5第三章泵的工作原理、构造、运行维护与水泵站的管课件

第三章泵的工作原理、构造、运行维护

与水泵站的管理

第一节泵的定义和分类

第二节抽水装置及抽水过程

第三节叶片泵的构造与工作原理

第四节水泵的选择

第五节离心泵并联及串联运行工况

第六节叶片泵的气蚀及安装高度的确定

第七节离心泵机组的使用、维护及更新改造

第八节泵站中的辅助设施

第九节泵站噪声及其消除

...水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。

电能机械能压能（势能）水泵分类：水泵按其作用原理可分为以下三类：(1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵(2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种。(3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。第一节泵的定义和分类...叶片式水泵分类：根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流3种；径向流的叶轮称为离心泵，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心力作用。特点：小流量、高扬程。轴向流的叶轮称为轴流泵，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力的作用。特点：大流量、低扬程。斜向流的叶轮称为混流泵，它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动时既受离心力的作用，又有轴向升力的作用。混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。

...叶片式水泵图...水锤泵的原理图...水锤泵的原理

利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。图为水锤泵的工作示意。沿进水管向下流动的水流至单向阀A(静重负载阀)附近时，水流冲力（只要流动速度足够大，就有足够的冲力）使阀迅速关闭。水流突然停止流动，水流的动能即转换成压力能，于是管内水的压力升高，将单向阀B冲开，一部分水即进入空气室中并沿出水管上升到一定的高度。随后，由于进水管中压力降低，阀A在静重作用下自动落下，回复到开启状态。同时空气室中的压缩空气促使阀B关闭，整个过程遂又重复进行。利用水锤泵可以使进水管中流动的水大约15％压升到相当于5倍进水管落差的高度。...水轮泵的原理

水轮机与离心泵结合为一体的中、小型输水泵（见图），又称水力抽水机。它直接利用水的下落作为动力推动水轮运转。在落差大于1米、流量大于0.1立方米／秒的河流、水库和渠道上均可安装水轮泵提水。占水轮泵绝大多数的低、中水头水轮泵（水头为20米以下）一般采用立式结构。水轮机一般为轴流式，离心泵的压出室一般采用蜗壳式。泵设在水轮机之上，整机全部淹没在水中运转，因此无需吸水管。泵和水轮机之间采用水润滑轴承。水轮泵结构简单，制造容易，操作方便，维修费用很低，不抽水时接动力输出轴可带动加工机械或小型发电机，特别适合于山区农村使用。据统计，中国农村到1980年为止已建成水轮泵站4万多座，装机6.3万台。沿海还建有利用潮汐能的水轮泵站。

...射流泵的原理

依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。（大气压可以把水注压倒10.33米高）

图为射流泵的工作原理。工作流体Qo从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体QS即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换，使被输送流体的动能增加，最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。1852年，英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实验仪器来抽除水和空气。20世纪30年代起，射流泵开始迅速发展。按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体、气体。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和井下排泥。...电磁泵的原理处在磁场中的通电流体在电磁力作用下向一定方向流动的泵。利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以又称液态金属电磁泵。

电磁泵没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，不需要轴密封，因此在化工、印刷行业中用于输送一些有毒的重金属，如汞、铅等，用于核动力装置中输送作为载热体的液态金属（钠或钾、钠钾合金），也用于铸造生产中输送熔融的有色金属。流量可达13000米3／时，压力达1.7兆帕，温度达1200℃。

电磁泵按电源形式可分为交流泵和直流泵。

按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式（电导式）电磁泵和感应式电磁泵。电导式电磁泵用直流或交流电。它有一根非磁性难熔金属制的管（见图），管周围是磁铁，磁力线与管垂直。当通入与管和磁力线均垂直的电流时，根据左手定则，产生机械力把导电流体压送出管。电导式一般为小型泵，用于低压和小流量。传导式电磁泵中，电流由外部电源经泵沟两侧的电极直接传导给液态金属。感应泵中，感应式使用多相交流电。电流则由交变磁场感应产生。最新式的感应式电磁泵是直线感应泵，装有布置成扁平的、直线状的定子绕组，感应力呈轴向，尺寸较大，大流量泵均属这种类型。

...

蠕动泵的工作原理：

通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动.蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵管形成“枕”形流体。拿转子直径相同的泵相比较，产生较大“枕”体积的泵，其转子每转一圈所输送的流体体积也较大，但产生的脉动度也较大。这与膜阀的情形相似。而产生较小“枕”体积的泵，其转子每转一圈所输送的流体体积也较小；而且，快速、连续地形成的小“枕”使流体的流动较为平稳。这与齿轮泵的情形相似。蠕动泵的应用领域：

化工行业；采矿、冶金行业；造纸行业；油漆涂料行业；食品行业；陶瓷行业；石油行业；水处理行业；

...容积式水泵

依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。

活塞泵又叫电动往复泵，从结构分为单缸和多缸，其特点是扬程较高。适用于输送常温无固体颗粒的油乳化液等。用于油田、煤层注水、注油、采油；膛压机水压机的动力泵，水力清砂，化肥厂输送氨液等。若过流部件为不锈钢时，可输送腐蚀性液体。另外根据结构材质的不同还可以输送高温焦油、矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等优点，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。

隔膜泵是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵...隔膜泵...隔膜泵的原理1、空气经由气阀压缩进入膜片A之背面，由膜片挤压液室。此种以空气驱动的方式可免除一般活塞驱动之机械应力，从而显著地延长膜片的寿命。在压缩空气将膜片A推离中心体时，另一端之膜片B同时被连结之中心轴拉向中心体，此时，膜片B背面之空气由出口排放到泵体外。如此使B室形成真空状态，因而能靠外面大气压力之作用将流体由入口支管将阀球推离阀座使流体能自由地进入B室直至填满。

...隔膜泵的原理2、当受空气挤压之膜片A达到其位移极限时，空气阀会将空气引导至膜片B之背面，同样形成挤压力而使其推离中心体，同时将连结的膜片A拉回中心体，此时膜片B之驱动所产生的液压将入口阀球推回阀座，同时将出口阀球推离阀座使流体能被挤压而从出口排出泵体外。膜片A被拉回中心体这个动作使A室形成真空状态，因而能靠大气压力作用将流体由入口支管将阀球推离阀座而进入A室直至填满。

...隔膜泵的原理3、当膜片之运动完成时，空气阀再次引导空气至膜片A之背面，同时膜片B做空气排放动作。在泵回复到原启动状态时，泵内的两个膜片各自完成了一个空气排放或流体排放的过程。这构成了一个循环泵送过程。依使用状况，泵通过数次完全的循环泵送动作而使泵达到自吸状态。

...第二节抽水装置及抽水过程1、离心泵离心泵的抽水装置底阀和莲蓬头弯管离心泵动力机压力管道出水池...............2、轴流泵喇叭管弯管轴流泵动力机压力管道出水池......

电动机装在水泵的上层，用联轴器与水泵直接连接。水泵出水弯管与出水管路连接。泵运行时电动机带动叶轮在水中旋转，进水池的水从喇叭管进入叶轮后，经导叶体、出水弯管和出水管流入出水池。轴流泵抽水装置无需设置闸阀，停泵时断流设备采用拍门。管路附件仅有45o弯头一只。...第三节叶片泵的构造与工作原理一、离心泵（一）离心泵的工作原理...（一）离心泵的工作原理离心泵的工作原理：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。

...离心泵的工作原理...（二）离心泵的构造1、按叶轮进水方式分：单吸泵：单面进水悬臂式离心泵；双吸泵：双面进水离心泵。...IS型单级单吸离心泵

...IS型单级单吸离心泵

IS型水泵系单级单吸离心水泵，供输送清水及物理化学性质类似于水的液体之用。主要用于工业及城市给水之用，也可用于农业灌溉。

1、水温不超过80℃。

2、被抽送液体的PH值为6-8。...IS型图...S型单级双吸离心泵

产品概述

S型泵是单级双吸，卧式中开离心泵，供输送清水或物理化学性质类似于水的其它液体之用。输送液体的温度不超过80℃，适合于工厂、矿山、城市、电站、农田排灌和各种水利工程。

型号意义：

200S63A200——泵吸入口直径为200mm；S—单级双吸离心泵；63

——扬程为63m；A

——叶轮外径第一次切割。...S型图...（三）离心泵的组成离心泵的组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。...1、叶轮叶轮是离心泵的主要零件，叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。选择叶轮材料时，除了要考虑离心力作用下的机械强度以外，还要考虑材料的耐磨和耐腐蚀性能。目前多数叶轮采用铸铁、铸钢和青铜制成。叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种。单吸式叶轮是单边吸水，叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮两边吸水，叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮。双吸式叶轮1-吸入口；2一轮盖；3一叶片4一轮毂；5一轴孔单吸式叶轮1-前盖板；2一后盖板；3一叶片4一叶槽；5一吸入口；6—轮毂；7—泵轴...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...2、泵轴泵轴是用来旋转泵叶轮的，常用材料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。...3、泵壳

泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。...

4、减漏环（密封环）叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动接缝，容易发生水的回流。产生容积损失。减漏环减漏环...5、轴封装置

泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在着间隙，如不采取措施，间隙处就会有泄漏。当间隙处的液体压力大于大气压力(如单吸式离心泵)时，泵壳内的高压水就会通过此间隙向外大量泄漏；当间隙处的液体压力为真空(如双吸式离心泵)时，则大气就会从间隙处漏入泵内，从而降低泵的吸水性能。为此，需在轴与壳之间的间隙处设置密封装置，称之为轴封。目前，应用较多的轴封装置有填料密封、机械密封。...五、轴封装置叶轮水泵轴固定部分与转动部分的间隙...轴流泵的基本组成1、轴流泵的工作原理：轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推力将水推挤上升的。2、轴流泵的组成：喇叭管、叶轮、导叶体、出水管、泵轴、轴承、填料函。...立式轴流泵结构图...3、写出下面混流泵各组成部分的名称及作用。...答案...

1、流量(抽水量)——水泵在单位时间内所输送的液体的体积或质量。以字母Q表示，常用单位是m3/s、L／s、t/h。

水泵铭牌上的流量是指设计流量，又称额定流量，水泵在此流量下运行效率最高。（四）水泵的性能参数...2、扬程（水头）——水泵对单位重量（1kg）液体所做的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。以字母H表示，常用液柱高度m表示。其它单位：Pa(kPa)、atm(1个工程大气压)1atm=98.0665kPa≈0.1MPa扬程计算为H=E2-E1...扬程总扬程实际扬程吸程压程...扬程总扬程压力表的读数...3、功率（1）轴功率（输入功率）(P)—泵轴得自原动机所传递过来的功率称为轴功率，以P表示，单位以KW表示，水泵铭牌上为轴功率，即额定功率。

（2）有效功率（输出功率）——单位时间内水泵对液体所做的功，以Pu表示。...4、效率(η)效率——水泵的有效功率与轴功率的比值，以η表示。

水泵铭牌上效率为对应于通过设计流量时的最高效率。...4、效率(η)水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、机械损失:（1）水力损失

水流在水泵内摩擦、局部、冲击损失

水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、壁面粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。...

（2）容积损失

水流流经叶轮之后，有一小部分高压水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力平衡装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏到叶轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因而消耗了一部分能量。漏损流量q的大小与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小有关。在吸入口径相同的情况下，比转速大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低漏损量q，关键在于控制密封环与叶轮间的运转间隙量。漏损量q越大，泵的出水量Q越小。...（3）机械损失叶轮在泵体内的液流中旋转时，叶轮盖板外侧与液体产生摩擦，泵轴转动时轴和轴封、轴承产生摩擦，因而消耗了一部分能量。...5、转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母n表示。常用单位r/min。6、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)：

允许吸上真空高度——指水泵在标准状况下(即水温为20℃、一个标准大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度。单位为mH2O。必需气蚀余量(NPSH)——指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用汽蚀余量来反映泵的吸水性能。单位为m。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量两者是从不同的角度来反映水泵吸水性能好坏的参数，可以确定水泵的安装高程。...1、离心泵的特性曲线水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。一般以流量Q为横坐标，，用扬程H、功率P、效率η和允许吸上真空度Hs为纵坐标，绘Q～H、Q～P、Q～η、Q～Hsv曲线。...

...结论：Q～H曲线是下降的曲线，即随流量Q的增大，扬程H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵铭牌上所列的各数据。水泵的高效段（不低于最高效率点10%左右）（2）流量与轴功率曲线离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的特点。当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此，为便于离心泵的启动和防止动力机超载，启动时，应将出水管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水泵的闭阀启动。轴流泵与离心泵相反。（1）流量和扬程曲线...效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。原因为：设计泵时，为了获得高效率，在设计流量时，保证叶片进口处水流速度与叶片进口端相切，叶轮出口处水流速度与蜗壳扩散管内壁相切。当偏离设计流量时，水流方向发生变化，产生撞击和脱流现象，增加水利损失，效率降低。（4）流量与气蚀余量曲线离心泵流量与气蚀余量（NPSH）曲线是一条上升的曲线。（3）流量效率曲线...水泵的系列型谱图离心泵的综合性能图：把一种或多种泵型不同规格的一系列泵的Q～H性能曲线工作范围段综合绘入一张对数坐标图内，即成为水泵的综合性能曲线图（水泵的系列型谱图）。在选用水泵时需要的工作点落在该区域内，则所选定的水泵型号是经济合理的。图为BA型泵的综合性能图图中每个注有型号和转速的四边形，代表一种泵在其叶轮外径允许车削范围内的Q一H，用单线者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者，则表示该泵还有两种叶轮外径的规格...BA型泵的综合性能图...第四节水泵选择一、选泵的原则1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。

2、必须满足介质特性的要求。

对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵

对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如不锈钢耐腐蚀泵，工程塑料磁力驱动泵。

对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗。

3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。

4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。

...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、工作点校核；4、确定泵型。...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。

确定一级泵站的设计流量，有两种可能的基本情况：1．一级泵站:泵站从水源取水，输送到净水构筑物。

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);

α

—为计算输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取α=1.05～1.1;T—为一级泵站在一昼夜内工作小时数。...三、选泵的主要依据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1～2m。

...三、选泵的主要依据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。......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。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。

...四、选泵要点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.Qp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。...【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】由建筑层数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(计算式中多于的2为安全水头余量)............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。4、选用备用泵。5、选用系列泵和定型生产的泵。...六、选泵后的校核（给水）在给水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。

...离心泵装置定速运行工况

通过对离心泵基本性能曲线分析，可以看出，每一台水泵在一定的转速下，都有它自己固有的特性曲线，此曲线反映了该水泵本身潜在的工作能力。这种潜在的工作能力，在现实泵站的运行中，就表现为瞬时的实际出水量(Q)、扬程(H)、轴功率(N)以及效率(η)值等。我们把这些值在Q～H曲线、Q—N曲线、以及Q一η曲线上的具体位置，称为该水泵装置的瞬时工况点，它表示了该水泵在此瞬时的实际工作能力。...

一、管道系统特性曲线

1、管道水头损失特性曲线在水力学中，我们已经知道，水流经过管道时，一定存在管道水头损失。其值为：

Σh=Σhf+Σhl

Σhf—管道中沿程水头损失之和；

Σhl—管道中局部水头损失之和。

Σh=SQ2即管道水头损失特性方程

由该曲线绘出曲线为管道水头损失特性曲线...2、管道系统特性曲线Q～H需将管道水头损失与水泵静扬程HsT联系考虑，得方程H需=HsT+Σh，画出管道系统特性曲线。管道水头损失特性曲线管道系统特性曲线...二、离心泵装置工况点的确定图解法：简明、直观，工程中应用广泛。解法：a、绘水泵性能曲线Q～H；b、绘管道系统特性曲线Q～H需；C、两曲线相交点M称为水泵装置工况点（工作点），此时，M点对应横坐标QA和纵坐标HA分别为水泵装置的出水量和扬程。...（一）图解法求离心泵装置工况点...第五节离心泵并联及串联运行工况

一、水泵并联运行大中型水厂中，为了适应各种不同时段管网中所需水量、水压的变化，常常需要设置多台水泵联合工作。这种多台水泵联合运行，通过连络管共同向管网或高地水池输水的情况，称为并联工作。水泵并联工作的特点：(1)可以增加供水量，输水干管中的流量等于各台并联水泵出水量之总和；(2)可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的。例如：取水泵站在设计时，流量是按城市中最大日平均小时的流量来考虑的，扬程是按河道中枯水位来考虑的。因此，在实际运行中，由于河道水位的变化，城市管网中用水量的变化等，必定会涉及取水泵站机组开停的调节问题。所以，送水泵站机组开停的调节就更显得必要了；(3)当并联工作的水泵中有一台损坏时，其它几台水泵仍可继续供水，因此，水泵并联输水提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性，是泵站中最常见的一种运行方式。(4)水泵并联应选择各泵扬程范围比较接近的基础上进行。...一、并联工作的图解法1．水泵并联性能曲线的绘制：先把并联的各台水泵的(Q～H)曲线绘在同一坐标图上，然后把对应于同一H值的各个流量加起来，如图所示，把I号泵(Q～H)曲线上的1、1′、1״分别与Ⅱ号泵Q～H曲线上的2、2′、2״各点的流量相加，则得到I、Ⅱ号水泵并联后的流量3、3′、3״，然后连接3、3′、3״各点即得水泵并联后的总和(Q～H)曲线。图水泵并联Q--H曲线...2．同型号、同水位的两台水泵的并联工作

(1)绘制两台水泵并联后的总和(Q～H)l+2曲线；(2)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点；(3)求每台泵的工况点：通过M点作横轴平行线，交单泵的特性曲线于N点，此N点即为并联工作时，各单泵的工况点。

...同型号、同水位、对称布置的两台水泵并联

...二、水泵串联工作

串联工作就是将第一台水泵的压水管，作为第二台水泵的吸水管，水由第一台水泵压入第二台水泵，水以同一流量，依次流过各台水泵。在串联工作中，水流获得的能量，为各台水泵所供给能量之和，如图所示。串联工作的总扬程为：HA=H1+H2，由此可见，各水泵串联工作时，其总和Q～H性能曲线等于同一流量下扬程的加。只要把参加串联的水泵Q～H曲线上横坐标相等的各点纵坐标相加，即可得到总和(Q～H)曲线，它与管道系统特性曲线交于A点。此A点的流量为QA、扬程为HA，即为串联装置的工况点。自A点引竖线分别与各泵的Q～H曲线相交于B及C点，则B点及C点分别为两台单泵在串联工作时的工况点。...水泵串联工作图水泵工作点1水泵工作点2...第六节

汽蚀及其危害一、汽蚀

水的汽化与温度、压力有一定的关系。在一定的温度下，水开始汽化的临界压力称为该温度下的饱和汽化压力。当液体在泵内流动的液体，在压力降低到一定程度时，在液体内的杂质、微小固体颗粒或液体与固体接触面的缝隙中存在的汽核就迅速生长为空泡，空泡随液流到达高压区时，受到周围液体的压力压缩，并经过反弹，直到最后完全溃灭，这一过程称为汽蚀。...二、汽蚀发生的部位汽蚀形式:叶面汽蚀:叶片表面、前盖板内表面；

间隙汽蚀:叶片外缘与叶轮室壁面之间，或密封环与叶轮进口外缘之间

涡带汽蚀:由于进水池、进水流道设计不良或其他边界条件的变化产生涡带，当涡带进入水泵后，会助长或加重水泵的叶面汽蚀。.........三、汽蚀的危害1、性能下降：流量、扬程、效率下降水泵发生汽蚀时的性能曲线

(a）离心泵(b）轴流泵1一正常运行时的性能曲线；2一发生汽蚀时的性能曲线...2、过流部件遭到剥蚀发生汽蚀的部位开始出现麻点，随后很快扩大成海绵或蜂窝状，直至大片脱落而破坏。3、产生噪声和振动水泵发生汽蚀时，由于空泡振动和空泡破灭产生噪声，危害泵站管理人员的身心健康由于空泡溃灭，空泡团或涡带汽蚀的不稳定性均引起强烈振动，使水泵装置不能工作，甚至造成装置和泵房结构的破坏。...四、减轻汽蚀的措施1、正确确定水泵安装高程；2、正确设计进水池；3、正确设计进水管道；4、调节水泵的运行工况，减轻汽蚀；5、控制水源含沙量；6、提高叶面光洁度；7、及时进行涂敷与修复出现剥蚀的水泵过流部件；8、降低水泵的转速；...第七节

离心泵机组的使用、维护及更新改造

离心泵机组的正确启动、运行与停车是泵站输配水系统安全、经济供水的前提。一、启动前的准备工作

水泵启动前应该检查一下各处螺栓连接的完好程度，检查轴承中润滑油是否足够、干净，检查出水阀、压力表及真空表上的旋塞阀是否处于合适位置；供配电设备是否完好，然后，进一步进行盘车，灌泵等工作。

盘车就是用手转动机组的联轴器，凭经验感觉其转动的轻重是否均匀，有无异常声响。目的是为了检查水泵及电动机内有无不正常的现象，例如转动零件松脱后卡住、杂物堵塞、泵内冻结、填料过紧或过松、轴承缺油及轴弯曲变形等问题。

灌泵就是启动前，向水泵及吸水管中充水，以便启动后即能在水泵入口处造成抽吸液体所必须的真空值。...二、运行中应注意的几个问题准备工作就绪后，即可启动水泵。启动时，工作人员与机组不要靠得太近，待水泵速稳定后，即应打开真空表与压力表上的阀，此时，压力表上读数应上升至水泵零流量的空转扬程，表示水泵已经上压，可逐渐打开压力闸阀，此时，真空表读数逐渐增加，压力表读数应逐渐下降，配电屏上电流表读数应逐渐增大。启动工作待闸阀全开时，即告成。

水泵在闭闸情况下，运行时间一般不应超过2～3min，如时间太长，则泵内液体发涨会造成事故，应及时停车。。

...(1）检查各个仪表工作是否正常、稳定。(2）检查流量计上指示数是否正常。(3）检查填料盒处是否发热、滴水是否正常。(4）检查泵与电动机的轴承和机壳温升。(5）注意油环，要让它自由地随同泵轴作不同步的转动(6）定期记录水泵的流量、扬程、电流、电压、功率因素等有关技术数据，严格执行岗位责任制和安全技术操作规程。(7）水泵的停车应先关出水闸阀，实行闭闸停车。

...三、水泵的故障和排除1故障产生原因排除方法启动后水泵不出水或出水不足1．泵壳内有空气，灌泵工作没做好2．吸水管路及填料有漏气3．水泵转向不对

4．水泵转速太低

5．叶轮进水口及流道堵塞6．底阀堵塞或漏水

7．吸水井水位下降，水泵安装高度太大8．减漏环及叶轮磨损

9．水面产生漩涡，空气带入泵内10·水封管堵塞1.继续灌水或抽气2.堵塞漏气，适当压紧填料3.对换一对接线，改变转向4.检查电路，是否电压太低5.揭开泵盖，清除杂物6.清除杂物或修理7.核算吸水高度，必要时降低安装高度8.更换磨损零件9.加大吸水口淹没深度或采取防止措施10．拆下清通...三、水泵的故障和排除2故障产生原因排除方法水泵开启不动或轴功率过大l.填料压得太死，泵轴弯曲，轴承磨损2.多级泵中平衡孔堵塞或回水管堵塞3.靠背轮间隙太小，运行中二轴相顶4.电压太低

5.实际液体的比重远大于设计液体的比重6.流量太大，超过使用范围太多1.松一点压盖，矫直泵轴，更换轴承2.清除杂物，疏通回水管3.调整靠背轮间隙4.检查电路，向电力部门反映情况5.更换电动机，提高功率6.关小出水闸阀...三、水泵的故障和排除3故障产生原因排除方法水泵机组振动和噪音1.地脚螺栓松动或没填实2.安装不良，联轴器不同心或泵轴弯曲3.水泵产生气蚀

4.轴承损坏或磨损

5.基础松软

6.泵内有严重摩擦

7.出水管存留空气1.拧紧并填实地脚螺栓2.找正联轴器不同心度，矫直或换轴3.降低吸水高度，减少水头损失4.更换轴承

5.加固基础

6.检查咬住部位7.在存留空气处，加装排气阀...三、水泵的故障和排除4故障产生原因排除方法轴承发热1.轴承损坏

2.轴承缺油或油太多（使用黄油时）3.油质不良，不干净

4.轴弯曲或联轴器没找正

5.滑动轴承的甩油环不起作用6.叶轮平衡孔堵塞，使泵轴向力不能平衡7.多级泵平衡轴向力装置失去作用1.更换轴承

2.按规定油面加油，去掉多余黄油3.更换合格润滑油

4.矫直或更换泵轴的正联轴器5.放正油环位置或更换油环6.清除平衡孔上堵塞的杂物7.检查回水管是否堵塞，联轴器是否相碰，平衡盘是否损坏...三、水泵的故障和排除5故障产生原因排除方法电动机过载1.转速高于额定转速2.水泵流量过大，扬程低3.电动机或水泵发生机械损坏1.检查电路及电动机2.关小闸阀

3.检查电动机及水泵

...三、水泵的故障和排除6故障产生原因排除方法填料处发热、渗漏水过少或没有l.填料压得太紧2.填料环装的位置不对3.水封管堵塞4．填料盒与轴不同心1.调整松紧度，使滴水呈滴状连续渗出2.调整填料环位置，使它正好对准水封管3.疏通水封管4.检修，改正不同心地方...第八节泵站中的辅助设施一、计量设施1．电磁流量计2．超声波流量计3．涡轮流量计4．均速管流量计...一、计量设施1．电磁流量计电磁流量计基本原理：是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，由流量传感器和转换器两大部分组成。测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。法拉第电磁感应定律：变化的磁场产生电场。感应电动势的大小与磁通量变化的快慢成正比。

...1．电磁流量计...电磁流量计的特点是：(1）其变送器结构简单，工作可靠。（2）水头损失小，且不易堵塞，电耗少。（3）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；而且输出讯号与流量成线性关系，计量方便（这是最主要的优点）；测量精度约为士1.5％。（4）安装方便。（5）重量轻，体积小，占地少。（6）价格较高，怕潮、怕水浸。...超声波流量计：起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

2、超声波流量计.........3、插入式涡轮流量计涡轮流量计的原理:在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑．当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转．在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比．由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量．涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测．当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化．传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值．

...3、涡轮流量计...4．均速管流量计均速管流量计是基于早期毕托管测速原理而来的一种新型流量计。研究始于60年代末期，国外称为“阿纽巴”(ANNUBAR）流量计。它主要由双法兰短管、测量体铜棒、导压管及差压变送器、开方器及流量显示、记录仪表等组合而成。

均速管流量传感器，由其结构示意图所知，它是一根沿直径插入管道中的中空金属杆，在迎向流体流动方向有成对的测压孔，一般说来是两对，但也有一对或多对的，其外形似笛。迎流面的多点测压孔测量的是总压，与全压管相连通，引出平均全压p1，背流面的中心处一般开有一只孔，与静压管相通，引出静压p2。均速管是利用测量流体的全压与静压之差来测量流速的。...4．均速管流量计...第八节泵站中的辅助设施二、引水（水泵充水）设施1、人工引水用压水管中的水倒灌引水...第八节泵站中的辅助设施二、引水（水泵充水）设施真空泵引水...第八节泵站中的辅助设施二、引水（水泵充水）设施水射器引水...第八节泵站中的辅助设施三、起重设施1．起重设备的选择移动吊架单轨吊车梁桥式行车......第八节泵站中的辅助设施三、起重设施1．起重设备的选择单轨吊车梁单轨小车......第八节泵站中的辅助设施三、起重设施1．起重设备的选择桥式行车（桥机）...第八节泵站中的辅助设施三、起重设施1．起重设备的选择桥式行车（桥机）...第八节泵站中的辅助设施三、起重设施1．起重设备的选择桥式行车（桥机）...