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1,水泵与水泵站,2,第一章 水泵基础知识第二章 水泵站第三章 水泵运行中常见故障及防御,3,第一章 水泵基础知识,一、泵的类型1、根据泵的工作原理和结构分：(见下页)2、根据介质分：清水泵、污水（污物）泵、油泵、耐腐蚀泵、衬氟泵、排污泵等；3、从使用安装方式分：管道泵、液下泵、潜水泵等。,4,5,二、泵的适用范围和特性比较表,6,7,叶轮按其盖板情况可分封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式,封闭式,敞开式,半开式,8,三、水泵的工作原理(叶片泵),1、离心泵的工作原理 水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提相高处的，故称离心泵。,9,（1）单级单吸离心泵,IS型单级单吸离心泵,10,IS型单级单吸离心泵,11,单级单吸离心泵结构原理图：,12,S型单级双吸离心泵,（2）单级双吸离心泵,13,s型单级双吸离心泵结构原理图：,14,（3）多级离心泵,DL、DLE型立式多级离心泵,LG立式多级泵,15,QJ型潜水深井泵,XBD5.4/10-LG型立式多级消防泵组,16,D、DG型多级离心泵.,17,GDL立式多级泵结构图,18,冲压立式多级离心泵结构图,19,DG型泵系卧式单吸多级分段式离心泵,20,2、轴流泵的工作原理 轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。*轴流泵的一般特点（1）水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。（2）扬程低（113米）、流量大、效益高，适于平原、湖区、河网区排灌。（3）起动前不需灌水，操作简单。,21,轴流泵工作原理示意图：,22,轴流泵抽水装置示意图：,23,24,轴流泵枢纽（嘉兴市）,25,轴流泵枢纽（嘉兴市）,26,轴流泵枢纽（盐官排涝枢纽）,27,3、混流泵的工作原理 由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。,28,29,1、前泵盖 2、泵体 3、叶轮螺母 4、叶轮 5、后泵盖 6、机封压盖 7、机械密封组合 8、轴套 9、前轴承压盖 10、托架 11、泵轴 12、轴承盒 13、后轴承压盖,混流泵结构原理图：,30,1.输送介质的物理化学性能输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时需要考虑的重要因素。介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等2.工艺参数（选型重要依据）(1)流量Q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。泵数据表上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.11.15倍。(2)扬程H:工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05 1.1倍。(3)进口压力Ps和出口压力Pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。(4)温度T:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。(5)装置汽蚀余量NPSHa:有效汽蚀余量(6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。,四、泵选型条件,31,般水泵大中型泵站台数以48台为宜。中小型泵站以台为宜，小型泵站以台为宜，对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联工作：*流量很大，一台泵达不到此流量。*对于需要有50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，一台备用（共三台）*对某些大型泵，可选用70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一抬泵仍然承担生产上70%的输送。*对需24小时连续不停运转的泵，应备用三台泵，运转，一台备用，一台维修。,泵的台数和备用率,32,泵的类型应根据装置的工艺参数、输送介质 的物理和化学性质、操作周期和泵的结构特性等因素合理选择。（见下页）离心泵具有结构简单，输液无脉动，流量调节简单等优点，因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵。（1）有计量要求时，选用计量泵。（2）扬程要求很高，流量很小无合适小流量高扬程离心泵可选时，可选用往复泵；如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。（3）扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。（4）介质黏度较大（6501000mm2/s)时，可考虑选用转子泵，如：螺杆泵或往复泵；黏度特别大时，可选用特殊设计的高黏度螺杆泵和高黏度往复泵。（5）介质含气量5%，流量较小且黏度37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。如允许流量有脉动，可选用往复泵。（6）对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如：自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、自吸式容积泵。,五、泵类型的选择,33,图1：泵类型选择框图（根据框图可以初步确定符合装置参数和介质要求的泵类型）,Q600m3/h,H20m,含气量 5%,黏度,H150m,Q10m3/h,容积式泵,超出 范围,计量泵,n2300,混流泵轴流泵,离心泵,否,有,旋涡泵,无,n=1450r/minn2=3.65nQ1/2/H3/4,是,否,是,是,否,否,否,否,否,否,是,是,是,是,是,34,泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵，如：IS型清水泵，Y型油泵，ZA型化工流程泵，SJA型化工流程泵等。当泵的类型确定后，就可以根据工艺参数和介质特性来选择泵系列和材料。如确定选用离心泵后，可以进一步考虑如下项目：（1）根据介质特性决定选用哪种特性泵，如：清水泵、耐腐蚀泵，或化工流程泵和杂质泵等。介质为剧毒、贵重或有放射性等不允许泄露物质时，应考虑选用无泄漏泵（如：屏蔽泵、磁力泵）或带有泄漏收集和泄漏报警装置的双端面机械密封。如介质为液化烃等易挥发液体应选用低汽蚀余量蹦，如：筒型泵。（2）根据现场安装条件选择卧式泵、立式泵（含液下泵管道泵）。（3）根据流量大小选用单吸泵、双吸泵、或小流量离心泵。（4）根据扬程高低选用单级泵、多级泵，或高速离心泵等。以上各项确定后可根据各类泵中不同系列泵的特点及生产厂的条件，选择合适的泵系列及生产厂。,六、泵系列和材料的选择,35,泵的类型、系列和材料选定后就可以根据泵厂提供的样本及有关资料确定泵的型号。1.容积式泵型号的确定（1）工艺要求的额定流量Q和额定出口压力P的确定额定流量Q一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，取正常流量的1.1 1.5倍。额定出口压力P指泵出口可能出现的最大压力值。（2）查容积泵样本或技术资料给出的流量Q和压力P流量Q指容积式泵输出的最大流量。可通过旁路调节和改变行程等方法达到工艺要求的流量。压力P指容积式泵允许的最大出口压力。（3）选型依据符合以下条件者即为初步确定的泵型号。流量Q Q，且Q愈接近Q愈合理；压力P P，且P愈接近P愈合理；（4）校核泵的汽蚀余量NPSHr装置汽蚀余量NPSHa，如不合乎此要求，需降低泵的安装高度，以提高NPSHa值；或向泵厂家提出要求，以降低NPSHr值；或同时采用上述两方法，最终使NPSHrNPSHa 安全余量S。当符合以上条件泵不止一种时，应综合考虑选择效率高、价格低廉和可靠性高的泵。,七、泵型号的确定,36,2.离心泵型号的确定（1）额定流量和扬程的确定额定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，取正常流量的1.1 1.5倍。额定扬程一般取装置所需扬程的1.05 1.1倍。对黏度20mm2/s或含固体颗粒的介质，需换算成输送清水时的额定流量和扬程，再进行以下工作。（2）查系列型图谱按额定流量和扬程查出初步选择的泵型号，可能为1种，也可能为2种以上。（3）校核按性能曲线校核泵的额定工作点是否落在泵的高效工作区内；校核泵的装置汽蚀余量NPSHa-必需汽蚀余量NPSHr是否符合要求。当不满足时，应采取有效措施加以实现。当符合以上条件者有2种以上规格时，要选择综合指标高者为最终选定的泵型号。具体可比较以下参数：效率（泵效率高者为优）、重量（泵重量轻者为优）和价格（泵价格低者为优）。,37,八、原动机功率的确定,1.泵的轴功率Pa计算(1)叶片式泵 KW(2)容积式泵 KW2.原动机的配用功率 KW3.根据爆炸区域、防爆等级、电源和供气情况等选择合适的原动机。,H泵的额定扬程,mQ泵的额定流量,m3/s介质密度,kg/m3泵额定工况下的效率Pa泵额定工况下的轴功 率,KWPd泵出口压力,MPaPs泵入口压力,MPat泵传动装置效率K原动机效率裕量系数,38,轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有：填料密封、机械密封和动力密封。往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。旋转式泵（含叶片式泵、转子泵等）的轴封主要有填料密封、机械密封和动力密封。1.填料密封:结构简单、价格便宜、维护方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。2.机械密封:（也称端面密封）密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维护保养比一般密封要求高。机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。3.动力密封:分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。停车时离心力消失，靠背叶片（或副叶轮）的密封作用失效，这时靠停车密封装置起到密封作用。与背叶片（或副叶轮）配套的停车密封装置中较多采用填料密封。动力密封性能可靠，价格便宜，维护方便，适用于输送含有固体颗粒较多的介质。缺点：功率损失较机械密封大，且其停车密封装置的寿命较短。,九、轴封形式的确定,39,泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位移，减低对联轴器安装的精确对中要求，缓和冲击，改变轴系的自振频率和避免发生危害性振动等。泵常用联轴器有：1.爪型弹性联轴器2.弹性柱销联轴器3.膜片联轴器4.液力偶合器,十、联轴器及其选用,40,又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量轻，结构简单，安装方便，价格廉价，常用于小功率及不太重要的场合。,1.爪型弹性联轴器,41,弹性柱销联轴器以柱销与两半联轴器的凸缘相联，柱销的一端以圆锥面和螺母与半联轴器凸缘上的锥形销孔形成固定装配，另一端带有弹性套，装在另一半联轴器凸缘的柱孔销中。弹性套用橡胶制成。弹性套柱销联轴器的特点：结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻，传动扭矩大，广泛应用于各种旋转泵中。,2.弹性柱销联轴器,42,膜片联轴器是采用一组厚度很薄的金属弹簧片，制成各种形状，用螺栓分别与两半联轴器联接。膜片联轴器结构简单，不需要润滑和维护，抗高温，抗不对中性能好，可靠性高，传动扭距大，但价格较高。水泵行业推荐的膜片联轴器为JM1J型接中间轴整体式膜片联轴器。,3.膜片联轴器,43,4.液力偶合器:,液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。液力耦合器其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图所示。液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。液力耦合器启动平稳，有过载保护及无级调速等功能，缺点是存在一定的功率损耗，价格较贵。一般均用于大功率或工况需经常改变的大泵。,44,第二章 给水泵站,水泵、管道及电机（简称泵、管、机）三者构成了泵站中的主要工艺设施。为了掌握泵站设计与管理技术，对于泵站中的选泵依据、选泵要点、水泵机组布置、基础安装要求、吸压水管布置、管径确定与管道安装要求以及电机电器设备的选用等方面的知识，是必须有深入的了解与掌握的。除此以外，对于保证泵、管、机正常运行与维护所必须的辅助设施如：计量、充水、起重、排水、通风、减噪、采光、交通以及水锤消除等方面的设备与措施的选用也必须有基本的了解与掌握。本章将以给水泵站为例，介绍上述内容。,45,一、一般分类和按作用分类1.一般分类按室内外地坪标高可分为：地面式泵站、地下式泵站、半地下式泵站按操作方式分为：人工手动、半自动化、自动化和遥控等2.按作用分类：取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环水泵站,2.1泵站分类与特点,46,1）取水泵站（一级泵站）,取水泵站由吸水井、泵房及闸阀井等3 部分组成。工艺流程（地面水取水泵站工艺流程）：,2,1,3,4,5,1 一水源；2 一吸水井；3 一取水泵房；4 一闸阀井（即切换井）;5 一净水厂,47,取水泵站特点：（1）靠江临水 河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会直接影响到取水泵站本身的埋深、结构形式以及工程造价等。（2）水位变化大（3）泵房的高度高 一般采用圆形钢筋混凝土结构 泵房平面面积大小对泵站的工程造价影响大，“贵在平面”。,48,设计泵房应注意的问题：机组及各辅助设施的布置，应尽可能地充分利用泵房内的面积；结构计算；稳定验算：抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡等；近远期相结合，考虑到远期扩建的可能性，”百年大大计，一次完成”。施工空间、时间的安排，应在枯水期抢工期。,49,50,51,52,53,2）送水泵站（二级泵站，清水泵站）,净化构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。（1）特点：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。（2）送水泵站工艺流程：,1 一清水池；2 一吸水井；3 一送水泵站；4 一管网；5 一高地水池（水塔）,吸水井,送水泵站,清水池,水塔,管网,54,（3）吸水井 型式：合建式 分建式 送水泵站吸水水位变化范围小，通常不超过3 4m，因此泵站埋深较浅。送水泵站为了适应管网中用户水量和水压的变化，必须设置各种不同型号和台数的水泵机组。,55,3）加压泵站,城市给水管网面积较大，输配水管线很长，或给水对象所在地的地势很高，城市内地形起伏较大的情况下，通过技术经济比较，可以在城市管网中增设加压泵站。优点：减少能耗大减低管网中压力，减少管道水量漏失。加压方式：1、采用在输水管线上直接串联加压；一般用于水厂位置远离城市管网的长距离输水的场合。2、采用清水池及泵站加压供水。,56,加压泵站供水方式,加压泵站供水方式1 一二级泵房；2 一增压泵房；3 一水库泵站；4 一配水管网；5 一输水管；6 一逆止阀,57,4）循环水泵站,在某些工业企业中，生产用水可以循环使用或经过简单处理后回用时采用。在循环系统的泵站中，一般设置输送冷、热水的两组水泵，热水泵将生产车间排出的废热水，压送到冷却构筑物进行降温，冷却后的水再由冷水泵抽送到生产车间使用。,循环给水系统工艺流程,1 一生产车间；2 一净水构筑物；3 一热水井；4 一循环泵站；5 一冷却构筑物；6 一集水池；7 一补充新鲜水,58,2.2水泵选择,一、选泵的原则1、满足流量和扬程的要求；2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。,59,二、选型的方法和步骤1、确定水泵的流量和扬程；2、泵型初选：根据“水泵的型谱图”；3、精选水泵；4、确定泵型。,60,三、选泵的主要依据 选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律。选泵的任务是选定水泵的型号和台数。1 均匀供水泵站（一级泵站）:泵站从水源取水，输送到净水构筑物。1）流量 为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的水泵昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：式中:Qr 一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h);Qd 供水对象最高日用水量（m“/d);为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取=1.051.1;T 为一级泵站在一昼夜内工作小时数。,61,2）扬程一级泵站中水泵的扬程是根据所采用的给水系统的工作条件来决定的。泵站所需的扬程按下式计算：H=HsT+hs+hd+（1.52）m式中H 泵站的扬程（m);HsT 静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）与净化构筑物进口水面标高差（m);hs 吸水管路的水头损失（m);hd 输水管路的水头损失（m）。此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1.5 2m。3）台数同型号13台，每台流量Qri=Qa/Kn，Kn1.0、1.9、2.51、2.84、3等。每台效率（%）=100%、95%、83.7%、71%,62,2、二级泵站 一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的分级供水线。分级供水的优点：在于管网中水塔的调节容积远较均匀供水时为小。但是，分级不宜太多，因为分级供水需设置较多的水泵，将增大泵站面积，清水池的调节容积也要加大，此外，二级泵站的输水管直径也要相应加大，因为必须按最大一级供水流量来设计输水管道的直径。通常对于小城市的给水系统，由于用水量不大，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算。这样，虽然水塔的调节容积占全日用水量的百分比值较大，但其绝对值不大，在经济上还是合适的。,63,对于大城市的给水系统，有的采取无水塔、多水源、分散供水系统，因此宜采取泵站分级供水方式，即泵站的设计流量按最高日最高时用水量计算，而运用多台同型号或不同型号的水泵的组合来适应用水量的变化。对于中等城市的给水系统，应视给水管网中有无水塔以及水塔在管网中的位置而定，可分多种情况通过管网平差后确定。1）流量式中:Qh 最高日最高时流量（m3/h);Qd 供水对象最高日用水量（m3/d);给水系统自用水系数，一般取=1.01 1.02;T 为二级泵站在一昼夜内工作小时数。,64,2)扬程按管网最不利控制点要求的扬程来确定设计最大扬程。H=HsT+h+（1.52）m=HsT+Hsev+h+（1.52）m式中:式中H 泵站的扬程（m);HsT 静扬程，采用吸水井的最低水位与管网控制点（最不利点）地面标高差（m);h 输水管路和管网的水头损失（m);Hsev 控制点所需的服务水头（m）。此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1.52m。,65,（3）台数：同（异）型号水泵23台并联满足Qmax和Hmax的要求，再以各单泵工作和两（三）台并联满足分级供水的需要。3.循环泵站：都是均匀供水，取Qr=Qo H=HsT+h+（1.52）m,66,四、选泵要点,选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：1、大小兼顾，调配灵活给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时地变化。选泵时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用水量的变化。,67,68,2、型号整齐，互为备用 从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多则不便于管理。一般希望能选择同型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站，管网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，均可在选泵中采用本要点给予侧重考虑。当全日均匀供水时，泵站可以选2 3 台同型号的水泵并联运行。,69,3、合理地用尽各水泵的高效段 单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵（如Sh 型、SA 型）。它们的经济工作范围（即高效段），一般在0.85Qp 1.15Qp之间（Qp为水泵铭牌上的额定流量值）。选泵时应充分利用各水泵的高效段。4 近远期相结合 特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近期发展采用换大泵轮以增大水量，远期采用换大泵的措施。5、大中型泵站需作选泵方案比较 6、水泵并联、串联 并联：流量Q匹配；同型号1台效率为1Q，2台1.9Q，3台2.51Q，4台2.84Q。串联：扬程H匹配。,70,【例】,根据给水管网设计资料，已知最高日最高时用水量为920L/s，时变化系数Kh=1.7，日变化Kd=1.3，管网最大用水时水头损失为11.5m，输水管水头损失为1.5m,泵站吸水井最低水位到管网中最不利点地形高差为2m，用水区建筑物层数为3 层。试进行送水泵站水泵的选型设计。【解】已知管网要求的服务水头为16m，假设用水量最大时泵站内水头损失为2m，则可求得泵站的最大扬程为：H=2+1.5+11.5+2+16+2=35m 每台泵最大供水量为：Qri=Qa/Kn根据求得的扬程H、流量Qri、并联台数选择水泵型号。,71,五、选泵时应考虑的其他因素,1、水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部结构形式的影响，因而对泵站的造价有较大的影响。2、应保证水泵的正常吸水条件。3、应选用效率高的水泵，尽量采用大泵。4、选用备用泵。5、选用系列泵和定型生产的泵。,72,六、选泵后的校核,在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。,73,74,归纳起来，选泵应注意以下几点：(1）在满足最大工况要求的条件下，应尽量减少能量的浪费；(2）合理地利用各水泵的高效率段；(3）尽可能选用同型号泵，使型号整齐，互为备用；(4）尽量选用大泵，但也应按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配；(5）若h 值变化大，则可选不同型号泵搭配运行。(6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；(7）考虑必要的备用机组；(8）进行消防用水时的校核；(9）考虑泵站的发展，实行近远期相结合；(10）尽量选用当地成批生产的水泵型号。,75,第三章 水泵运行中常见故障及防御,一、汽蚀（一）汽蚀现象 液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。,76,在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。（二）、泵汽蚀基本关系式 泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此，研究汽蚀发生的条件，应从泵本身和吸入装置双方来考虑，泵汽蚀的基本关系式为 NPSHcNPSHrNPSHNPSHa NPSHa=NPSHr(NPSHc)泵开始汽蚀 NPSHa NPSHaNPSHr(NPSHc)泵无汽蚀 式中：NPSHa装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；NPSHr泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；NPSHc临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；NPSH许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取NPSH=（1.11.5）NPSHc。,77,（三）装置汽蚀余量的计算 NPSHa=Ps/g+Vs/2g-Pc/g=Pc/ghg-hc-Ps/g（四）防止发生汽蚀的措施 欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa，使NPSHaNPSHr可防止发生汽蚀的措施如下：1 减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；2 减小吸入损失hc，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；3 防止长时间在大流量下运行；4 在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；5 泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；6 泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响；7 对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。,78,二、水锤（一）水锤现象,当压力管道中的液体，遇到阀门突然关闭或开启以及水泵的突然停运或启动时，在瞬间内液体运动速度发生急剧的变化，引起其动量的迅速改变，从而造成管道中液体的压力显著地、反复地、迅速变化，这种现象称为水锤现象。（二）水锤危害 发生水锤现象时，管道内液体压力骤然大幅度波动，其压力可能达到管中液体原来正常压力的几十倍甚至上百倍，可能导致管道系统的强烈振动、噪音、甚至使管道严重变形、爆裂及损坏水力设备等。,79,（三）防止水锤的措施,消除水锤现象的发生一般采取如下措施：（1）增加阀门的启动时间；（2）尽量缩短管道的长度：（3）在管道上装设安全阀，以限制压力升高的数值；（4）安装水锤消除器。,80,隔膜式水锤消除器,81,活塞式水锤消除器,82,水锤消除器安装位置,83,水锤消除器安装位置,84,三、水泵的运行（一）开泵与停泵 1.离心泵启动前得检查：工作人员在水泵启动前，应先对水泵进行全面检查，各部件是否正常，机组转动是否灵活，泵内有无声响，轴承润滑是否清洁，油是否符合标准，填料密封冷却水阀是否打开，压盖松紧是否适合，进水水位是否到位，出水管阀门是否关闭，电源、开关、仪表等是否正常。,85,2.启动电动机：水泵启动后应立即关闭排气阀，注意真空表和压力表读数是否上升，轴承、填料函是否运转正常，通常填料处呈滴水漏水，若无滴水，则表明填料压盖过紧，应将压盖放松，若漏水多进气，应将压盖压紧一些。找开出水阀。水泵运行后，打开出水阀，压力表指针缓慢下降，直到出水管压力正常为止。电流表逐渐达到额定数值，表明水泵正常运行。再查、看、听机组运行及各种仪表等，填写运行记录。而后按规定进行巡回检查，监视机组运行情况，以确保供水。3.停泵：停泵前要慢慢关闭出水管上的阀门，是电动机最后达到空载状态，阀门完全关闭后切断电源，电动机停止运行。,86,（二）水泵运行中的主意事项 1.声音与震动：水泵在运行中机组平稳，声音正常而不间断，如有不正常的声音和震动发生，是水泵发生故障的前奏，应立即停泵检查。2.温度与油量：水泵运行时对轴承的温度和油温，应经常巡检，用温度表所量测的轴承温度：滑动轴承最高温度为85，滚动轴承最高温度为90。工作中可以用手触轴承座，若烫手不能停留时，说明温度过高，应停泵检查。轴承中的润滑油要适中，用机油润滑的轴承要经常检查，即使补足油量。同时动力机温度也不能过高，填料密封应正常，若发现异常现象，必须停机检查。,87,3.仪表变化：水泵启动后，要注意各种仪表指针位置，在正常运行情况下，指针应稳定在一个位置上基本不变，若指针发生剧烈变化，要立即查明原因。（1）离心泵：若真空表指针突然上升或过高，可能是进水水管被堵塞，或进水池水位过低，应停机检查。若压力表指针突然下降到零，要立即关闭出水阀，停泵进行检查。若出水压力突然下降，表明用水大增，或水管破裂大量漏水。也可能是供电线路发生问题，电机转速下降造成水泵扬程下降等。当然也可能是压力表损坏。电流表指数上升，指针摇摆不止，电动机绕阻可能发生问题，要及时切断电源停泵检查，以免电机被烧坏。电流表读数超过电动机额定电流，不一定立即停泵，要查明原因，使其在允许范围之内。电流表读数下降，可能是由于出水阀或底阀没有完全打开或水泵进气等原因造成。,88,（2）深井泵：若电流读数突然下降并接近零，且不再回升，而电动机仍在运行，水泵不出水，则表明转动轴已断裂，应立即停泵。若电流表读数突然上升，以至达到上限，则可能是扬水管脱焊，扬水管脱扣或水泵体故障所致，要立即停泵，以免造成更大的事故。此类事故发生之前可能出现机组震动增大，出水量减少，在机组旁可以听到有较有规律而低沉的撞击井壁声等。电流表指针有规律地上下波动，正常值维持几分钟后有回落，几分钟或数十秒后又上升，循环不停。造成的原因是动水位降落过低，是水泵间歇工作，此时应立即停泵。增加叶轮轴向间隙，以减少出水量。彻底解决办法是清洗深井提高水位。,89,4.水位变化：机组运行时，要注意进水池和水井的水位变化。要水位过低（低于最低水位），应停泵，以免发生气蚀。深井泵要经常量测井中水位的变化，防止水位下降过大，影响水泵正常工作。在运行过程中，若发现井水中含有大量泥沙，应把水抽清，以免停泵后泥沙沉积于水泵货井底中，影响水泵下次启动或井水水质。当发生大量涌沙而长时间抽不清时，应停泵进行分析以免造成井的塌陷 5.工作记录：值班工作人员，在机组运行中应认真做好记录。水泵发生异常时，应增加记录次数，分析原因，及时进行处理。交班时应把值班时发现的问题和异常现象交代清楚，提醒下一班工作人员注意。,90,三、水泵的保养与维修 1.保养内容（1）一级保养：保持水泵整洁，监视水泵油位，掌握水泵运行情况，做好运行记录：检查各部螺丝是否松动，真空表和压力表的波动情况。（2）二级保养：除完成一级保养的全部内容外，应对真空表、压力表导管进行清理，确保真空表、压力表指示准确、可靠。对冷却和密封水管进行清理，以保证水泵轴承的冷却和密封。（3）小修：在完成上述二级保养的基础上，打开泵盖、卸下转子，轴承盖解体，清理、换油、调正间隙，同时对各部件进行检查，小的缺陷要修理，大的缺陷要更换，紧固各部件螺丝，调整联轴器的同心度，冰确定下次大修时间。（4）大修：将水泵解体，清洗和检查所有零件。更换和修理所有损坏和有缺陷的零件，检修或更换压力表，更换润滑油，量测并调整泵体的水平度。,91,2.保养周期 一级保养由值班人员承担，每天进行。二级保养由值班人员承担，每运行720小时进行一次。小修由检修人员承担，值班工作人员参加，每运行1800小时进行一次。大修根据小修的工作情况确定大修的时间。3.检修质量标准（1）主轴：主轴表面是否有伤痕，各部位尺寸是否在主轴技术要求的范围内，光洁度应达到6以上。轴颈的锥度与椭圆度不得大于轴径的1/2000，且不得超过0.05mm。泵轴允许弯曲度为，如超过该值可用机械或加热法调直。键与键槽应紧密结合，不允许加垫片。不合格的主轴要及时更换。（2）转子部件：泵轴与轴套不允许作用同种材料，以免咬死：泵轴与轴套接触面的光洁度不得低于5：轴套端面的轴线不垂直度0.03mm：轴套不允许有明显的磨损伤痕。叶轮不允许有砂眼、穿孔、裂纹或因冲刷、气蚀而使壁厚严重减薄的现象：叶轮应用去重法平衡，但切去的厚度不得大于壁厚的1/3：新装的叶轮必须进行静平衡，叶轮与轴配合时，键顶应有0.10.4mm的间隙：转子与定子的总装后，应测定转子总轴的串量，转子定中心时应取总串量的一半滑动轴承轴瓦的下瓦北与底座应接触均匀，接触面积应大于60%，瓦背不许加垫。乌金层与瓦壳应结合良好，不允许有裂纹、砂眼、脱皮、夹渣等缺陷。,92,（3）、密封。压盖与轴套的径向间隙一般为：机械密封的压盖与垫片接触的平面对轴中心线不垂直度0.02mm：压盖与填料箱内壁的径向间隙通常为：机械密封与填料箱间的垫片厚度应在1-3mm之间：水封环与轴套的径向间隙一般为2-6mm。安装弹性联轴器孔的径向间隙为。联轴器找同心度时，电动机下边的垫片每组不能超过四块。4.水泵机组的完好标准（1）机组运行正常，配件齐全，其磨损、腐蚀程度在允许的范围内。（2）真空表、压力表、电流表、电压表等仪表，指示器灵敏，各种开关齐全，各冷却、润滑系统正常。（3）、机组设备良好，扬程、流量能满足正常需要。机组清洁，油漆完整铭牌完好。（4）开关柜及附属设备，如继电保护装置可靠，各种阀门完好，启动、关闭自如。（5）机组不允许漏电、漏油、漏水。（6）机组运行时声音正常，电机与泵的震动量与串动量应在标准范围之内（7）基础与底府完整坚固，地脚螺栓及各部螺栓完整、紧固。,（8）技术资料完整，应有设备卡片。检修及验收记录，电器实验记录，运行记录及设备更换部件图纸等。,