泵及泵站4(2)

1、4.4 4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础4.4.1 4.4.1 泵机组的布置泵机组的布置 1 1、 纵向排列纵向排列( (即各机组轴线平行单排并列即各机组轴线平行单排并列) ) 适用于如适用于如ISIS型单级单吸悬管式离心泵。型单级单吸悬管式离心泵。(1)(1)水管外壁和墙壁的净距水管外壁和墙壁的净距A A：A=A=最大设备的宽度加最大设备的宽度加1m1m，但，但A 2mA 2m。(2)(2)水管与水管之间的净距水管与水管之间的净距B B：B B0. 7m0. 7m(3)(3)水管外壁与配电设备的安全操作距离水管外壁与配电设备的安全操作距离C C：当为低压配电设备时：当为低压配电设

2、备时C 1. 5mC 1. 5m，高压配电设备，高压配电设备 C 2mC 2m。(4)水泵外形凸出部分水泵外形凸出部分(基础基础)与墙壁的净距与墙壁的净距D ：D 1m。 (5)电机外形凸出部分电机外形凸出部分(基础基础)与墙壁的净距与墙壁的净距E： E=电机轴长加电机轴长加0.5m，但不宜，但不宜3m 。(6)水管外壁与相邻机组的突出部分的净距水管外壁与相邻机组的突出部分的净距F：F 0.7m(电机功率大于电机功率大于55KW时不小于时不小于1m)。(横排)(纵排)值班室值班室配电设备ABCDEF2214.1m0.45 1.5 0.450.753.9m0.751.5m2、横向排列、横向排列

3、适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵适用侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh型、型、SA型水泵型水泵.(1)水泵凸出部分水泵凸出部分(基础基础)到墙壁的净距到墙壁的净距Al：A1=最大设备的宽度加最大设备的宽度加1m，但，但A1 2m。(2)出水侧水泵基础与墙壁的净距出水侧水泵基础与墙壁的净距B1：Bl不宜小于不宜小于3m。(3)进水侧水泵基础与墙壁的净距进水侧水泵基础与墙壁的净距Dl ：Dl不宜小于不宜小于1m。(4)电机凸出部分与配电设备的净距电机凸出部分与配电设备的净距C1：C1电机轴长十电机轴长十0.5m。但是，低压配电设备。但是，低压配电设备应应Cl1. 5m；高压配

4、电设备；高压配电设备C12.0m。(5)水泵基础之间水泵基础之间(电机与水泵凸出部分电机与水泵凸出部分)的净距的净距E1值与值与C1要求相同，要求相同， E1=C1(6)为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面为了减小泵房的跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房外面值班室变压器配电设备器压变E1D1B11AC14.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础n3、横向双行排列、横向双行排列 适用在泵房中机组较多的圆形取水泵站；适用在泵房中机组较多的圆形取水泵站； 这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的轴这种布置形式两行水泵的转向相反需配置不同转向的轴套止锁装置。套止锁装置。更衣室配

5、电间控制室水泵宽度+1m4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础n4.4.24.4.2水泵机组的基础水泵机组的基础 卧式水泵均为块式基础，其尺寸大小一般均按所选水泵安装尺寸所卧式水泵均为块式基础，其尺寸大小一般均按所选水泵安装尺寸所提供的数据确定。提供的数据确定。(1)(1)对于小泵对于小泵( (带底座带底座) )： 基础长度基础长度L L底座长度底座长度L1L1十十(0.15-0.20)(m)(0.15-0.20)(m) 基础宽度基础宽度B B底座螺孔间距底座螺孔间距( (在宽度方向上在宽度方向上)b1)b1十十(0.15- (0.15- 0.20)(m) 0.20)(m) 基础高度基础

6、高度H H底座地脚螺钉的长度底座地脚螺钉的长度l1 1十十(0.15-0.20)(m)(0.15-0.20)(m)(2)(2)对于不带底座的大、中型水泵：对于不带底座的大、中型水泵： 可根据水泵或电动机可根据水泵或电动机( (取其宽者取其宽者) )地脚螺孔的间距加上地脚螺孔的间距加上0.4-0.5m0.4-0.5m，基础，基础高度确定方法同上。高度确定方法同上。 基础的高度还可用下述方法进行校核。基础重量应大于机组总重量的基础的高度还可用下述方法进行校核。基础重量应大于机组总重量的2.52.54.04.0倍。在已知基础平面尺寸的条件下，根据基础的总重量可以算倍。在已知基础平面尺寸的条件下，根据

7、基础的总重量可以算出其高度。基础高度一般应不小于出其高度。基础高度一般应不小于505070cm70cm。基础一般用混凝土浇筑，。基础一般用混凝土浇筑，混凝土基础应高出室内地坪约混凝土基础应高出室内地坪约101020cm20cm。 4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础 为了保证泵站的工作可靠，运行安全和管理方便，在布置机组为了保证泵站的工作可靠，运行安全和管理方便，在布置机组时，应遵照以下规定：时，应遵照以下规定：(1)(1)相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道，以便工作人员通行。相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道，以便工作人员通行。电动机容量不大干电动机容量不大干55kW55kW时，

8、净距应不小于时，净距应不小于0.8m0.8m；电动机容量大；电动机容量大于于55kW55kW时，净距不小于时，净距不小于1.2m1.2m。电动机容量小于。电动机容量小于20kW20kW时，过道宽时，过道宽度可适当减小。但在任何情况下，设备的突出部分之间或突出度可适当减小。但在任何情况下，设备的突出部分之间或突出部件与墙之间应不小于部件与墙之间应不小于0.7m0.7m，如电动机容量大于，如电动机容量大于55kW55kW时，则不时，则不得小于得小于1.0m1.0m。 (2)(2)对于非水平接缝的泵，在检修时，往往要将泵轴和叶轮沿轴线对于非水平接缝的泵，在检修时，往往要将泵轴和叶轮沿轴线方向取出，因

9、此在设计泵房时，要考虑这个方向有一定的余地，方向取出，因此在设计泵房时，要考虑这个方向有一定的余地，即泵离开墙壁或其他机组的距离应大于泵轴长度加上即泵离开墙壁或其他机组的距离应大于泵轴长度加上0.25m0.25m，为，为了从电动机中取出转子，应同样地留出适当的距离。了从电动机中取出转子，应同样地留出适当的距离。 (3)(3)装有大型机组的泵站内，应留出适当的面积作为检修机组之用。装有大型机组的泵站内，应留出适当的面积作为检修机组之用。其尺寸应保持在被检修机组的周围有其尺寸应保持在被检修机组的周围有0.70.71.0m1.0m的过道。的过道。 (4)(4)泵站内主要通道宽度应不小于泵站内主要通道

10、宽度应不小于1.2m1.2m。 (5)(5)辅助泵辅助泵( (排水泵、真空泵排水泵、真空泵) )通常安置于泵房内的适当地方，尽可通常安置于泵房内的适当地方，尽可能不增大泵房尺寸。辅助泵可靠墙安装，只须一边留出过道。能不增大泵房尺寸。辅助泵可靠墙安装，只须一边留出过道。必要时，真空泵可安置于托架上。必要时，真空泵可安置于托架上。 4.4 泵机组的布置与基础泵机组的布置与基础4.5 4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路n4.5.1 4.5.1 对吸水管路的要求对吸水管路的要求(1)(1)不漏气不漏气 管材及接逢管材及接逢(2)(2)不积气不积气 管路安装管路安装(3)(3)不吸气不吸气 吸

11、水管进口位置吸水管进口位置正确不正确i0.005DD(1.52)Dh(0.751.0)DD0.8Ddh2D3d2D3ddd隔板Dn4.5.1 4.5.1 对吸水管路的要求对吸水管路的要求 为了防止泵吸入井底的沉渣，并使泵工作时有良好的水力条件应为了防止泵吸入井底的沉渣，并使泵工作时有良好的水力条件应遵守以下规定：遵守以下规定： (1)吸水管的进口高于井底不小于吸水管的进口高于井底不小于0.8D，如图，如图4-24。D为吸水管喇叭口为吸水管喇叭口(或底阀或底阀)扩大部分的直径，通常取扩大部分的直径，通常取D为吸水管直径的为吸水管直径的1.31.5倍。倍。 (2)吸水管喇叭口边缘距离井壁不小于（吸

12、水管喇叭口边缘距离井壁不小于（0.751.0）D。 (3)在同一井中安装有几根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于在同一井中安装有几根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于(1.52.0)D。 DD(1.52)Dh(0.751.0)DD0.8Ddh2D3d2D3ddd隔板D4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路4.5.1 4.5.1 对吸水管路的要求对吸水管路的要求当泵从压水管引水启动时，吸水管上应装有底阀。当泵从压水管引水启动时，吸水管上应装有底阀。 水下式水下式 水上式水上式 使用条件：吸水管路水平段有足够的长度使用条件：吸水管路水平段有足够的长度水上式底阀水上式底阀1吸水管；吸水管；

13、2底阀；底阀；3滤罩；滤罩；4工作台工作台4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路3124水下式底阀水下式底阀n4.5.1 4.5.1 对吸水管路的要求对吸水管路的要求例：设水泵安装高度为例：设水泵安装高度为4m，底阀距离吸水池中最，底阀距离吸水池中最低水位为低水位为3.5m。试计算该水上式底阀正常工作。试计算该水上式底阀正常工作所需的吸水管水平段所需的吸水管水平段l1的长度的长度(米米) 。4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路 4.5.1 4.5.1 对吸水管路的要求对吸水管路的要求 吸水管中的设计流速建议数值：吸水管中的设计流速建议数值： 管径小于管径小于250mm时，为时，为

14、1.0-1.2ms； 管径等于或大于管径等于或大于250mm时，为时，为1.2-1. 6ms。 在吸水管路不长且地形吸水高度不很大的情况下，在吸水管路不长且地形吸水高度不很大的情况下， 可采用比上述数值大些的流速，如可采用比上述数值大些的流速，如1.62.0ms。例。例如水泵为自灌式工作时，则吸水管中流速就可适当放如水泵为自灌式工作时，则吸水管中流速就可适当放大大4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路n4.5.2 4.5.2 对压水管路的要求对压水管路的要求(1)(1)不漏水不漏水: :钢管钢管, ,焊接焊接(2)(2)方便检修方便检修: : 法兰连接法兰连接(3)(3)安装方便安装方便

15、: : 橡胶接头橡胶接头(4)(4)操作方便操作方便: : 直径直径400mm400mm，电动阀，电动阀(5)(5)止回阀止回阀( (不允许倒流时不允许倒流时):): (a) (a)井群给水系统。井群给水系统。 (b)(b)输水管路较长，突然停电后，无法输水管路较长，突然停电后，无法 立即关闭操作闸阀的送水泵站立即关闭操作闸阀的送水泵站 (c)(c)吸入式启动的泵站，管道放空后，吸入式启动的泵站，管道放空后， 再抽真空困难。再抽真空困难。 (d)(d)遥控泵站无法关闸。遥控泵站无法关闸。 (e)(e)多水源、多泵站系统。多水源、多泵站系统。 (f)(f)管网布置位置高于泵站，如无止回阀时，在管

16、网内管网布置位置高于泵站，如无止回阀时，在管网内 可能出现负压。可能出现负压。4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路LIbfDHD KgDN0L 4.5.2 4.5.2 对压水管路的要求对压水管路的要求止回阀安装：水泵与压水闸阀之间止回阀安装：水泵与压水闸阀之间优点：检修时，防止水倒灌优点：检修时，防止水倒灌 水泵启动时，阀板受力均衡水泵启动时，阀板受力均衡缺点：压水闸检修时需放空缺点：压水闸检修时需放空4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路值班室变压器配电设备器压变E1D1B11AC1n4.5.2 4.5.2 对压水管路的要求对压水管路的要求 压水管路的设计流速为压水管路的设计流

17、速为: 管径小于管径小于250mm时，为时，为1. 52.0ms； 管径等于或大于管径等于或大于250mm时，为时，为2.02.5ms； 上述设计流速取值较给水管网设计中的平均流速要大，上述设计流速取值较给水管网设计中的平均流速要大，因为泵站内压水管路不长，流速取大一点，水头损失因为泵站内压水管路不长，流速取大一点，水头损失增加不多，但可减少管子和配件的直径。增加不多，但可减少管子和配件的直径。4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路n4.5.3 4.5.3 吸水管路和压水管路的布置吸水管路和压水管路的布置(1)(1)吸水管路的布置吸水管路的布置泵站内吸水管一般不设联络管泵站内吸水管一般不

18、设联络管三台水泵时吸水管路的布置三台水泵时吸水管路的布置4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路(a)(b)HHH33322111234.5.3 4.5.3 吸水管路和压水管路的布置吸水管路和压水管路的布置 (2)(2)压水管路的布置压水管路的布置 供水安全要求较高的泵站，在布置压水管路时，必须满足供水安全要求较高的泵站，在布置压水管路时，必须满足: : (A) (A)能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其他水泵的工作能使任何一台水泵及闸阀停用检修而不影响其他水泵的工作 (B)(B)每台水泵能输水至任何一条输水管。每台水泵能输水至任何一条输水管。输水管不同方式比较输水管不同方式比较4.5

19、 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路(b)泵12泵111112(a)检修阀检修阀1时，两泵一管工作时，两泵一管工作 检修阀检修阀2时，一泵一管工作时，一泵一管工作(b）保证两台泵向一条输水管送水）保证两台泵向一条输水管送水(c)12 22 21(b)a2 22 2b11(a)a1221b4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路4.5.3 吸水管路和压水管路的布置吸水管路和压水管路的布置 (2)压水管路的布置压水管路的布置三台水泵时压水管路的布置三台水泵时压水管路的布置:n4.5.3 吸水管路和压水管路的布置吸水管路和压水管路的布置 (2)压水管路的布置压水管路的布置4.5 吸水管路与压水

20、管路吸水管路与压水管路四台水泵时压水管路的布置四台水泵时压水管路的布置:2 211n4.5.44.5.4吸水管路和压水管路的敷设吸水管路和压水管路的敷设 保证使用和修理上的便利。保证使用和修理上的便利。(1)(1)管道外壁间的距离管道外壁间的距离:0.4:0.40.5m0.5m (2)(2)支墩及拉杆设置支墩及拉杆设置: :弯头弯头, ,三通三通(3)(3)放水口放水口: :放空管路放空管路(4)(4)地沟设置地沟设置: :(5)(5)泵房外管线泵房外管线: :冰冻线以下、防腐防震冰冻线以下、防腐防震(6)(6)不宜架空不宜架空(7)(7)不允许架设在电气设备的上方不允许架设在电气设备的上方

21、4.5 吸水管路与压水管路吸水管路与压水管路4.6 4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护n4.6.14.6.1停泵水锤停泵水锤 1 1、水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧、水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象，称为水锤的压力交替升降的水力冲击现象，称为水锤( (又叫水击又叫水击) )。 2 2、停泵水锤：指水泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车、停泵水锤：指水泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。时，在水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。 3.3.发

22、生突然停泵的原因可能有：发生突然停泵的原因可能有： (1)(1)由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为的误操作等致使电力供应突然中断。电力供应突然中断。 (2)(2)雨天雷电引起突然断电。雨天雷电引起突然断电。 (3)(3)泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，泵密封环被咬住，泵机组突然发生机械故障，如联轴器断开，泵密封环被咬住，致使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切除。致使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切除。 (4)(4)在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然停电。在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能导致机组突然

23、停电。 n4 4、 停泵水锤的主要特点：停泵水锤的主要特点：1）在泵出口处有止回阀的情况）在泵出口处有止回阀的情况(有阀系统有阀系统) 02468101214-140-100-60-20020601001401802204中点200150100500123756管内压力(%)停泵后历时(s)转速、压力、流量(%)流量转速泵处压力4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护(2)(2)在泵出口处无普通止回阀在泵出口处无普通止回阀( (无阀系统无阀系统) )停泵水锤暂态过程停泵水锤暂态过程线注：注：(1)如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头如果水倒流时，水管会被泄空，这时水泵机组在变水头(

24、逐逐渐减小渐减小)情况下反转。情况下反转。 (2)如果水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组如果水泵机组惯性很弱，在反向水流到达泵站前，水泵机组已停止转动，这时，就不存在第已停止转动，这时，就不存在第制动工况阶段。制动工况阶段。制动工况水泵工况制动工况水轮机工况1601208040040801201601.251.28H-tM-tQ-t1.40n-t2468101214161820t(3432302826242220161412108642(s)2La(-)(+)H、Q、n、M(%)4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护(3)(3)泵管路系统中的水柱分离现象和断流泵管路系统中的水柱

25、分离现象和断流( (弥合弥合) )水锤水锤 水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压以下时，水柱分离：管路中某处的压力降到当时水温的饱和蒸气压以下时，水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离水发生汽化，破坏水流连续性，造成水柱分离(又叫水柱拉断又叫水柱拉断)，而在，而在该处形成该处形成“空腔段空腔段”。 断流断流(弥合弥合)水锤：当分离开的水柱重新弥合时或水锤：当分离开的水柱重新弥合时或“空腔段空腔段”重新重新被水充满时，由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的被水充满时，由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的“断流断流(弥合弥合)水锤水锤”。4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防

26、护泵ABB 点最CR2BNE1F低压力B点最大真空最大压降HHHst0f断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。断流水锤危害性：其升压值比一般水锤的升压要大。241812t(s)BA6028.04053.480120V0=0.92m/sH(m)h2h14.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护n4.6.2 4.6.2 停泵水锤计算综述停泵水锤计算综述 进行停泵水锤计算是为了求得：进行停泵水锤计算是为了求得： 1 1在发生停泵水锤的暂态过程中，泵站及管路中流量在发生停泵水锤的暂态过程中，泵站及管路中流量Q Q、水头、水头H H、机组转速机组转速n n及轴上转矩及轴上转矩M M等基本参数随时间

27、等基本参数随时间t t而变化的规律以及它们而变化的规律以及它们的极值。换言之，就是求出各主要地点的极值。换言之，就是求出各主要地点( (如泵站和水柱分离处如泵站和水柱分离处) )的的停泵水锤暂态过程线。停泵水锤暂态过程线。 2 2在输水管路中开始产生水柱分离的地点和时刻、断流空间（空在输水管路中开始产生水柱分离的地点和时刻、断流空间（空腔）的大小、两分离水柱相互碰撞的时刻以及断流弥合水锤的升腔）的大小、两分离水柱相互碰撞的时刻以及断流弥合水锤的升压值。压值。 3 3为进行停泵水锤分析所需要的其他资料与数据，如泵的全性能为进行停泵水锤分析所需要的其他资料与数据，如泵的全性能曲线、水锤波传播和反射

28、等规律以及泵机组的惯性效应等。曲线、水锤波传播和反射等规律以及泵机组的惯性效应等。 4 4可能采用的停泵水锤防护措施的技术经济效果。可能采用的停泵水锤防护措施的技术经济效果。 5 5处于停泵水锤暂态条件下，对泵机组及管路等主要设备的机械处于停泵水锤暂态条件下，对泵机组及管路等主要设备的机械强度校核与评价。强度校核与评价。 6 6找出经济合理的水锤防护措施，以保证泵站、管道运行安全。找出经济合理的水锤防护措施，以保证泵站、管道运行安全。 4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护n4.6.3 4.6.3 停泵水锤防护措施停泵水锤防护措施 1 1防止水柱分离防止水柱分离 主要应从管路布置上考虑主要应

29、从管路布置上考虑. .4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护泵ABB 点最CR2BNE1F低压力B点最大真空最大压降HHHst0f4.6.3 4.6.3 停泵水锤防护措施停泵水锤防护措施2 2防止升压过高的措施防止升压过高的措施 A A、水锤消除器、水锤消除器下开式水锤消除器下开式水锤消除器1、阀板；、阀板；2、分水锥；、分水锥；3、重锤；、重锤；4、排水口；、排水口；5、三通管；、三通管；6、压力表；、压力表；7、放气门、放气门8、闸阀、闸阀38756141234567891011自动复位下开式水锤消除器自动复位下开式水锤消除器1、阀板；、阀板；2、分水锥；、分水锥；3、重锤；、重锤；4、

30、排水口；、排水口；5、三通管；三通管；6、压力表；、压力表；7、放气门、放气门8、闸阀、闸阀4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护空气缸空气缸A-没有气囊；没有气囊；B-有气囊有气囊空气囊BA4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护4.6.3 4.6.3 停泵水锤防护措施停泵水锤防护措施 2 2防止升压过高的措施防止升压过高的措施 C C、采用缓闭阀、采用缓闭阀 阀门的缓慢关闭或不全闭，允许局部倒流，能有效阀门的缓慢关闭或不全闭，允许局部倒流，能有效地减弱由于开闸停泵而产生的高压水锤。地减弱由于开闸停泵而产生的高压水锤。 ZdD孔dBBBBb3412111LLLLLbfD4342DH1H21

31、24.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护4.6.3 4.6.3 停泵水锤防护措施停泵水锤防护措施 2 2防止升压过高的措施防止升压过高的措施 D D、取消止回阀、取消止回阀 在取消止回阀的情况下，应进行停泵水锤的计算。目的是：在取消止回阀的情况下，应进行停泵水锤的计算。目的是： 1)求出泵机组在水轮机工况下的最大反转数求出泵机组在水轮机工况下的最大反转数nmax，从而判，从而判断泵叶轮及电机转子承受离心应力的机械强度是否足够；断泵叶轮及电机转子承受离心应力的机械强度是否足够； 2)求出泵壳内部及管路沿线的最大正压值，从而判断在今后求出泵壳内部及管路沿线的最大正压值，从而判断在今后的停泵水锤中

32、有无爆裂管道及损害泵的危险；的停泵水锤中有无爆裂管道及损害泵的危险； 3)求出泵壳内部及管道沿线的最大负压值，从而判断有无可求出泵壳内部及管道沿线的最大负压值，从而判断有无可能形成水柱分离，造成断流水锤等严重事故。能形成水柱分离，造成断流水锤等严重事故。4.6 泵站水锤及其防护泵站水锤及其防护4.7 4.7 泵站噪声及其消除泵站噪声及其消除n4.7.1 4.7.1 噪声的定义噪声的定义 物理学观点：噪声就是各种不同频率和声强的声音无规律物理学观点：噪声就是各种不同频率和声强的声音无规律的杂乱组合。的杂乱组合。 生理学观点：凡是使人烦噪的、讨厌的、不需要的声音都生理学观点：凡是使人烦噪的、讨厌的

33、、不需要的声音都叫噪声。叫噪声。n4.7.2 4.7.2 泵站中的噪声源泵站中的噪声源 1 1、工业噪声、工业噪声 空气动力性噪声空气动力性噪声 机械性噪声机械性噪声 电磁性噪声电磁性噪声 2 2、泵站中的噪声源：、泵站中的噪声源： 电机噪声、泵和液力噪声电机噪声、泵和液力噪声( (由流出叶轮时的不由流出叶轮时的不稳定流动产生稳定流动产生) )、风机噪声、阀件噪声和变压、风机噪声、阀件噪声和变压器噪声等。其中以电机转子高速转动时，引起器噪声等。其中以电机转子高速转动时，引起与定子间的空气振动而发出的高频声响为最大。与定子间的空气振动而发出的高频声响为最大。4.7 泵站噪声及其消除泵站噪声及其消

34、除n4.7.3 4.7.3 噪声的危害噪声的危害(1)(1)可以造成职业性听力损失可以造成职业性听力损失(2)(2)噪声引起多种疾病噪声引起多种疾病(3)(3)噪声影响正常生活噪声影响正常生活(4)(4)噪声降低劳动生产率噪声降低劳动生产率n4.7.4 4.7.4 泵站内噪声的防治泵站内噪声的防治 (1)(1)吸音吸音 (2)(2)消音消音 (3)(3)隔音隔音 (4)(4)隔震隔震4.7 泵站噪声及其消除泵站噪声及其消除4.8 4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n4.8.1 4.8.1 计量计量 水厂泵站中常用的计量设施有电磁流量计、超声波流量水厂泵站中常用的计量设施有电磁流量计、超声

35、波流量计、插入式涡轮流量计、插入式涡街流量计，以及均速计、插入式涡轮流量计、插入式涡街流量计，以及均速流量计等。流量计等。 各种流量计的工作原理尽管不相同各种流量计的工作原理尽管不相同, ,但基本上都是但基本上都是由变送器由变送器( (传感元件传感元件) )和转换器和转换器( (放大器放大器) )两部分组成。传两部分组成。传感元件在管流中所产生的微电讯号或非电讯号，通过变感元件在管流中所产生的微电讯号或非电讯号，通过变送、转换放大为电讯号在液晶显示仪上显示或记录送、转换放大为电讯号在液晶显示仪上显示或记录。n4.8.14.8.1电磁流量计电磁流量计(1)(1)工作原理工作原理 利用电磁感应定律

36、利用电磁感应定律 当被测的导电液体，在导管内以平均速度当被测的导电液体，在导管内以平均速度v v切割磁力线时，便产生切割磁力线时，便产生感应电势。感应电势的大小与磁力线密度和导体运动速度成正比，感应电势。感应电势的大小与磁力线密度和导体运动速度成正比，即：即：vDQ24E产生的电动势产生的电动势(v)；B磁力线密度磁力线密度(gs)；Q导管内通过的流量导管内通过的流量(m3s)；D管径管径(m)；v导体通过导管的平均流速导体通过导管的平均流速(ms)K系数系数EkBvD4EQDkB测量管电极流体转换器液体平均流速 v磁感应强度 B感应电动势 E管段内径 D4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设

37、施(2)(2)电磁流量计的结构电磁流量计的结构 电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成，外型结构如下图电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成，外型结构如下图所示。所示。 传感器安装在管道上，把测量管内通过的流量变换为交流毫伏级传感器安装在管道上，把测量管内通过的流量变换为交流毫伏级的信号，通过测量管内置的电极将讯号传到转换器，转换器则把讯号放大，的信号，通过测量管内置的电极将讯号传到转换器，转换器则把讯号放大，并转换成并转换成0 010mA10mA直流电信号输出，与其他自动仪表配套，进行记录指示、直流电信号输出，与其他自动仪表配套，进行记录指示、调节控制等。调节控制等。 (3)(3)电

38、磁流量计的特点电磁流量计的特点 (A)(A)其变送器结构简单，工作可靠。其变送器结构简单，工作可靠。(B)(B)水头损失小，且不易堵塞，电耗少。水头损失小，且不易堵塞，电耗少。(C)(C)无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉动流量，无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉动流量， 流量测量范围大低负荷亦可测量；而且输流量测量范围大低负荷亦可测量；而且输 出讯号与流量成线性关系，计量方便；测量出讯号与流量成线性关系，计量方便；测量 精度约为土精度约为土1 15 5。(D)(D)安装方便。安装方便。(E)(E)重量轻，体积小，占地少。重量轻，体积小，占地少。(6)(6)价格较高，怕潮、怕水浸。价格较高，怕潮、

39、怕水浸。4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施(4)(4)电磁流量计的选择电磁流量计的选择 流量计的测量量程应比设计流量大，一般正常工艺流流量计的测量量程应比设计流量大，一般正常工艺流量为量程的量为量程的6565-80-80，而最大流量仍不超过量程。，而最大流量仍不超过量程。 例：设计管道直径为例：设计管道直径为700mm700mm，设计流量为，设计流量为1500m1500m3 3h h ，就可以选用就可以选用LD-600LD-600型电磁流量计，其量程范围为型电磁流量计，其量程范围为0-0-2000m2000m3 3h h。在这种情况下，正常工作时最大流量为最。在这种情况下，正常工作时最大

40、流量为最大量程的大量程的7575。4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施(4)(4)电磁流量计的安装电磁流量计的安装 (A)(A)电磁流量计的安装环境，应选择周围环境温度为电磁流量计的安装环境，应选择周围环境温度为0-0-4040。 (B)(B)尽量远离大电器设备，如电动机、变压器等，从流量尽量远离大电器设备，如电动机、变压器等，从流量计电极中心起在上游侧计电极中心起在上游侧5 5倍直径的范围内，不要安装影倍直径的范围内，不要安装影响管内流速的设备配件，如闸阀等。响管内流速的设备配件，如闸阀等。 (C)(C)对于地下埋设的管道，电磁流量计的变送器应装在钢对于地下埋设的管道，电磁流量计的变送器

41、应装在钢筋混凝土水表井内。筋混凝土水表井内。 (D)(D)在流量计的下游侧安装伸缩接头，以便于仪表的拆装。在流量计的下游侧安装伸缩接头，以便于仪表的拆装。4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n4.8.14.8.1超声波流量计超声波流量计 超声波流量计是利用超声波在流体中传播时载上流体流速超声波流量计是利用超声波在流体中传播时载上流体流速的信息，通过接收到超声波就可检测流体的流速，从而的信息，通过接收到超声波就可检测流体的流速，从而计算出流量。计算出流量。1)1)传播时间式超声波流量计工作原理传播时间式超声波流量计工作原理 1212mLXccvtL21

42、21mLXccvtL2122111()2mLvX tt24mvDQK流动方向传播长度 LX换能器1换能器2管道内径 D2)传播时间式超声波流量计的主要特点：传播时间式超声波流量计的主要特点： （1）可非接触测量，换能器装在管道外部，并可移动。）可非接触测量，换能器装在管道外部，并可移动。（2）无流动阻挠测量，无额外压力损失。）无流动阻挠测量，无额外压力损失。（3）造价与管径无关，是较好的大管径流量测量仪器，对管径超过）造价与管径无关，是较好的大管径流量测量仪器，对管径超过3m的测量，超声波流量计是唯一可选品种。的测量，超声波流量计是唯一可选品种。（4）可以在不断流的情况下，对换能器进行维护。）

43、可以在不断流的情况下，对换能器进行维护。（5）电耗少，运行费用低。）电耗少，运行费用低。（6）不能测量悬浮颗粒和气泡超过一定范围的液体。）不能测量悬浮颗粒和气泡超过一定范围的液体。（7）对前置直管段要求较高。）对前置直管段要求较高。（8）其内部构件复杂，价格较高）其内部构件复杂，价格较高 4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n 4.8.2 4.8.2 引水引水(1)(1)吸水管带有底阀吸水管带有底阀A A、人工引水、人工引水B B、用压水管中的水倒灌引水、用压水管中的水倒灌引水水泵从压水管引水水泵从压水管引水4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施4.8.2 4.8.2 引水引水(2)(2

44、)吸水管不带底阀吸水管不带底阀A A、真空泵引水、真空泵引水B. B. 水射器引水水射器引水4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n 4.8.3 4.8.3 起重起重( (1)1)起重设备的选择起重设备的选择 泵房中必须设置起重设备以满足机泵安装与维修需要。泵房中必须设置起重设备以满足机泵安装与维修需要。 常用的起重设备有移动吊架、单轨吊车梁和桥式行车常用的起重设备有移动吊架、单轨吊车梁和桥式行车( (包括悬挂起重包括悬挂起重机机) )。 起重量可作为设计时的基本依据，查表可得。起重量可作为设计时的基本依据，查表可得。4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施 泵房内起重设备选定泵房内起重设备

45、选定 起重量（t） 可采用起重设备形式0.5移动吊架或固定吊钩0.52.0手动或电动单轨吊车2.05.0手动或电动桥式行吊5.0电动桥式行车 按起重量定的转弯半径按起重量定的转弯半径 电动葫芦起重量（t）（CD1型及MD1型） 最大半径R（m） 0.5 1.0 12 1.5 3 2.5 5 4.0U型单轨吊车梁布置图型单轨吊车梁布置图1进水阀门；进水阀门； 2出水阀门；出水阀门； 3单轨吊车梁单轨吊车梁 ； 4大门大门桥式行车工作范围桥式行车工作范围1进水阀门；进水阀门； 2出水阀门；出水阀门； 3吊车边缘工作点轨迹吊车边缘工作点轨迹 ； 4死角区死角区(2)起重设备布置起重设备布置 起重机的

46、设置高度起重机的设置高度 起重机的作业范围起重机的作业范围: 点点(固定吊钩固定吊钩)、线、线(单轨吊车单轨吊车)、面面(桥式行车桥式行车)R2134PPPP12344.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n 4.8.4 4.8.4通风与采暖通风与采暖( (1)1)通风：通风： 自然通风自然通风 机械通风机械通风 : :抽风式、排风式抽风式、排风式 风量计算有几种方法：风量计算有几种方法： 1 1按泵房每小时换气按泵房每小时换气8 81010次所需通风空气量计算：为此须求出泵房的次所需通风空气量计算：为此须求出泵房的总建筑容积。设泵房总建筑容积为总建筑容积。设泵房总建筑容积为V(m3)V(m3

47、)，则风机的排风量应为，则风机的排风量应为8 810V(m3/h)10V(m3/h)。 2 2按消除室内余热的通风空气量计算按消除室内余热的通风空气量计算 Q为泵房内同时运行的电机的总散热量（为泵房内同时运行的电机的总散热量（kJ/s）；）； c为空气的比热，一般取为空气的比热，一般取10.1kJ/kg； 为泵房外空气的容重，随温度而改变，当为泵房外空气的容重，随温度而改变，当30时，时，1.12kg/m3； 为泵房内外空气温度差（为泵房内外空气温度差（）；）；N为电机的功率（为电机的功率（kJ/s）；）； 为电机的效率，一般取为电机的效率，一般取0.9；n同时运行的电机台数。同时运行的电机台

48、数。 )(21ttcQL)1 ( nNQ21tt 4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n风压包括沿程损失和局部损失两部分风压包括沿程损失和局部损失两部分 n（1）沿程损失：）沿程损失：n（2）局部损失：）局部损失： n (3) 风管中的全部阻力损失为风管中的全部阻力损失为 ilhfgvhf22lfhhH4.8 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施n4.8.5 其他设施其他设施 (1) 排水排水 (2) 通讯通讯 (3) 防火与安全设施防火与安全设施 防火防火 防雷防雷:避雷针、避雷线及避雷器避雷针、避雷线及避雷器4.9 给水泵站的节能给水泵站的节能n城市

49、供水企业是用电大户，而给水泵站机城市供水企业是用电大户，而给水泵站机泵的耗电占到了整个供水系统耗电的泵的耗电占到了整个供水系统耗电的9598，因此在建设节约型社会的大环，因此在建设节约型社会的大环境中，泵站节能具有十分重要的意义，应境中，泵站节能具有十分重要的意义，应成为发展过程中永恒的主题，并且体现在成为发展过程中永恒的主题，并且体现在泵站的设计、运行、管理的每一个环节泵站的设计、运行、管理的每一个环节。 4.9 给水泵站的节能给水泵站的节能4.9.1 给水泵站的节能设计给水泵站的节能设计 泵站的节能设计，就是在满足现行有关规泵站的节能设计，就是在满足现行有关规范的条件下，为了适应日后运行中

50、实际工范的条件下，为了适应日后运行中实际工况的变化，在设计阶段就根据当时的技术况的变化，在设计阶段就根据当时的技术经济条件，考虑适当的节能措施进行设计，经济条件，考虑适当的节能措施进行设计，以使泵站的运行达到安全、高效的目标。以使泵站的运行达到安全、高效的目标。这些节能措施包括：泵型的合理选择、调这些节能措施包括：泵型的合理选择、调速装置的采用、切削叶轮、管道经济管径速装置的采用、切削叶轮、管道经济管径的确定、低能耗阀件的采用等。的确定、低能耗阀件的采用等。 4.9.2 给水泵站的节能运行与改造给水泵站的节能运行与改造 n取水泵站的流量一般是恒定的，而扬程随着水源取水泵站的流量一般是恒定的，而

51、扬程随着水源水位的变化而变化。因此，一般采用水位的变化而变化。因此，一般采用“恒流量变恒流量变压力压力”的控制方式。可通过调速、切削叶轮等节的控制方式。可通过调速、切削叶轮等节能措施来达到此目的。对于水位变幅较大的取水能措施来达到此目的。对于水位变幅较大的取水泵站有时可考虑在洪水位期间减少一台泵运行。泵站有时可考虑在洪水位期间减少一台泵运行。n送水泵站的工况变化比取水泵站更频繁、更复杂。送水泵站的工况变化比取水泵站更频繁、更复杂。对于多泵站的城市输配水系统，各个送水泵站的对于多泵站的城市输配水系统，各个送水泵站的流量和压力必须由供水企业的调度中心通过优化流量和压力必须由供水企业的调度中心通过优

52、化调度来决定，是随时变化的。但为了控制方便，调度来决定，是随时变化的。但为了控制方便，目前常常采用目前常常采用“变流量恒压力变流量恒压力”方式来控制泵的方式来控制泵的运行，要达到运行，要达到“变流恒压变流恒压”的目的，常常通过泵的目的，常常通过泵的组合、调速来实现的组合、调速来实现 4.9 给水泵站的节能给水泵站的节能n当实际工况与泵站的设计工况相差很远时，泵站的改造是必要的。另外，由当实际工况与泵站的设计工况相差很远时，泵站的改造是必要的。另外，由于机泵的老化以及新型节能设备的出现，也对泵站提出了改造的要求。于机泵的老化以及新型节能设备的出现，也对泵站提出了改造的要求。n电动机改造电动机改造

53、 电动机更新改造的基本条件之一是当负荷率低于0.5时，可以认为泵与电动机匹配不当，有大马拉小车现象。在其他情况正常的前提下，应调整电动机的容量。 电动机更换的第二个条件是电机绝缘性的低劣. n泵的改造泵的改造决定泵是否应更新改造的条件是决定泵是否应更新改造的条件是： (1)定期测定泵的性能，主要是性能和性能。若实测的结果与原始记录（或样本）相差很多时，在无其他不正常的情况下，则应该更换叶轮。 (2)水泵制造厂应根据国家的标准制造出合格的泵。机械工业部也根据我国实际情况，制订了泵应有的效率要求。如运行中的泵效率低于上表所列出的值，或者低于制造厂所给出的性能指标时，则应更换效率较高的泵。 (3)对

54、于采用调节出水阀来控制管网压力的，说明泵的选型与当前水量供应的情况十分不匹 配，应该根据实际情况更换泵型号或者采用调速技术来改善此类供水情况。城市供水的特点是供水量随时间、季节有较大的变化。若流量的变化与季节有明显的关系，则可以更换合适的叶轮以满足流量变化的需要。取用地下水的深井泵，若地下水位的变化已经超出深井泵的范围，则需列入更新改造计划。 4.9 给水泵站的节能给水泵站的节能4.10 给水泵站给水泵站SCADA系统系统 nSCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统即监控与数据采集系统是将）系统即监控与数据采集系统是将先进的计算机技术、

55、工业控制技术、通讯技先进的计算机技术、工业控制技术、通讯技术有机地结合在一起，既具有强大的现场测术有机地结合在一起，既具有强大的现场测控功能，又具有极强的组网通讯功能，是自控功能，又具有极强的组网通讯功能，是自动化领域广泛应用的重要系统之一。泵站动化领域广泛应用的重要系统之一。泵站SCADA系统的主要作用是对泵站运行的各种系统的主要作用是对泵站运行的各种参数进行实时采样，将采样数据进行实时处参数进行实时采样，将采样数据进行实时处理并形成科学的运行方案，向控制机构发出理并形成科学的运行方案，向控制机构发出指令，对泵站实施调节控制。给水泵站指令，对泵站实施调节控制。给水泵站SCADA系统的建设是城

56、市供水系统实现自动系统的建设是城市供水系统实现自动化和信息化的必要条件，是保障泵站安全、化和信息化的必要条件，是保障泵站安全、高效运行的必要措施。高效运行的必要措施。 4.10 给水泵站给水泵站SCADA系统系统n4.10.1 泵站泵站SCADA系统的功能系统的功能 1）数据实时采集。对泵站需要了解其运行参数，掌握其运行工况。需要实时采集的数据有泵站出水压力、流量、流量累积、电机电流、电压、有功电度、无功电度、池或水源水位、原水浊度、各泵运行时间、闸阀开启状态等信息。 2）数据实时传输。所有采集到的数据由现场发射设备发送后，由通讯网络及时传送到调度中心的接收设备上，接收设备再将采集到的检测数据

57、传输到调度中心的SCADA服务器。 3）信息实时处理。检测到的数据（信息）通过软件系统进行实时处理，服务生产需要，其功能包括： 设备参数实时显示 设备参数超限报警 历史数据查询 参数变化趋势分析 泵站生产报表（日、月、年） 历史数据存储 用水量逐时变化分析 调度方案生成及下达4）控制远程执行。接受调度中心下达的控制命令，及时向远程监控站发送指令来控制相关设备的运行，从而实现泵站的科学调度。控制功能应达到： 开、停机自动控制 事故停机实时控制 机组运行最优控制4.10 给水泵站给水泵站SCADA系统系统n4.10.2 给水泵站给水泵站SCADA系统的组成系统的组成 （1） 设备层 设备层的设备一般安装于被控生产过程的现场。设备层的设备是生产状态与信息的直接感知者，是控制的最终实施者。（2） 控制层 控制层往往设有多个控制站，每个控制站与相应的设备层连接，接受设备层提供的生产过程状态信息，按照一定的控制策略计算出所需的控制量并送回设备层（即发出执行指令）；同时还将所接收的状态信息进行一些必要的转换和处理之后送到其他控制站和上层的调度层。 （3） 调度层 调度层一般设有监控站（操作员站）、维护站（工程师站）、数据站（服务器）、通讯站等，往往由多台计算机联成的局域网构成。 （4） 信息层 提供全球范围信息服务与资源共享。包括与供水企业内部网络共享信息。信