.3调节转速
利用改变电动机的转速或改变电动机和水泵的速比可改变水泵的特性,使之适应供水系统工况变化幅度较大的情况。实践证明,调节转速的方法具有良好的节能效果,可简化和便于泵房设备的调度,易于实现自动控制。
4.水泵的调速特性及节能原理
上述各种调节方式中,用调节水泵的转速,是降低能耗的最好方式。原因是在改变水泵的转速时且转速变化在±20%范围内,保持泵体内部的流动状态相似的话,那么泵体内的水流速度与转速成正比,流量与转速比成正比,扬程与转速比的平方成正比。轴功率与转速比的立方成正比。
Q=Q0(n/n0)(1)
H=H0(n/n0)2(2)
N=N0(n/n0)3(3)
式中:n0为额定转速,Q0为额定转速时的流量,H0为额定转速时的扬程,N0为额定转速时的轴功率,为调速后的转速,Q为n转速时的流量,H为n转速时的扬程,N为n转速时的轴功率。
由式(1)、式(2)换算后可以得到下式
H=(H0/Q022)Q2
式中H是水泵运行中任何一工况点的扬程
Q是水泵运行中任何一工况点的流量
当在最佳工况点时,H0/Q0是特定条件为H0、Q0时的特定常数。指额定转速时的扬程与流量之比。

节水灌溉设备中水泵的选型使用与故障排除
1、水泵的选型
1.1水泵的设计
1.1.1设计流量。设计流量应根据灌溉的农田面积、灌水量、轮灌天数等确定,同时水泵的流量还应小于水源的持续供水量,以确保水泵连续运行。
1.1.2设计扬程。水泵的扬程指水系统的总扬程,即实际扬程(由选定的抽水站地址的地况和水源状况决定,它等于进、出水池水位的高差)和损失扬程(等于实际扬程的0.10--0.20)之和。
1.2水泵的速型。根据设计流量和设计扬程利用水泵型谱表或水泵性能表选择水泵(流量和扬程必须相符)然后根据配置的管路系统进行校核,如水泵不在高效区运行,则应重新选择。
2、水泵的使用
2.1水泵的安装
2.1.1在地理环境许可的条件下,水泵应尽量靠近水源,以减少吸水管的长度。水泵安装处的地基应牢固,对固定式泵站应修专门的基础。
2.1.2进水管路应密封可靠,必须有专用支撑,不可吊在水泵上。装有底阀的进水管,应尽量使底阀轴线与水平面垂直安装,其轴线与水平面的夹角不得小于45°。水源为渠道时,底阀应高于水底0.50米以上,且加网防止杂物进入泵内。
2.1.3机、泵底座应水平,与基础的联结应牢固。机、泵皮带传动时,皮带紧边在下,这样传动效率高,水泵叶轮转向应与箭头指示方向一致;采用联轴器传动时,机、泵必须同轴线。
2.2检查
2.2.1泵轴转动应灵活,无撞击声;泵轴径无明显晃动,加够钙基润滑油。
2.2.2检查进水管是否破损,对开裂处要及时粘修;检查各紧固螺栓是否松动,拧紧松动螺栓。
2.2.3潜水泵的电机绕组、电绝缘应符合要求,才能使用。
2.3运行与停车
2.3.1水泵运行中要注意随时查看真空表和压力表,监视和记录水泵的工作情况,倾听有无异常响动,轴承处是否温度太高,填料函滴水是否过多或过少,还需检查水泵转速以及皮带松紧度是否正常。
2.3.2潜水泵必须埋入水中工作,一旦露出水面应立刻断电停止运行,否则有烧毁的危险。
2.3.3高扬程水泵停机时,应禁止突然中断动力,否则容易产生水击而损坏水泵或管路;对装有闸阀的输水系统,停机时应缓慢地关闭闸阀,然后停机;对以柴抽机为动力的抽水机组,也应逐渐减油后停机。冬季停机时应将泵内的水放净,以防锈蚀或冻裂;长期停机时,应将各部件拆开、擦干、检查和修理,然后装配,储存在干燥处。
3、水泵的常见故障及排除
3.1水泵不吸水或不出水。原因多是底阀损坏或卡死;滤水部分淤塞,系统扬程超过水泵的扬程过多;水泵或吸水管漏气;叶轮流道堵塞或损坏;叶轮转向不符规定或转速过低;吸水管内积气等。可以分别采取修复、清除杂物、紧固、更换等方法排除。
3.2水泵出水量少或抽真空引水失效。原因主要有管路漏气;水泵转速降低;水位下降吸水扬程增加;滤网、叶轮或吸水管局部堵塞;叶轮损坏:轴封处漏气;泵盖紧固螺栓松动等。可以分别对其检查、堵漏,必要时可以更换或重新安装。
3.3水泵振动或有噪声。原因主要有安装不合理;泵轴弯曲;叶轮损坏或不平衡;轴承损坏或润滑不良;固定螺钉松动;机轴、泵轴不同心;电机转子不平衡;叶轮与泵壳相擦等。可以分别进行调整。校直、修复、更换、紧固等方法排除。
3.4轴承发热。原因主要有轴承磨损严重;泵轴弯曲;润滑不良;机轴、泵轴不同心;轴承安装不当等。可以分别进行更换、校直、改善润滑、调整、正确安装等方法排除。

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