水泵与水泵站课件

水泵及水泵站

第一章緒論1.1水泵及水泵站的作用和地位1.2水泵定義及分類1.1水泵及水泵站的作用和地位

1.1.1水泵應用:採礦、冶金、電力、石油、化工、市政以及農林等部門。例：航太、火電廠

1.1.2水泵在城市給排水的應用:

給水泵站排水泵站

城市給排水系統工藝基本流程：取水泵站淨水輸水泵站去用水點排出污水入田入江1.2水泵定義及分類1.2.1水泵的定義水泵是一種轉換能量的機械，它通過工作體的運動，把外加的能量傳給被抽送的液體，使其能量增加。

電能機械能壓能（勢能）1.2.2水泵的分類

(1)葉片式水泵：離心泵、軸流泵、混流泵等。

(2)容積式水泵：活塞式往復泵、轉子泵等。

(3)其他類型水泵：螺旋泵、射流泵(又稱水射器)、水錘泵、水輪泵以及氣升泵等。IS型單吸離心泵

葉輪S型雙吸離心泵ZLB型立式軸流泵

葉輪1、固定式2、半調節葉輪1、低比速2、高比速混流泵1.2.3各種水泵特點：

1、往復泵的特點小流量、高揚程。

2、軸流泵、混流泵的特點大流量、低揚程。

3、離心泵的特點界於兩者之間。1.2.4水泵的發展趨勢

1、大型化、大容量化特別是取水水泵和排水水泵2、高揚程、高轉速 單級揚程已經達到1000m。3、系列化、通用化和標準化 按照通用標準SLOW900-900單級雙吸離心泵是專門為深圳自來水廠開發的大型泵。該泵泵體重6.3噸，泵蓋重2.5噸，泵的總高度2.8m，進出水法蘭間距2.8m，軸承檔間距2.8m，進水法蘭最大外徑為1.23m，出水法蘭最大外徑為1.12m。魁岐排澇站廠房內的3臺斜置軸流大型水泵水泵種類型號舉例型號說明備註離心泵單級單吸離心泵IS100-65-200IS-單級單吸離心泵100-吸入口直徑，mm65-排出口直徑，mm200-葉輪直徑，mmIS：國際標準單級雙吸離心泵S500-59AS-單級單吸離心泵500-吸入口直徑，mm59-水泵揚程A–第一次切削20Sh-6A20-吸入口直徑，mmSh單級單吸離心泵6-比轉速的1／10

葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構造

2.1.1兩個例子(1)在雨天，旋轉雨傘，水滴沿傘邊切線方向飛出，旋轉的雨傘結水滴以能量，旋轉的離心力把雨滴甩走，如圖所示。

(2)在垂直平面上旋轉一個小桶，旋轉的離心力給水以能量，旋轉的離心力把水甩走，如圖所示。2.1.2工作原理離心泵基本構造及工作原理2.2離心泵的主要零件

離心泵是由許多零件組成的，離心泵的組成主要有：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環、軸承座、聯軸器、軸向力平衡裝置。單級單吸臥式離心泵1-葉輪；2-泵軸；3-鍵；4-泵殼；5-泵座；6-灌水孔；7-放水孔，8-接真空表孔，9-接壓力錶孔，10-泄水孔，11-填料盒；12-減漏環；13-軸承座；14-壓蓋調節螺栓；15-傳動輪單級單吸臥式離心泵單級單吸臥式離心泵1、葉輪

葉輪：單吸式、雙吸式l前蓋板；2後蓋板；3葉片；4葉槽；5吸水口；6輪轂；7泵軸

1吸入口；2輪蓋；3葉片4輪轂；5軸孔2、泵軸3、泵殼4、泵座鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵5、軸封裝置：泵軸與泵殼間

(1)填料密封壓蓋填料型填料盒1軸封套；2填料；3水封管；4水封環；5壓蓋(2)機械密封DY101型系列機械密封112型系列機械密封6、減漏環(承磨環)

葉輪吸入口的外圓與泵殼內壁的接縫處

1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環；3、葉輪；4、鑲在葉輪上的減漏環7、軸承座

ZHZ滑動軸承滾動軸承8、聯軸器

ZML膜片及連軸器9、軸向力平衡措施

平衡孔1排出壓力；2加裝的減漏環3平衡孔；4泵殼上的減漏環IS型單級單吸離心泵單級雙吸離心泵單級雙吸離心泵結構圖1泵體；2泵蓋；3葉輪；4泵軸；5密度封環；6軸套：7填料盒；8填料；9水封環；10壓蓋；11軸套螺母：12軸承體；13固定螺釘；14軸承體壓蓋；15滾動軸承；16聯軸器；17軸承端；18擋水圈；19螺杆；20鍵2.3葉片泵的基本性能參數水泵的6個性能參數：

1、流量(抽水量)——水泵在單位時間內所輸送的液體數量。用字母Q表示，常用的體積流量單位是m3／h或L／s。常用的重量流量單位是t／h。

2、揚程(總揚程)——水泵對單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵後其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；工程中用國際壓力單位帕斯卡(Pa)表示。3、軸功率——泵軸得自原動機所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表示。原動機為電力拖動時，軸功率單位以kw表示。有效功率——單位時間內流過水泵的液體從水泵那裏得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。

t：運行時間hη1：水泵的效率

η2：電機的效率例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚程H=30m；水泵及電機的效率均為70％，則該泵站工作10h其電耗值？

5、轉速——水泵葉輪的轉動速度，通常以每分鐘轉動的次數來表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復泵中轉速通常以活塞往復的次數來表示(次／nlin)6允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕餘量(Hsv)

允許吸上真空高度(Hs)——指水泵在標準狀況下(即水溫為20℃、表面壓力為一個標推大氣壓)運轉時，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。單位為mH20。水泵廠一般常用Hs來反映離心泵的吸水性能。氣蝕餘量(Hsv)——指水泵進口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般常用氣蝕餘量來反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。單位為mH20。氣蝕餘量在水泵樣本中也有以Δh來表示的。2.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動情況(1)相對速度W；圓周速度u；(牽連速度)絕對速度C(2)C與u的夾角α；

C與W的夾角β（a)後彎式(β２＜90°)（b)徑向式(β２

＝

90°)（b)前彎式

(β２＞

90°)離心泵葉片形狀葉輪出口速度三角形

2.4.2基本方程式的推導三點假定：

(1)液流是恒定流；

(2)葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等。

(3)液流為理想液體，也即無粘滯性。恒定元流的動量方程對某固定點取矩，可得到恒定元流的動量矩方程單位時間裏控制面內恒定總流的動量矩變化(流出液體的動量矩與流入液體的動量矩之向量差)等於作用於該控制面內所有液體質點的外力矩之和。取進出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。組成M的外力有：1、葉片迎水面和背水面作用於水的壓力P2及Pl；2、作用葉輪進出口圓柱面上的水壓力P3及P4，它們都沿著徑向，所以對轉軸沒有力矩；3、作用於水流的摩擦阻力P5及P6，但由於是理想液體，故不予考慮；4、重力的合力矩等於零

1、對輪心取矩2、葉輪對流體所作功率3、理論揚程Cα22.4.3基本方程式的討論（1）為了提高水泵的揚程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0

則（2）

則增加轉速(n)相加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚程。(3)離心泵的理論揚程與液體的容重無關但當輸送不同容重的液體時，水泵所消耗的功率將是不同的。(4)

水泵的揚程由兩部分能量組成，一部分為勢揚程(H1)，另一部分為動揚程(H2)，它在流出葉輪時，以比動能的形式出現。2.4.4基本方程式的修正假定1基本滿足。假定2“反旋現象”。假定3有水力損耗ηh——水力效率;p——修正係數。2.5.1離心泵裝置

水泵配上管路及一切附件後的“系統”2.5.2水泵的總揚程基本計算方法：（1）進出口壓力錶表示（校核）（2）用揚升液體高度和水頭損失表示（設計）§2.5離心泵裝置的總揚程2.5.2

水泵裝置的工作揚程（1）基本計算公式

Hd：以水柱高度表示的壓力錶讀數（m）

Hv：以水柱高度表示的真空表讀數（m）（2）公式推導:2.5.3水泵裝置的設計揚程（1）基本計算公式:HST：水泵的靜揚程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）（2）公式推導:同理：思考：對於公式有沒有簡便的方法進行公式推導？注：本節中所介紹的求水泵揚程公式，對於其他各種佈置形式的水泵裝置也都適用，包括自灌式。自灌式水泵的公式推求，請大家自學。

例：水泵流量Q=120l

/s，吸水管管路長度l1=20m；壓水管管路長度l2=300m；吸水管徑Ds=350mm，壓水管徑Dd=300mm；吸水水面標高58.0m；泵軸標高60.0m；水廠混合池水面標高90.0m。求水泵揚程。

注：i1=0.0065,i2=0.0148；吸水進口採用濾水網，90彎頭一個，DN=350*300mm漸縮管一個；壓水管按長管計，局部水頭損失占沿程10%。§2.6離心泵的特性曲線2.6.1離心泵的特性曲線

特性曲線：在一定轉速下，離心泵的揚程、功率、效率等隨流量的變化關係稱為特性曲線。它反映泵的基本性能的變化規律，可做為選泵和用泵的依據。各種型號離心泵的特性曲線不同，但都有共同的變化趨勢。2.6.2理論特性曲線的定性分析QT——泵理論流量(m3／s)。也即不考慮泵體內容積損失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——葉輪的出口面積(m2)；C2r——葉輪出口處水流絕對速度的徑向分速(m／s)。1、β２＜90°(1)直線QT-HT(2)直線I(3)扣除水頭損失(Ⅱ)摩阻、衝擊(4)扣除容積損失(Q-H線)2、(β２＜90°)

從上式可看出，水泵的揚程將隨流量的增大而增大，並且，它的軸功率也將隨之增大。對於這樣的離心泵，如使用於城市給水管網中，將發現它對電動機的工作是不利的。結論：目前離心泵的葉輪幾乎一律採用後彎式葉片(β２＝20°-30°左右)。這種形式葉片的特點是隨揚程增大，水泵的流量減小，因此，其相應的流量Q與軸功率N關係曲線(Q-H曲線)，也將是一條比較平緩上升的曲線，這對電動機來講，可以穩定在一個功率變化不大的範圍內有效地工作。2.6.2

實測特性曲線的討論(1)揚程H是隨流量Q的增大而下降。(2)水泵的高效段：在一定轉速下，離心泵存在一最高效率點，稱為設計點。該水泵經濟工作點左右的一定範圍內(一般不低於最高效率點的10％左右)都是屬於效率較高的區段，在水泵樣本中，用兩條波形線“”標出。(3)軸功率隨流量增大而增大，流量為零時軸功率最小。(“閉閘啟動”)(4)在Q—H曲線上各點的縱坐標，表示水泵在各不同流量Q時的軸功率值。電機配套功率的選擇應比水泵軸率稍大。(5)水泵的實際吸水真空值必須小於Q—HS曲線上的相應值，否則，水泵將會產生氣蝕現象。(6)水泵所輸送液體的粘度越大，泵體內部的能量損失愈大，水泵的揚程(H)和流量(Q)都要減小，效率要下降，而軸功率卻增大，也即水泵特性曲線將發生改變。

葉片式水泵§2.7離心泵裝置定速運行工況2.7.1工況點

水泵暫態工況點：水泵運行時，某一瞬時的出水流量、揚程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵暫態工況點。決定離心泵裝置工況點的因素（1）水泵本身型號；（2）水泵實際轉速；（3）管路系統及邊界條件。管路系統的特性曲線0Q2.7.2管路系統的特性曲線管路總水頭損失MKDHSTHSTQQMHQ-ΣHQ-HΣH2.7.3圖解法求離心泵裝置的工況點（１）直接法離心泵裝置的工況點HMK1MHSTQQMHQ-ΣHQ-H（２）折引法離心泵裝置的工況點Q’-H’M1HM2.7.4離心泵裝置工況點的改變

泵的工作點由兩條特性曲線所決定，因而改變其中之一或者同時改變即可實現流量的調節。

(1)自動調節

(2)人工調節調節閥門；調節轉速；調節葉輪；水泵的聯合運行優點：調節流量，簡便易行，可連續變化缺點：關小閥門時增大了流動阻力，額外消耗了部分能量，經濟上不夠合理。QAAHQQBB改變閥門開度B12.7.5數解法求離心泵裝置的工況點原理：擬合Q-H曲線，與管道系統特性曲線聯立求解工況點。擬合Q-H曲線(1)H——水泵的實際揚程(MPa)；Hx——水泵在Q=0時所產生的虛總揚程(MPa)；hx——相應於流量為Q時，泵體內的虛水頭損失之和。hx=SxQmMPaSx——泵體內虛阻耗係數;m——指數。(2)§2.8離心泵裝置調速運行工況2.8.１葉輪相似定律幾何相似：兩個葉輪主要過流部分一切相對應的尺寸成一定比例，所有的對應角相等。b2、b2m

——實際泵與模型泵葉輪的出口寬度；D2、D2m——實際泵與模型泵葉輪的外徑；

——比例。

運動相似的條件是：兩葉輪對應點上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應點上水流的速度三角形相似。在幾何相似的前題下，運動相似就是工況相似。葉輪相似定律有三個方面：1、第一相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的流量之間的關係。2、第二相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的揚程之間的關係。3、第三相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的軸功率之間的關係。2.8.2相似定律的特例——比例律把相似定律應用於以不同轉速運行的同一臺葉片泵，則可得到比例律：

1、比例律應用的圖解方法(1)已知水泵轉速為nl時的(Q—H)l曲線，但所需的工況點，並不在該特性曲線上，而在座標點A2(Q2，H2)處。現問；如果需要水泵在A2點工作，其轉速n2應是多少?(2)已知水泵nl時的(Q—H)l曲線，試用比例律翻畫轉速為n2時的(Q—H)2

曲線。問題(1)：求“相似工況拋物線”求A點：相似工況拋物線與(Q—H)l線的交點。求n2A1QHQ-HA2(2)在(Q—H)l線上任取a、b、c、d、e、f點；利用比例律求(Q—H)2上的a’、b’、c’、d’、e’、f’……作(Q—H)2曲線。同理可求(Q—N)2曲線。QHQ-HA2abdcefQ-H求(Q—η)2曲線。在利用比例律時，認為相似工況下對應點的效率是相等的，將已知圖中a、b、b、d等點的效率點平移即可。定速運行與高速運行比較：泵站調速運行的優點表現於(1)省電耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管網等壓供水(即HST基本不變)2、比例律應用的數解方法(1)(2)2.8.３相似准數—比轉數(ns)１、模型泵：在最高效率下，當有效功率Nu＝735.5W(1HP)，揚程Hm＝1m，流量m3／s。這時該模型泵的轉數，就叫做與它相似的實際泵的比轉數ns

。將模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率時的流量和揚程，也即水泵的設計工況點。

(2)比轉數ns是根據所抽升液體的容重γ＝1000kg／m3時得出的。

(3)Q和H是指單吸、單級泵的流量和揚程。

(4)比轉數不是無因次數，它的單位是“r／min”。2、對比轉數的討論

(1)比轉數(ns)反映實際水泵的主要性能。當轉速n一定時，ns越大，水泵的流量越大，揚程越低。

ns越小，水泵的流量越小，揚程越高。

(2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉數而變的。用比轉數ns可對葉片泵進行分類。要形成不同比轉數ns，在構造上可改變葉輪的外徑(D2)和減小內徑(D0)與葉槽寬度(b2)。(3)相對性能曲線

ns越小：Q—H曲線就越平坦；

Q＝0時的N值就越小。因而，比轉數低的水泵，採用閉閘起動時，電動機屬於輕載起動，起動電流減小；效率曲線在最高效率點兩則下降得也越和緩。2.8.4調速途徑及調速範圍1、調速途徑

(1)電機轉速不變，通過中間偶合器以達到改變轉速的目的。採用液力偶合器對葉片泵機組可進行無級調運，可以大量節約電能，並可使電動機空載(或輕載)啟動，熱能損耗多。(2)電機本身的轉速可變。改變電機定子電壓調速，改變電機定子極數調速，改變電機轉子電阻調速，串級調速以及變頻調速等多種。2、在確定水泵調速範圍時，應注意如下幾點：(1)調速水泵安全運行的前提是調速後的轉速不能與其臨界轉速重合、接近或成倍數。(2)水泵的調速一般不輕易地調高轉速。(3)合理配置調速泵與定速泵台數的比例。(4)水泵調速的合理範圍應使調速泵與定速泵均能運行於各自的高效段內。§2.8離心泵裝置換輪運行工況2.8.1切削律

注意：切削律是建於大量感性試驗資料的基礎上。如果葉輪的切削量控制在一定限度內時，則切削前後水泵相應的效率可視為不變。此切削限量與水泵的比轉數有關。2.8.2切削律的應用

1、切削律應用的兩類問題

(1)已知葉輪的切削量，求切削前後水泵特性曲線的變化。

(2)已知要水泵在B點工作，流量為QB，揚程為HB，B點位於該泵的(Q-H)曲線的下方。現使用切削方法，使水泵的新持性曲線通過B點，要求：切削後的葉輪直徑D’2

是多少?需要切削百分之幾?是否超過切削限量?

(1)解決這一類問題的方法歸納為“選點、計算、立點、連線”四個步驟。QHQ-H124356Q’-H’Q-NQ’-N’Q-ηQ’-η’0(2)求“切削拋物線”求A點座標：切削拋物線與(Q—H)

線的交點。求D’2：切削量百分數AQHQ-HB2、應用切削律注意點(1)切削限量(1)對於不同構造的葉輪切削時，應採取不同的方式。

(3)沿葉片弧面在一定的長度內鏗掉一層，則可改善葉輪的工作性能。

(4)葉輪切削使水泵的使用範圍擴大。水泵的高效率方框圖離心泵性能曲線型譜圖§2.10離心泵並聯及串聯運行工況水泵並聯工作：(1)增加供水量；(2)通過開停水泵的台數調節泵站的流量和揚程，以達到節能和安全供水；(3)水泵並聯揚水提高泵站運行調度的靈活性和供水的可靠性。2.10.1並聯工作的圖解法

1、同型號的兩臺(或多臺)泵並聯後的總和流量，將等於某場程下各臺泵流量之和。Q0H2、同型號、同水位的兩臺水泵的並聯工作Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’步驟：(1)繪製兩臺水泵並聯後的總和(Q-H)l+2曲線(2)繪製管道系統特性曲線,求並聯工況點M。(3)求每臺泵的工況點NQ(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’結論：(1)N’＞N1,2，因此，在選配電動機時，要根據單條單獨工作的功率來配套。(2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即兩臺泵並聯工作時，其流量不能比單泵工作時成倍增加。Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’5臺同型號水泵並聯注意：

(1)如果所選的水泵是以經常單獨運行為主的，那麼，並聯工作時，要考慮到各單泵的流量是會減少的，揚程是會提高的。

(2)如果選泵時是著眼於各泵經常並聯運行的，則應注意到，各泵單獨運行時，相應的流量將會增大，軸功率也會增大。

3、不同型號的2臺水泵在相同水位下的並聯工作QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’步驟：(1)繪製兩臺水泵折引至B點的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ曲線(2)繪製兩臺水泵折引至B點的(Q-H)’Ⅰ＋Ⅱ曲線(3)繪製BD段管道系統特性曲線,求並聯工況點E(4)求每臺泵的工況點QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’並聯機組的總軸功率及總效率：QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’

4、如果兩臺同型號並聯工作的水泵，其中一臺為調速泵，另一臺是定速泵。

在調速運行中可能會遇到兩類問題：

(1)調速泵的轉速n1與定速泵的轉速n2均為已知，試求二臺並聯運行時的工況點。其工況點的求解可按不同型號的2臺水泵在相同水位下的並聯工作所述求得。

(2)只知道調速後兩臺泵的總供水量為QP(HP為未知值)，試求調運泵的轉速n1值(即求調速值)。5、一臺水泵向兩個並聯工作的高地水池輸水（1）水泵向兩個高地水池輸水（2）水泵與高水池D並聯工作，共同向低水池C輸水2.10.2定速運行下並聯工作的數解法2.10.3調速運行下並聯工作的數解法2.10.4並聯工作中調速泵台數的選定

調速泵與定速泵配置台數比例的選定，應以充分發揮每臺調速泵在調速運行時仍能在較高效率範圍內運行為原則。例調速泵(Q-H)曲線要求：使每單臺調速泵的流量由1/2定速泵流量到滿額定速泵供水量之間變化2.10.5水泵串聯工作各水泵串聯工作時，其總和（Q-H）性能曲線等於同一流量下揚程的疊加。

注：多級泵，實質上就是n級水泵的串聯運行。隨著水泵製造工藝的提高，目前生產的各種型號水泵的揚程，基本上已能滿足給水徘水工程的要求，所以，一般水廠中已很少採用串聯工作的形式。

葉片式水泵§2.11離心泵吸水性能2.11.1吸水管中壓力的變化及計算

吸水池水面上的壓頭和泵殼內最低壓頭之差用來支付：(1)把液體提升Hss高度(2)克服吸水管中水頭損失；(3)流速水頭(4)產生流速水頭差值(5)供應葉片背面足點壓力下降值。

表示吸水井中能量餘裕值;

是泵殼進口外部的壓力下降值;()反映了泵殼進口內部的壓力下降值，此值中是葉輪進口和進口附近葉片背面(背水面)的壓頭差，通常不小於3m,由水泵的構造和工況而定的。2.11.2氣穴和氣蝕

1、氣穴現象：當葉輪進口低壓區的壓力Pk≤Pva

時，水就大量汽化，同時，原先溶解在水裏的氣體也自動逸出，出現“冷沸”現象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區域時，汽泡突然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速沖向汽泡中心，在汽泡閉合區內產生強烈的局部水錘現象，其瞬間的局部壓力，可以達到幾十兆帕。此時，可以聽到汽泡衝破時炸裂的噪音，這種現象稱為氣穴現象。2、氣蝕

(1)氣蝕現象：一般氣穴區域發生在葉片進口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經過一段時期後，金屬就產生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應力更加集中，葉片出現裂縫和剝落。在這同時，由於水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側壁與底之間產生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最後，幾條裂縫互相貫穿，達到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進口端產生的這種效應稱為“氣蝕”。(2)氣蝕兩個階段：氣蝕第一階段，表現在水泵外部的是輕微噪音、振動和水泵揚程、功率開始有些下降。氣蝕第二階段，氣穴區就會突然擴大，這時，水泵的H、N、η就將到達臨界值而急劇下降，最後終於停止出水。(3)氣蝕的危害水泵性能惡化甚至停止出水；水泵過流部件發生破壞；產生噪音和振動；

(4)氣蝕影響對不同類型的水泵不同ns較高ns較低2.11.3水泵最大安裝高度

1、水泵最大安裝高度2、允許吸上真空高度Hs(1)水泵銘牌或樣本中，對於各種水泵都給定了一個允許吸上真空高度Hs，此Hs即為Hv的最大極限值。在實用中，水泵的Hv超過樣本規定的Hs值時，就意味著水泵將會遭受氣蝕。水泵廠一般在樣本中，用Q-Hs曲線來表示該水泵的吸水性能。此曲線是在大氣壓為l0.33mH20，水溫為20℃時，由專門的氣蝕試驗求得的。它是該水泵吸水性能的一條限度曲線。

Hs與當地大氣壓(Pa)及抽升水的溫度(t)有關:

當地大氣壓越低，水泵的Hs

值就將越小水溫越高，水泵的Hs值也將越小。(2)水泵廠所給定的Hs值修正：H’s——修正後採用的允許吸上真空高度(m)HS——水泵廠給定的允許吸上真空高度(m)ha——安裝地點的大氣壓(即)(mH20)；hav——實際水溫下的飽和蒸汽壓力(表2—8)。2.11.4氣蝕餘量(NPSH)

對軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負值，葉輪常須安在最低水面下，對於這類泵常採用“氣蝕餘量”這名稱來衡量它們的吸水性能。總氣蝕餘量。也即水泵進口處單位重量的水，所具有超過汽化壓力的餘裕能量再加上。其大小通常換算到泵軸的基準面上；

ha：吸水井表面的大氣壓力(mH20)；

hva：該水溫下的汽化壓力(mH20)；

Σhs：吸水管道的水頭損失之和(m)；

Hss

：水泵吸水地形高度，即安裝高度(m)。2、（NPSH）r和（NPSH）a

(1)必要氣蝕餘量（NPSH）r

樣本中所提供的蝕餘量：由Δh和避免氣蝕的餘裕量(0.3mH20左右)兩部分所組成。(2)裝置氣蝕餘量（NPSH）a

由氣蝕餘量公式計算出的是該水泵裝置的實際的氣蝕餘量。

在工程中（NPSH）a=（NPSH）r+(0.4～0.6mH20)吸入式工作的水泵氣蝕餘量圖Hs2.11.5水泵的吸水性能

(1)允許吸上真空高度Hs：離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度Hs來衡量的。Hs值越大，說明水泵的吸水性能越好，或者說，抗氣蝕性能越好。

(2)氣蝕餘量（NPSH）r

：水泵廠樣本中要求的氣蝕餘量越小，表示該水泵的吸水性能越好。§2.12離心泵機組的使用、維護及更新改造2.12.1啟動前的準備工作(1)檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力錶及真空表，供配電設備(2)盤車：轉動機組的聯軸器，檢查水泵及電動機內有無不正常的現象(3)灌泵：向水泵及吸水管中充水(4)閉閘啟動：閉閘運行時間一般不應超過2—3min2.12.2運行中應注意的問題

(1)檢查各個儀錶工作是否正常、穩定。

(2)檢查流量計上指示數是否正常。

(3)檢查填料盒處是否發熱、滴水是否正常。

(4)檢查泵與電動機的軸承和機殼溫升。

(5)注意油環，要讓它自由地隨同泵軸作不同步的轉動。隨時聽機組聲響是否正常。

(6)定期記錄水泵的流量、揚程、電流、電壓、功率因素等有關技術數據。

(7)水泵的停車應先關出水閘閥，實行閉閘停車。然後，關閉真空及壓力錶上閥，把泵和電動機表面的水和油擦淨。2.12.3水泵的故障和排除離心泵常見的故障及其排除見書表2—10。2.12.4機泵的更新改造

(1)電動機a.負荷率低於0.5b.電機絕緣性的低劣

(2)水泵：a.平常

b.採用調節出水閥來控制管網壓力

c.流量變化與季節有明顯關係

d.深井泵§2.13軸流泵及混流泵2.13.1軸流泵的基本構造(1)吸入管；(2)葉片；(3)葉輪；(4)導葉(5)軸；(6)機殼；(7)出水彎管軸流泵(1)吸入管：一般採用符合流線型喇叭管或做成流道形式。(2)葉輪：固定式、半調式和全調式(3)導葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉運動變為軸向運動。(4)軸和軸承：導軸承、推力軸承(5)密封裝置：壓蓋填料型1葉片2輪轂體3角度位置4調節螺母2.13.2軸流泵的工作原理空氣動力學中機翼的升力理論P’BAP2.13.3軸流泵的性能特點(1)揚程隨流量的減小而劇烈增大，Q—H曲線陡降，並有轉捩點。(2)Q—N曲線為陡降曲線，一般稱為“開閘啟動”。(3)Q—η曲線呈駝峰形。也即高效率工作的範圍很小。軸流泵的通用特性曲線軸流泵特性曲線(4)在水泵樣本中，軸流泵的吸水性能，一般是用氣蝕餘量Δhsv來表示的。一般軸流泵的氣蝕餘量都要求較大。2.13.4軸流泵的主要應用適於輸送清水或物理、化學性質類似於清水的液體，不同類型的軸流泵對所輸送液體溫度的要求不同(如ZLB型要求液體溫度不超過50℃)可供電站迴圈水、城市給水、農田排灌等之用。2.13.5混流泵蝸殼式、導葉式§2.14給水排水工程中常用的葉片泵2.14.1IS系列單級單吸式離心泵現行水泵行業首批採用國際標準聯合設計的新系列產品適合輸送清水及物理化學性質相類似的其他液體，主要用於工業和城市給水、排水，亦可用於農業排灌，互換性強、高效節能。

2.14.2Sh(SA)系列單級雙吸式離心泵這種泵在城鎮給水、工礦企業的迴圈用水、農田誹溜、防洪排澇等方面應用十分廣泛，是給水排水工程中最常用的一種水泵。目前，常見的流量為90-20000m3/h，揚程為10—l00mH2O。按泵軸的安裝位置不同，有臥式和立式兩種。臥式立式2.14.3D(DA)系列分段多級式離心泵這類泵揚程在100-650mH2O高範圍內，流量在5—720m3/h範圍內。D型多級離心泵2.14.４JD(J)系列深井泵深井泵是用來抽升深井地下水的。主要由三部分組成：

(1)包括濾網在內泵的工作部分

(2)包括泵座和傳動軸在內的揚水管部分

(3)帶電動機的傳動裝置部分等。這類泵實際上是一種立式單吸分段式多級離心水泵。QJ/QJT系列深井潛水泵2.14.５潛水泵潛水泵的持點是機泵一體化，潛水給水泵常用的型號為QXG，其流量範圍為200-400m3/h，揚程範圍為6．5-60mH2O，功率範圍為11-150kW。按用途分，給水泵、排汙泵；按葉輪形式分，離心式、軸流式及混流式潛水泵等。潛水排汙泵潛水泵2.14.6污水泵、雜質泵它與清水泵的不同處在於:葉輪的葉片少，流道寬，便於輸送帶有纖維或其他懸浮雜質的污水。另外，在泵體的外殼上開設有檢查、清掃孔，便於在停車後清除泵殼內部的污濁雜質。QW型潛水排汙泵

其他水泵

§3.1射流泵3.1.1工作原理1、噴嘴2、吸入室3、混合管4、擴散管5、吸水管6、壓出管H1：噴嘴前工作液體具有比能(mH2O)；H2：射流泵出口處液體具有比能．射流泵的揚程(mH2O)；Ql：工作液體的流量(m3／s)；Q2：被抽液體的流量(m3／s)；F1：噴嘴的斷面積(m2)；F2：混合室的斷面積(m2)射流泵

射流泵的性能參數3.1.2射流泵優點、缺點優點：

(1)構造簡單、尺寸小、重量輕、價格便宜；

(2)便於就地加工，安裝容易，維修簡單；

(3)無運動部件，啟閉方便，當吸水口完全露出水面後，斷流時無危險；

(4)可以抽升污泥或其他含顆粒液體；

(5)可與離心泵聯合串聯下作從大口井或深井中取水。缺點：效率較低。3.1.3射流泵的應用

(1)用作離心泵的抽氣引水裝置。

(2)在水廠中利用射流系來抽吸液氯和礬液，俗稱“水老鼠”。

(3)在地下水除鐵曝氣的充氧工藝中，利用射流泵作為帶氣、充氣裝置，以達到充氧目的。

(4)作為生物處理的曝氣設備及浮淨比法的加氣水設備。

(5)與離心泵聯合工作以增加離心泵裝置的吸水高度。

(6)在土方工程施工中，用於井點來降低基坑的地下水位等。§3.2氣升泵3.2.1工作原理1、揚水管2、輸氣管3、噴嘴4、氣水分離箱5、排氣孔6、井管7、傘形鐘罩氣升泵根據連通管原理γw：水的容重(kg／m3)；γm：揚水管內水氣乳液的容重(kg／m3)；H1：井內動水位至噴嘴的距離，稱為噴嘴淹沒深度(m)。h——程升高度(m)。只要γwh1＞γmH時，水氣乳液就能沿揚水管上升至管口而溢出，氣升泵就能正常工作。水氣乳液上升高度hh1為常數時H-γm曲線3.2.2氣升泵裝置總圖1、空氣篩檢程式：空氣壓縮機的吸氣口2、空氣壓縮機3、風罐：使空氣在罐內消除脈動，均勻地輸送到揚水管4、輸氣管、噴嘴：噴嘴的作用是在揚水管內造成水氣乳液5、井管6、揚水管：揚水管直徑過小，井內水位降落大，抽水量將受到限制；揚水管直徑過大，升水產生間斷，甚至不能升水。7、氣水分離箱3.2.3氣升泵優點、缺點及應用優點：井孔內無運動部件，構造簡單，工作可靠，在實際工程中，不但可用於井孔抽水，而且還可用於提升泥漿、礦漿、鹵液等。缺點：氣升泵與深井泵相比，效率低。應用：對於鑽孔水文地質的抽水試驗，石油部門的“氣舉採油”以及礦山中井巷排水等方面，氣升泵的應用常具有獨特之處。§3.3往復泵3.3.1工作原理1、壓水管路2、壓水空氣室3、壓水閥4、吸水閥5、吸水空氣室6、吸水管路7、柱塞8、滑塊9、連杆10、曲柄往復泵往復泵往復式計量泵一些參數：衝程：活塞或柱塞在泵缸內從一頂端位置移至另一頂端位置，這兩頂端之間的距離S稱為活塞行程長度(也稱衝程)，兩頂端叫做死點。單動往復泵：活塞往復一次(即兩衝程)，泵缸內只吸入一次和排出一次水，這種泵稱為單動往復泵。雙動往復泵單動泵流量曲線雙動泵流量曲線三動泵流量曲線如圖：揚程與流量無關往復泵的特性曲線圖3.3.2往復泵的性能特點及應用特點：(1)高揚程，小流量的容積式水泵。(2)必須開閘啟動(3)不能用閘閥來調節流量。(4)在給水排水泵站中，如果採用往復泵時，則必須有調節流量的設施。(5)具有自吸能力。(6)出水不均勻。應用：在某些工業部門的鍋爐給水方面、在輸送持殊液體方面，在要求自吸能力高的場合下§3.4螺旋泵3.4.1工作原理如圖螺旋泵傾斜放置在水中，當電動機帶動螺旋軸時，螺旋葉片下端與水接觸，水就從螺旋葉片的P點進入葉片，水在重力作用下，隨葉片下降到Q點，由於轉動時的慣性力，葉片將Q點的水又提升至R點、而後在重力作用下，水又下降至高一級葉片的底部．如此不斷迴圈，水沿螺旋軸被一級一級地往上提起。螺旋泵3.4.2螺旋泵裝置主要參數：1、傾角(θ)：指螺旋泵軸對水平面的安裝夾角。2、泵殼與葉片的間院：間隙越小，水流失越小．泵效率越高，3、轉速（n)：4、揚程(H)：螺旋泵是低揚程水泵。揚程低、效率高。5、泵直徑(D)：泵的流量取決於泵的直徑。一般認為：泵直徑越大，效率越高；泵的直徑與泵軸直徑之比以2:1為宜；6、螺距(S)：沿螺旋葉片環繞泵軸呈螺旋形旋轉360度所經軸向距離．即為一個螺旋導程λ。S=λ/Z7、流量(Q)及軸功率(N)3.4.3螺旋泵優缺點優點：1、提升流量大，省電。2、螺旋泵只要葉片接觸水面就可把水提升上來。3．泵站設施簡單，減少土建費用。4、不需要沒簾格，直接提升雜粒、木塊、碎布等。5、結構簡單、製造容縣，維修簡單。6、提升活性污泥，對絨絮破壞較少。缺點：1、揚程一般不超過6-8m，在使用上受到限制。2、不適用於水位變化較大的場合：3、螺旋泵必須斜裝，占地較大。

給水泵站

§4.1泵站分類與特點4.1.1分類(1)按照水泵機組設置的位置與地面的相對標高關係:地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式，泵站可分為人工手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站。(3)在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及迴圈水泵站。4.1.2取水泵站(也稱一級泵站)

（1）組成

水源吸水井

取水泵房

切換井

淨水構築物注：直接送水無需切換井（2）設計注意點A、泵房形式：山區一般圓形鋼筋混凝土結構。“貴在平面”B、在土建結構方面應考慮到河岸的穩定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C、在施工過程中，要注意季節。D、在泵房投產後，在運行管理方面必須很好地使用好通風、採光、起重、排水以及水錘防護等設施。E、在新建給水工程時，應考慮到遠期擴建的可能性。其特點“百年大計，一次完成”。4.1.3送水泵站(也稱二級泵站)（1）組成清水池

取水泵房

切換井

管網

高地水池（2）吸水井作用：有利於水泵吸水管道佈置，也有利於清水池的維修。形式：AB二級泵房分離式清水池池內式4.1.3加壓泵站方式：直接串接清水池及泵站加壓方式二級泵房加壓泵站逆止閥4.1.4迴圈泵站多用在企業一般設置熱水、冷水兩組水泵。生產車間熱水泵冷卻構築物冷水泵

§4.2水泵選擇4.2.1選泵的主要依據流量揚程以及其變化規律(1)一級泵站的設計流量A、泵站從水源取水，輸送到淨水構築物。Qr——一級泵站中水泵所供給的流量(m3／h)；Qd——供水對象最高日用水量(m3／d)；α——為計及輸水管漏損和淨水構築物自身用水而加的係數，一般取α=1.05-1.1T——為一級泵站在一晝夜內工作小時數。B、泵站將水直接供給用戶或送到地下集水池β——給水系統中自身用水係數，一般取β＝1.01-1.02一級泵站揚程

(1)送水至淨化構築物

(2)直接供水HST’——水源井中枯水位(或最低動水位)與給水管網中控制點的地面標高差(mH2O)；

Σh——管路中的總水頭損失(mH20)；

Hsev——給水管網中控制點所要求的最小自由水壓(也叫服務水頭)。(2)二級泵站的設計流量

對於小城市的給水系統，大多數採用泵站均勻供水方式，即泵站的設計流量按最高日平均時用水量計算對於大城市的給水系統，宜採取泵站分級供水方式，即泵站的設計流量按最高日最高時用水量計算。最大日用水量變化曲線4.2.2選泵要點(1)大小兼顧，調配靈活已知：用水區的用水量從最大為795m3／h到最小為396m3／h，逐時變化。12Sh—19型水泵特性曲線四臺不同型號水泵Q-H曲線(2)型號整齊，互為備用從泵站運行管理與維護檢修的角變來看，如果水泵的型號太多則不便於管理。由第一條：在用水量和所需的水壓變化較大的情況下，選用性能不同的水泵的台數越多，越能適應用水量變化的要求，浪費的能量越少。綜合以上要點：如選用5臺泵的泵站，採用1：2：3：3：3，這樣配置的水泵可應付12種工況變化。(3)合理地用盡各水泵的高效段可按不同方案計算後綜合選泵按最大日平均小時流量的70％(即0.7Q日·平均時)按最大日平均小時流量的100％(即1.0Q日·平均時)按最大日平均小時流量的130％(即1.3Q日·平均時)(4)要近遠期相結合。“小泵大基礎”(5)大中型泵站需作選泵方案比較。例根據給水管網設計資料，己知最高日最高時用水量為920L／s，時變化係數Kh為1．7，日變化Kd為1.3，管網最大用水時水頭損失為11.5m，吸水管水頭損失為1.5m。泵站吸水井最低水位到管網中最不利點地形高差為2m，用水區建築物層數為3層，試進行送水泵站水泵的選型設計。4.2.3選泵時尚需考慮的其他因素

(1)水泵的構造形式對泵房的大小、結構形式和泵房內部佈置、泵站造價等有影響。

(2)應在保證不發生氣蝕的前提下，應充分利用水泵的允許吸上真空高度。

(3)應選用效率較高的水泵，如儘量選用大泵。

(4)根據供水對象對供水可靠性的不同要求，選用一定數量的備用泵。

(5)應儘量結合地區條件優先選擇當地製造的成系列生產的、比較定型的和性能良好的產品。

備用泵的選擇：

(1)在不允許減少供水量的情況下，應有兩套備用機組；

(2)允許短時間內中斷供水時．可只設一臺備用泵。

(3)城市給水系統中的泵站，一般也只設一臺備用泵。通常備用泵的型號可以和泵站中最大的工作泵相同。當管網中無水塔且泵站內機組較多時，也可考慮增設一臺備用泵，它的型號相最常運行的工作泵相同。

(4)如果給水系統中有足夠大容積的高地水池或水塔時，則泵站中可不設備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機組即可。備用泵相其他工作泵一樣，應處於隨時可以啟動的狀態。4.2.4選泵後的校核在泵站中水泵選好之後，還必須按照發生火災時的供水情況，校核泵站的流量和揚程是否滿足消防時的要求。對於一級泵站：Qf——設計的消防用水量(m3／h)，Q’——最高用水日連續最大二小時平均用水量(m3／h)；Qr——一級泵站正常運行時的流量(m3／h)；tf——補充消防用水的時間,從24—48h，由用戶的性質和消防用水量的大小決定,見建築設計防火規範；α——計及淨水構築物本身用水的係數。對於二級泵站，消防屬於緊急情況。消防用水其總量一般占整個城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強度大，使整個給水系統負擔突然加重。因此，應作為一種特殊情況在泵站中加以考慮。4.2.5小結：

1、水泵類型選擇水泵類型主要根據揚程選擇，常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下，泵站設計揚程小於l0m，宜選用軸流泵；5—20m，宜選用混流泵；20—l00m，宜選用單級離心泵，大於100m時可選用多級離心泵。當混流泵與軸流泵都可使用時，應優選混流泵，當離心泵與混流泵都可使用時，若揚程變化較大，一般宜選用離心泵。2、水泵台數的確定：(1)建設費與運行費。一般在同樣流量情況下，機組台數越少，建設費和運行費越小。(2)運行管理。一般來說，機組台數少，管理運行較方便(3)流量調節能力。機組台數少，流量調節能力較差。(4)備用機組：對於灌溉泵站，裝機3—9臺時，其中應有l臺備用，多於9臺時，應有2臺備用。對於重要城市供水泵站，工作機組3臺及3臺以下時，應增設1臺備用機組，多於3臺，應增設2臺備用機組。綜上，水泵台數要考慮各方面的因素分析確定。一般情況下，中小型泵站以3—9臺為宜。流量變化幅度大的泵站，台數宜多；流量比較穩定的泵站，台數宜少。

§4.３泵站變配電設施及自動測控系統4.３.1變配電系統中負荷等級及電壓選擇1、負荷等級(1)一級負荷:兩個獨立電源供電(2)二級負荷:兩回路供電或一回路專用線(3)三級負荷2、電壓選擇(1)規模很小的水廠：一般為380V。(2)中小型淨水廠：6kV和10kV，10kV替代6kV。(3)大型水廠：35kV電壓。4.３.２泵站中常用的變配電系統現代都採用由電器開關廠生產的成套設備配電屏(又稱開關櫃)。設計注意點：(1)開關櫃前面的過道寬度應不小於：低壓櫃1.5m，高壓櫃3.0m。(2)背後檢修的開關櫃與牆壁的淨距不宜小於0.8m。高、低壓配電室注意：門、架線、高度保證：安全、方便4.３.3變電所變電所的變配電設備是用來接受、變換和分配電能的電氣裝置，它由變壓器、開關設備、保護電器、測量儀錶、連接母線和電纜等組成。

(1)變電所的類型選擇獨立變電所、附設變電所、室內變電所

(2)變電所的位置和數目位置：位於用電負荷中心；考慮周圍的環境；考慮佈線是否合理；數目：由負荷的大小及分散情況所決定；考慮泵站的發展(3)變電所的佈置方案

變電所與水泵房的組合佈置1、水泵房；2、低壓配電室(包括值班室)；3、變壓器室；4、高壓配電室14.３.4常用電動機1、根據所要求的最大功率、轉矩和轉數選用電動機。2、根據電動機的功率大小，參考外電網的電壓決定電動機的電壓。

(1)功率在100kW以下，選用380V／220V或220／127V的三相交流電；

(2)功率在200kW以上，選用l0kV(或6kV)的三相交流電；(3)功率在100-200kw之間，視泵站內電機配置情況而定，3、根據工作環境和條件決定電動機的外形和構造形式。4、根據投資少，效率高，運行簡便等條件，確定所選電動機的類型。4.３.5交流電動機調速1、調節同步轉速(高效型調速)調節電源頻率(變頻調速)改變電機極對數(變極調速)2、調節轉差率(能耗型調速、只用於非同步電動機)調節電動機定子電壓改變串入繞線式電機轉子電路的附加電阻值等。4.３.6水泵機組的控制設備直接啟動：電動機功率小於10kW

減壓啟動：電動機功率在10kw以上(1)手操作啟動器(2)電磁啟動器4.３.7泵站自動測控系統1．控制方式集中型控制、分散型控制、集散型控制和分佈型控制2．集散型控制三級控制(即就地現場的手動控制、車間自動控制和中央控制室集中控制)。

給水泵站§4.4水泵機組的佈置與基礎4.4.1水泵機組的佈置

1、縱向排列(即各機組軸線平行單排並列)

適用於如IS型單級單吸懸管式離心泵。機組之間各部尺寸要求：(1)水管外壁和牆壁的淨距A：A=最大設備的寬度加1m，但A≮2m。

(2)水管與水管之間的淨距B：B＞0.7m(3)水管外壁與配電設備的安全操作距離C：當為低壓配電設備時C≮1.5m，高壓配電設備C≮2m。

(4)水泵外形凸出部分(基礎)與牆壁的淨距D：D≮1m。

(5)電機外形凸出部分(基礎)與牆壁的淨距E：E=電機軸長加0.5m，但不宜＜3m。(6)水管外壁與相鄰機組的突出部分的淨距F：F≮0.7m(1m)。2、橫向排列適用側向進、出水的水泵，如單級雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵機組之間各部尺寸要求：

(1)水泵凸出部分(基礎)到牆壁的淨距Al：A1=最大設備的寬度加1m，但A1≮2m。(2)出水側水泵基礎與牆壁的淨距B1：Bl不宜小於3m。(3)進水側水泵基礎與牆壁的淨距Dl

：Dl不宜小於1m。(4)電機凸出部分與配電設備的淨距C1：C1＝電機軸長十0.5m。但是，低壓配電設備應Cl≥1.5m；高壓配電設備C1≥2.0m。

(5)水泵基礎之間(電機與水泵凸出部分)的淨距E1值與C1要求相同，E1=C1(6)為了減小泵房的跨度，也可考慮將吸水閥門設置在泵房外面。3、橫向雙行排列適用在泵房中機組較多的圓形取水泵站；這種佈置形式兩行水泵的轉向相反需配置不同轉向的軸套止鎖裝置。4.4.2水泵機組的基礎臥式水泵均為塊式基礎，其尺寸大小一般均按所選水泵安裝尺寸所提供的數據確定。(1)對於小泵：基礎長度L＝底座長度L1十(0.15-0.20)(m)基礎寬度B＝底座螺孔間距(在寬度方向上)b1十(0.15-0.20)(m)基礎高度H＝底座地腳螺釘的長度l1十(0.15-0.20)(m)(2)對於不帶底座的大、中型水泵：可根據水泵或電動機(取其寬者)地腳螺孔的間距加上0.4-0.5m，基礎高度確定方法同上。4.4.3佈置機組小結：(1)相鄰機組的基礎之間應有一定寬度的過道(2)方便檢修(3)泵站內主要通道寬度應不小於1.2m。(4)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置於泵房內的適當地方，盡可能不增大泵房尺寸。§4.5吸水管路與壓水管路4.5.1對吸水管路的要求(1)不漏氣管材及接逢(2)不積氣管路安裝(3)不吸氣吸水管進口位置吸水管在吸水井中的位置(1)淹沒深度h(不應小於0.5-1.0m，否則應安裝隔板(2)吸水管的進口到井底距離(不應小於0.8D)(3)吸水管喇叭口邊緣到井壁距離(4)吸水喇叭口之間距離底閥：水下式水上式使用條件：吸水管路水準段有足夠的長度水上式底閥1吸水管；2底閥；3濾罩；4工作臺例：設水泵安裝高度為4m，底閥距離吸水池中最低水位為3.5m。試計算該水上式底閥正常工作所需的吸水管水準段l1的長度(米)。

吸水管中的設計流速建議數值：管徑小於250mm時，為1.0-1.2m／s；管徑等於或大於250mm時，為1.2-1.6m／s。在吸水管路不長且地形吸水高度不很大的情況下，可採用比上述數值大些的流速，如1.6—2.0m／s。例如水泵為自灌式工作時，則吸水管中流速就可適當放大4.5.2對壓水管路的要求(1)不漏水(2)方便檢修法蘭連接(3)安全橡膠接頭、止回閥(4)操作方便直徑≥400mm，電動閥止回閥設置：(1)井群給水系統。(2)輸水管路較長，突然停電後，無法立即關閉操作閘閥的送水泵站(3)吸入式啟動的泵站，管道放空後，再抽真空困難。(4)遙控泵站無法關閘。(5)多水源、多泵站系統。(6)管網佈置位置高於泵站，如無止回閥時，在管網內可能出現負壓。

止回閥安裝：水泵與壓水閘閥之間優點：檢修時，防止水倒灌水泵啟動時，閥板受力均衡缺點：壓水閘檢修時需放空壓水管路的設計流速為:

管徑小於250mm時，為1.5—2.0m／s；管徑等於或大於250mm時，為2.0—2.5m／s；上述設計流速取值較給水管網設計中的平均流速要大，因為泵站內壓水管路不長，流速取大一點，水頭損失增加不多，但可減少管子和配件的直徑。4.5.3吸水管路和壓水管路的佈置(1)吸水管泵站內吸水管一般沒有聯絡管三臺水泵時吸水管路的佈置(2)壓水管(A)能使任何一臺水泵及閘閥停用檢修而不影響其他水泵的工作(B)每臺水泵能輸水至任何一條輸水管。輸水管不同方式比較三臺水泵時壓水管路的佈置(a)檢修閥1時，兩泵一管工作檢修閥2時，一泵一管工作(b）保證兩臺泵向一條輸水管送水4.5.4吸水管路和壓水管路的敷設

保證使用和修理上的便利。(1)管道與外壁距離(2)支墩及拉杆設置(3)放水口(4)地溝設置(5)冰凍線、防腐防震(6)不宜架空(7)電氣安全§4.6泵站水錘及其防護4.6.1停泵水錘

1、水錘：在壓力管道中，由於流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力衝擊現象，稱為水錘(又叫水擊)。

2、停泵水錘：指水泵機組因突然失電或其他原因，造成開閥停車時，在水泵及管路中水流速度發生遞變而引起的壓力遞變現象。

3、停泵水錘的主要特點：突然停電(泵)後，水泵工作特性開始進入水力暫態(過渡)過程，在此階段中，由於停電主驅動力矩消失，而機組由於慣性作用仍繼續正轉，但轉速降低。機組轉速的突然降低導致流量減少和壓力降低，先在泵站處產生壓力降低。此壓力降以波(直接波或初生波)的方式由泵站及管路首端向末端的高位水池傳播，並在高位水池處引起升壓波(反射波)，此反射波由水池向管路首端及泵站傳播。(首先發生減速減壓)

關閥水錘(首先發生減速增壓)。

停泵水錘與關閥水錘的主要區別：產生水錘的技術(邊界)條件不同，而水錘波在管路中的傳播、反射與相互作用等，則和關閥水錘中的情況完全相同。4、不同水泵系統的停泵水錘(1)在水泵出口處有止回閥的情況(有閥系統)停泵水錘暫態過程線ⅠⅡ(2)在水泵壓出口無普通止回閥(無閥系統)停泵水錘暫態過程線注：(1)如果水倒流時，水管會被泄空，這時水泵機組在變水頭(逐漸減小)情況下反轉。

(2)如果水泵機組慣性很弱，在反向水流到達泵站前，水泵機組已停止轉動，這時，就不存在第Ⅱ制動工況階段。(3)泵管路系統中的水柱分離現象和斷流(彌合)水錘水柱分離：管路中某處的壓力降到當時水溫的飽和蒸氣壓以下時，水發生汽化，破壞水流連續性，造成水柱分離(又叫水柱拉斷)，而在該處形成“空腔段”。斷流(彌合)水錘：當分離開的水柱重新彌合時或“空腔段”重新被水充滿時，由於兩股水柱間的劇烈碰撞會產生壓力很高的“斷流(彌合)水錘”。斷流水錘危害性：其升壓值比一般水錘的升壓要大。斷流水錘發生點：(A)圖中陡轉點B點(B)在平緩的管路中，正常流速過大，機組慣性又小4.6.2停泵水錘計算綜述主要求停泵水錘暫態過程線、保證安全。

4.6.3停泵水錘防護措施(1)防止水柱分離

A、管路佈置

B、調壓塔(2)防止升壓過高的措施

A、設置水錘消除器

B、設空氣缸

C、採用緩閉閥

D、取消止回閥

A、水錘消除器下開式水錘消除器1、閥板；2、分水錐；3、重錘；4、排水口；5、三通管；6、壓力錶；7、放氣門8、閘閥空氣缸A-沒有氣囊；B-有氣囊C、採用緩閉閥

工作原理：通過緩閉，減少管路系統中水的倒流和消除水錘壓力波動D、取消止回閥需進行停泵水錘計算採取相應措施§4.7泵站雜訊及其消除4.7.1雜訊的定義物理學觀點：雜訊就是各種不同頻率和聲強的聲音無規律的雜亂組合。生理學觀點：凡是使人煩噪的、討厭的、不需要的聲音都叫雜訊。4.7.2泵站中的雜訊源

1、工業雜訊空氣動力性雜訊機械性雜訊電磁性雜訊

2、泵站中的雜訊源：電機雜訊、泵和液力雜訊(由流出葉輪時的不穩定流動產生)、風機雜訊、閥件雜訊和變壓器雜訊等。其中以電機轉於高速轉動時，引起與定於問的空氣振動而發出的高頻聲響為最大。4.7.3雜訊的危害(1)可以造成職業性聽力損失(2)雜訊引起多種疾病(3)雜訊影響正常生活(4)雜訊降低勞動生產率4.7.4雜訊的危害(1)吸音(2)消音(3)隔音(4)隔震§4.8泵站中的輔助設施4.8.1計量

水廠泵站中常用的計量設施有電磁流量計、超聲波流量計、插入式渦輪流量計、插入式渦街流量計，以及均速流量計等。流量計的工作原理：基本上都是由變送器(傳感元件)和轉換器(放大器)兩部分組成。傳感元件在管流中所產生的微電訊號或非電訊號，通過變送、轉換放大為電訊號在液晶顯示儀上顯示或記錄。電磁流量計WL-1A型超聲波明渠流量計電磁流量計(1)工作原理利用電磁感應定律當被測的導電液體，在導管內以平均速度v切割磁力線時，便產生感應電勢。感應電勢的大小與磁力線密度和導體運動速度成正比，即：E——產生的電動勢(v)；B——磁力線密度(gs)；Q——導管內通過的流量(cm3／s)；D——管徑(cm)；v——導體通過導管的平均流速(cm／s)(2)電磁流量計的特點

(A)其變送器結構簡單，工作可靠。(B)水頭損失小，且不易堵塞，電耗少。(C)無機械慣性，反應靈敏，可以測量脈動流量，流量測量範圍大．低負荷亦可測量；而且輸出訊號與流量成線性關係，計量方便；測量精度約為土1．5％。(D)安裝方便。(E)重量輕，體積小，占地少。(6)價格較高，怕潮、怕水浸。(3)電磁流量計的選擇流量計的測量量程應比設計流量大，一般正常工藝流量力量程的65％-80％，而最大流量仍不超過量程。例：設計管道直徑為700mm，設計流量為1500m3／h，就可以選用LD-600型電磁流量計，其量程範圍為0-2000m3／h。在這種情況下，正常工作時最大流量為最大量程的75％。(4)電磁流量計的安裝

(A)電磁流量計的安裝環境，應選擇周圍環境溫度為0-40℃。

(B)儘量遠離大電器設備，如電動機、變壓器等，從流量計電極中心起在上游側5倍直徑的範圍內，不要安裝影響管內流速的設備配件，如閘閥等。

(C)對於地下埋設的管道，電磁流量計的變送器應裝在鋼筋混凝土水錶井內。

(D)在流量計的下游側安裝伸縮接頭，以便於儀錶的拆裝。4.8.2引水(1)吸水管帶有底閥A、人工引水B、用壓水管中的水倒灌引水水泵從壓水管引水(2)吸水管不帶底閥A、真空泵引水水環式真空泵Qv：真空泵的排氣量(m3／h)；Wp：泵站中最大一臺水泵泵殼內空氣容積(m3)，相當於水泵吸入