水泵及水泵站：第七章 机组设备选型与配套

§7机组设备选型与配套有哪些机组设备？？§7机组设备选型与配套主机组：辅助设备：水泵、动力机、传动设备为主机组服务的设备充水、供水、供油、通风、采暖、照明、变配电等设备§7.1水泵选型

§7.2电动机与水泵配套

§7.3传动设备

§7.4辅助设备及设施§7机组设备选型与配套§7.1.1选型原则

§7.1.2选型步骤与方法

§7.1.3选型中的几个问题

§7.1水泵选型§7.1.1选型原则1、满足泵站设计流量的要求（设计扬程）满足不同时期供排水的需求2、高效节能（平均扬程，兼顾其它各扬程）3、安全可靠（极限扬程，其他特殊情况的要求，如耐磨耐腐等）在平均扬程时能高效运行；最高和最低扬程时应安全稳定运行；多泥沙水源取水时，要考虑泥沙的影响（流量下降、扬程降低、效率下降）§7.1水泵选型水泵是实现灌排要求的主要设备，同时它又是其它设备和建筑物选型配套的依据。因此，合理地选择水泵是泵站设计中的一个重要环节，它对降低工程造价、节省运行费用都有很大意义。§7.1水泵选型§7.1.1选型原则4、科学先进，技术成熟；优先选用国家推荐的系列产品和经过鉴定的产品。当现有产品不能满足泵站设计要求时，应优先考虑采用变速、车削、变角等调节方式达到泵站设计要求，亦可设计新水泵，但新设计的水泵必须进行模型试验或装置模型试验，经鉴定合格后方可采用。采用国外先进产品时，应有充分论证。5、配套合理，节省投资，运行灵活，方便管理。§7.1.2选型的步骤与方法§7.1水泵选型1、根据泵站灌排标准，确定泵站的流量和扬程。2、根据泵站扬程，在现有的水泵产品中选几种合适的水泵，进行比较选择。须根据泵站净扬程估算水泵扬程5、如不满足，需重新改变管路布置或重新选泵3、根据泵站设计流量，初步确定水泵台数及流量4、工作点校核。根据所选水泵型式，确定管路布置、计算管路性能曲线，计算工作点，以及工作点的功率、效率、允许吸上真空高度等。校核最低和最高扬程下能否安全、稳定运行§7.1.3水泵选型中的几个问题离心泵、混流泵、轴流泵，选哪一种泵？扬程小于10m？扬程5-30m？扬程20-100m？扬程100m以上？卧式泵、立式泵、斜式泵选哪一种泵？（1）卧式泵要求的安装精度比立式泵低，同时也便于维修。但除贯流泵外，一般起动前要抽气充水，轴承磨损较快，要求的泵房平面尺寸也较大。通常适用于水源水位变幅不大的场合。（2）立式泵要求的泵房平面尺寸较小；水泵叶轮通常浸没于水下，起动方便；电动机安装在上层，有利于防湿和通风。但基础开挖深，对地基稳定性要求高。通常适用于水源水位变幅较大、扬程较高的泵站。（3）斜式泵的优缺点界于卧式泵（特别是贯流泵）和立式泵之间。过去多为中小型，近几年来发展较快，我国目前斜式泵的最大口径已达4m以上，轴的倾角有15°、30°和45°三种。其叶轮浸没于水下，便于起动。通常适用于水源水位变幅较小、扬程较低的场合。卧式泵、立式泵、斜式泵选哪一种泵？§7.1.3选型中的几个问题§7.1水泵选型机组台数的问题选几台？①建站投资方面无论是机电设备费还是土建工程费，在设备容量一定的情况下，机组台数越少，其投资就越小。②年运行费方面通常是机电设备容量越大，其效率就越高；机组台数越少，需要的运行人员及维修费用等就越少。③灌排保证性和适应性方面机组台数越多，越容易适应不同时期的不同灌排要求，即使运行中个别机组发生故障，对灌排的影响也较小。

主泵台数包括工作泵和备用泵1）主泵台数对泵站影响§7.1.3选型中的几个问题§7.1水泵选型2）主泵台数确定的一般原则①主泵台数的选择主要考虑经济性和运行调度灵活性，主泵台数宜为3～9台。流量变化幅度大的泵站，台数宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少。

②对排水泵站，当排水流量小于4方/秒时，可选用两台；大于4方/秒时，可选用三台以上。

对于灌溉泵站，当流量小于1时，可选用两台；大于1方/秒时，可选用3～6台。对于灌排结合的泵站，宜采用多机组方案。§7.1.3选型中的几个问题§7.1水泵选型3）备用机组备用机组可保证机组正常检修或发生事故时泵站仍能满足设计流量的要求。机组数应根据供水重要性及年利用小时数，满足机组正常检修要求确定。①城市供水泵站：由于机组事故或检修而不能正常供水，将会影响正常的生产和生活，给国民经济造成巨大损失，所以备用机组应适当增加。一般，工作机组3台及3台以下时，增设1台备用机组；多于3台时，宜增设2台备用机组。②灌溉泵站：装机3～9台时，其中应有一台备用机组；多于9台时应有2台备用机组。③年利用小时很低的泵站，可不设备用机组。对于水源含沙量大或含腐蚀性介质等有特殊要求的泵站，备用机组的数量在经过论证后可适当增加。§7.2电动机与水泵配套§7.2.1电动机类型和电压等级§7.2.2配套功率的确定§7.2.3电动机转速及调节§7.2.4水泵机组的起动特性§7.2电动机与水泵配套电动机如何选？电动机电网水泵环境1、与电网匹配2、与水泵匹配3、与工作环境匹配§7.2.1电动机类型和电压等级§7.2电动机与水泵配套1、电动机类型异步电动机同步电动机异步电动机由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，称为异步电机§7.2.1电动机类型和电压等级§7.2电动机与水泵配套电动机类型异步电动机同步电动机同步电动机同步电动机由直流供电的励磁磁场与电枢的旋转磁场相互作用而产生转矩，以同步转速旋转的交流电动机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。异步电动机鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机§7.2电动机与水泵配套鼠笼式异步电动机：转子为笼式的导条。因为该导条形状与鼠笼相似，故称之为鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机：绕线式三相异步电动机的转子和定子设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。§7.2.1电动机类型和电压等级§7.2电动机与水泵配套§7.2.1电动机类型和电压等级2、电压等级目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。§7.2电动机与水泵配套电动机如何选？电动机电网水泵环境1、与电网匹配2、与水泵匹配3、与工作环境匹配§7.2电动机与水泵配套§7.2.2电动机的配套功率水泵样本上一般都给出了电动机相应的配套功率。如需计算，应取水泵工作点校核结果中可能出现的最大功率，除以机组的传动效率，再乘上电动机功率备用系数。功率（kW）＜11～22～55～1010～5050～100＞100备用系数K2.5～2.02.0～1.751.75～1.71.7～1.51.5～1.21.2～1.051.05电动机功率的备用系数K值选得过大，不仅造成动力的积压，而且电动机经常在欠载情况下运行，其功率因数和效率均将降低；如果选用得过小，电动机又有超载的危险。§7.2电动机与水泵配套§7.2.3电动机的转速直接传动：转速应相等间接传动：转速比电动机的转速:

传动方式水泵的转速应该尽量使电动机的转速与水泵一致，以提高传动效率和减少传动设备投资。相同容量的电动机，额定转速越高，体积越小，效率高，功率因数高，也越经济。因此，对于转速很低的大型水泵，若采用直接传动，则需要选择极对数多的电动机，使得电动机的体积和投资增大，反而不经济。这时，可选择转速较高的电动机，增加传动设备降低转速来保证水泵转速的需要。§7.2电动机与水泵配套§7.2.3电动机的转速n0——交流电动机同步转速，r/min；n——异步电动机转速，r/min；f——交流电源的频率，Hz；P——电动机的磁极对数(numberofpoles)；S——电动机运行的转差率(slip)，S=1－n/n0。转速如何调节？？§7.2电动机与水泵配套§7.2.3电动机的转速1、调节极对数P——变极调速2、调节电源频率f——变频调速3、调节转差率S——绕线式异步电机转子串电阻调速4、调节转差率S——绕线式异步电机转子串级调速§7.2.4电动机的选择

电动机工作参数电源：容量大小、电压等级水泵：轴功率、转速类型容量确定电压转速传动方式：是否变速传动§7.2电动机与水泵配套泵站主泵通常采用三相交流电动机来驱动。电动机选择依据§7.2电动机与水泵配套一般原则1）功率：按水泵运行可能出现的最大轴功率选配主电动机的容量，储备系数宜为1.10～1.05。

2）类型：宜优先采用三相交流异步电动机；对大型泵站，因需要提高功率因素，可采用三相交流同步电动机；在选择异步电动机中，要优先选用鼠笼式电动机，当电网容量不能满足鼠笼式电动机启动要求时，可考虑选用绕线式电动机。§7.2.4电动机的选择

3）电压等级和启动特性：§7.2电动机与水泵配套§7.2.4电动机的选择

当技术经济条件相近时，电动机额定电压宜优先选用10kV。功率小于100kW时，额定电压220/380V。一般可选用Y系列鼠笼型异步电动机。该电动机结构简单、价格便宜、维护方便，但启动电流大，可达额定电流的4-7倍，且不不便于调速运行。适合于单机容量不大的泵站。功率在100到300kW之间，可选用的额定电压是220/380V、3kV、6kV或10kV。具体选用哪种等级应根据功率大小，外电网的电压等级和站内电动机的电压综合考虑。有高压电网且电动机功率较大，选用高压电动机，电网电压10kV以下时尽可能使用与电网同样电压的电动机，节省变电设施。可选用YS(JS)、YC(JC)或YR(JR)系列的异步电动机。“S”、“C”和“R”分别表示双鼠笼型转子、深槽鼠笼型转子和绕线型转子。双鼠笼型与深槽鼠笼型是鼠笼型异步电动机的特殊型式，都具有较好的起动性能，适用于起动负载较大和电源容量较小的场合。绕线型转子异步电动机适用于电源容量不足以供鼠笼型异步电动机起动的场合。§7.2电动机与水泵配套§7.2.4电动机的选择

3）电压等级和启动特性：功率大于300kW时，额定电压3kV、6kV或10kV。其中6kV不属于国家标准等级，已经趋于淘汰。可以采用JSQ、JRQ系列的异步电动机或T系列的同步电动机。“Q”表示特别加强绝缘，“T”表示同步。同步电动机的成本较高，可是它具有较高的功率因数和效率，适用于功率较大和使用时间较长的场合。§7.2电动机与水泵配套§7.2.4电动机的选择

3）电压等级和启动特性：§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套起动特性分析的目的：保证机组的顺利起动怎样才能保证机组的顺利起动？？电动机的转矩Md大于水泵机组的阻力矩M1、电动机的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套异步电机：只有一个阶段，从开始启动到逐渐加速，直至达到额定转速。同步电机：两个阶段，1）定子接至电网，作为异步启动；2）转速达到同步的95%时，转子供电，牵入同步。1、电动机的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套电动机电流—转速的变化规律电动机转矩—转速的变化规律1、电动机的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套电动机电流—转速的变化规律电动机异步启动的瞬间需要的电流最大随着转速的增大，电流逐渐减小电压对启动电流有显著影响，电压高，电流大1、电动机的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套电动机转矩—转速的变化规律电动机异步启动瞬间转矩较大随着转速的增大，转矩逐渐增大当转速增大到某定值时，转矩达到最大；此后，随着转速的增加，转矩迅速下降,达到稳定转速。电压对转矩有显著影响，电压高，转矩大同步电机：两个阶段，1）定子接至电网，作为异步启动；2）转速达到同步的95%时，向转子供电，牵入同步，并稳定运行。1、电动机的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套电动机转矩—转速的变化规律2、水泵机组的阻力特性（阻力矩）§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套水泵阻力矩M—转速的变化规律水阻力矩Mp摩擦阻力矩Mc电机阻力矩Ms3、水泵机组对电动机启动特性的要求§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套Md——异步电动机转矩，或同步电动机异步起动时的转矩，N·m；

M——机组阻力矩，包括水泵转矩M泵，机组起动过程中的摩擦阻力矩M摩及机组的损耗力矩M损，即M＝M泵+M摩+M损，N·m；

J——机组转子的转动惯量；

、n——分别为飞轮的角速度和转速，1/s、r/min；

t——时间（s）；GD2——机组转子的飞轮惯量（N·m2），G是机组转动部分重量，D直径3、水泵机组对电动机启动特性的要求§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套怎样才能顺利启动？怎样才能保证转速从0增大至某一稳定转速？？3、水泵机组对电动机启动特性的要求§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套机组启动时，只有电机转矩大于机组阻力矩，才能把剩余的转矩（加速转矩）传给机组的转子，使其加速运转转速增大到某一值，电机转矩等于机组阻力矩，机组进入稳定运行1、启动瞬间，M1必须大于需要克服的阻力矩2、启动过程中，电机转矩曲线应在泵机组阻力曲线之上3、对同步电机，交点A应在牵入同步之后，即：牵入力矩也须大于阻力矩。若要顺利启动，必须满足：§7.2电动机与水泵配套4、离心泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

两种极端情况：1、阀门全关；2、阀门全开§7.2电动机与水泵配套4、离心泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

两种极端情况：1、阀门全关；2、阀门全开结论：在满足电压的情况下，鼠笼型电动机的转矩用来起动离心泵，不论离心泵比转数的高低，不论闸阀关闭与否，也不论比值Hj/H的大小，都是足够的。§7.2电动机与水泵配套全压启动的弊端：4、离心泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套如果将电动机直接接入电路，并采用全压起动，将出现巨大的起动电流，如果电线、变压器或电网的容量不够大，就会使线路电压显著下降，并导致其他用户的电气设备无法正常工作。怎么办？？降压启动4、离心泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套起动时如果把电压降得较低（例如降到额定值的50％），具有转矩曲线B的离心泵可能就不能完成起动过程。

因此，对于低、中比转数离心泵，在降压起动时应把闸阀关闭，使水泵具有转矩曲线A

§7.2电动机与水泵配套对于轴流泵机组，其起动时的电动机转矩曲线和水泵转矩曲线，如左图所示。轴流泵在Q=0

时的转矩可达设计转矩的两倍以上（曲线A），因此，轴流泵关阀起动会使电动机过载。轴流泵不能关阀起动。5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

§7.2电动机与水泵配套5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

分情况讨论1)水泵出水管中没有水：对直管式出水流道，水泵起动后立即开始抽水,Q>0，这时转矩的变化可以用曲线C来表示。一般起动不会出现问题。§7.2电动机与水泵配套5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

分情况讨论2)水泵出水管充满水：

在转速较低阶段，泵扬程不够，不能抽水，Q=0，水泵转矩曲线与A重合。如果出水管不长，在转速增加到一定程度，水泵扬程超过静水头之后，拍门打开，水泵开始抽水,Q>0，转矩曲线就离开A线，如图中曲线B所示。§7.2电动机与水泵配套5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

分情况讨论2)水泵出水管充满水：

曲线B对应的时间通常是很短的。如果出水管较长，加速其中水柱需要一段时间，或者拍门的升启不够迅速，那么在转速较高的阶段Q=0,水泵转矩仍然沿着曲线A增加，从而使水泵起动出现问题。§7.2电动机与水泵配套5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

分情况讨论3)虹吸式出水流道：对采用虹吸式出水管的轴流泵站，在如果虹吸管顶部的位置较高，则起动时水泵扬程高，流量很小，Q≈0，水泵转矩曲线基本上具有曲线A的形状，这时也会引起机组起动困难。§7.2电动机与水泵配套5、轴流泵机组的启动特性§7.2.5水泵机组的起动特性

解决办法轴流泵在小角度启动；抽真空降低启动扬程；分流调节使工作点右移等；根据启动要求选用或定制特殊型式的电机§7.3传动设备§7.3.1直接传动

§7.3.2齿轮传动

§7.3.3皮带传动

§7.3.4液力传动§7.3.5电磁传动§7.3.1直接传动

§7.3传动设备动力机轴与水泵轴通过联轴器同心对接。联轴器分为弹性、刚性两种。立式机组：刚性，安装精度要求高卧式机组：弹性，减少振动，防止因轴心对中偏差而使轴产生周期性的弯曲应力。特点：①简单、方便，结构紧凑，传动平稳；②传动效率高，约为100%；③水泵和动力机的转速相等，转向相同；④刚性联轴器时，轴线必须对中，安装精度要求高。§7.3.1直接传动

§7.3传动设备§7.3.2齿轮传动

§7.3传动设备当转速或轴线不一致时？§7.3.2齿轮传动

动力机轴与水泵轴通过齿轮联接。

当两轴线互相平行时，宜用圆柱形齿轮。当两轴线相交时，采用伞形齿轮。大型水泵机组中多采用齿轮变速箱油箱。§7.3传动设备§7.3.2齿轮传动

§7.3传动设备当转速不一致时，怎样选择齿轮调速？在同一时间内两轮通过的齿数相等。设主动轮的齿数为Z1，其转速为n1；从动轮的齿数为Z2，其转速为n2，则§7.3.2齿轮传动

选择不同的齿数即可实现不同的变比。但固定的齿轮，只能有固定的变比，为实现不同的变比，可选用齿轮变速箱——实现多档变速（不是无级变速）。特点：①结构紧凑，传动效率高；②可解决动力机轴与水泵轴不在一条直线上的联接；③能实现变速传动，变速比精确；多齿轮箱可实现多级变速；④制造工艺要求高。§7.3传动设备§7.3.3皮带传动§7.3传动设备

将一定距离的动力机轴与水泵轴用平皮带或三角带联接。§7.3.3皮带传动①开口式：适用于泵轴和动力机轴互相平行且转向相同的场合。

②半交叉式：适用于泵轴和动力机轴互相垂直的场合（如卧式动力机带动立式水泵）。③交叉式：动适用于泵轴和动力机轴互相平行且转向相反的场合。§7.3传动设备

1）平皮带传动应用范围很广，方式多样，传动比大。分三种形式。2）三角皮带传动三角皮带是一种柔性联接物，具有梯形断面。皮带紧嵌在皮带轮缘的梯形槽内，由于其两侧与轮槽接触紧密，摩擦力比平皮带大得多，因此传动比较大。另外，它占地面积小，可以节省泵房投资。§7.3传动设备特点：①可方便地进行动力机与水泵位置调整；②传动效率高，一般大于90%；③安装方便，适用于许多临时抽水装置。§7.3.3皮带传动§7.3.3皮带传动§7.3传动设备比较项目传动方式传动效率适用功率范围推荐传动比占地面积平稳性加工综合利用平皮带0.90～0.98一般小于30～75（kW）范围内使用1:5以内，最好1:3较大有振动容易较方便

三角带0.90～0.961:7以内，可达1:10较小振动小较难方便

联轴器1.0不受传动功率限制1:1且机泵转向相同小平稳安全容易不方便液力联轴器外形简图和结构及工作原理示意图1—动力机轴；2—传动泵轮；3—传动透平轮；4—勺管；5—旋转内套；

6—回油道；7—泵轴；8—控制油入口§7.3.4液力传动§7.3传动设备

主要是通过液力联轴器内的液体压力将动力机轴上的转矩传给泵轴。通过改变液力联轴器内的液体容积实现不同的变速比。

工作原理：液力联轴器主要由传动泵轮、传动透平轮和勺管组成。泵轮和透平轮是两个形状相同、均具有径向直叶片的工作轮，两者不直接接触，其中充满控制液体（油或水）。§7.3传动设备§7.3.4液力传动泵轮与动力机轴联接，动力机带动泵轮旋转，将泵轮内的液体压向泵轮的外圆周侧，形成高速的油流，该油流进入透平轮并沿其径向叶片流道推动透平轮旋转，透平轮与水泵轴联接，从而带动泵轴旋转。同时，低压油流以重新压加泵轮的内侧，这样，液体循环流动，传递能量。

工作原理：§7.3传动设备§7.3.4液力传动液压联轴器有以下特点：1）调节液力联轴器中控制油量可转速实现不同变比。增加油量，油流循环快，传递能量增多，透平轮轴的转速增高；反之，则透平轮轴的转速降低。2）工作平稳、可靠，能够在较宽的范围内实现无级调速；

3）可自行润滑，能使动力机无负荷启动；

4）额定转速传动时，传动效率可达95％～97%，变低转速至25％～30%传动时，传动效率为68％～70%；

5）动力机停电后机组转速不会迅速下降。转动惯量增加，可减小停泵水锤。缺点：

1）价格较贵；

2）需配有充油的油泵（或充水的水泵）机组设备，系统比较复杂。§7.3传动设备§7.3.4液力传动§7.3.5电磁传动

§7.3传动设备当电流通过主动轴上圆盘的内部线圈时，在摩擦环中产生磁力，从而将从动轴上的摩擦环吸住，使之一起旋转。

由主动轴上的摩擦圆盘和从动轴上的摩擦环组成。优点：

1）电磁联轴器构造简单，运转时不产生轴向力，动作迅速准确，能在极大范围内实现无级和有级调速；

2）电路的闭合、切断及换向等均有良好的控制性，便于手控，也可以远动；

3）传动效率高。缺点：如在传动转矩较大的情况下，所需传动装置的外型尺寸、重量及制造成本都较大，因此设备价格较贵。§7.4辅助设备及设施§7.4辅助设备及设施有哪些辅助设备、设施？？充水、供油、供水、供气、排水、起重、通风变电、拦污清污、自动控制§7.4辅助设备及设施§7.4.1充水设备

§7.4.2水、气、油系统

§7.4.3通风与采暖

§7.4.4起重设施§7.4.5拦、清污设施§7.4.1充水设备§7.4辅助设备及设施当泵的安装高度高于进水池水位，即为吸上式进水时，泵启动前必须排气充水。充水方法：

1）小型水泵：进水管带底阀时，用人工灌水；不带底阀时，用真空水箱或手动设备，或采用自吸装置充水。

2）大中型泵站的水泵一般利用真空泵抽真空充水。1、真空水箱充水

1)原理：真空水箱为一种自吸装置。§7.4.1充水设备

§7.4辅助设备及设施2）密闭水箱容积确定密闭水箱的容积

可按下式估算：式中V1——进水管管内容积

K——容积系数，随设备和安装的具体条件而定，一般可取1.3左右；

K1——随密闭水箱吸程变化的系数H吸为进水池水面至箱中进水管管口的垂直高度（m）4）特点①水泵经常处于充水状态；②水箱制作简单，投资少；③进水水力损失大，效率低，一般用于口径200mm以下的小型水泵。§7.4.1充水设备§7.4辅助设备及设施3）水箱制作水箱一般采用圆柱形，高度取直径的两倍，采用3～5mm钢板焊制，位置应靠近水泵，底部略低于泵轴线。进水管管口距水箱顶部的高度必须大于管出口的流速水头，该高度过大会减小有效容积；过小会增加管口水力损失。

§7.4.1充水设备§7.4辅助设备及设施2、水环式真空泵抽真空充水§7.4.1充水设备2、水环式真空泵抽真空充水

真空泵根据水泵及进水管所需要的抽气量选择。抽气量按下式计算：式中：—真空变化系数，同前的计算公式；—形成真空所需要的抽气时间（

），一般控制在5分钟以内；—出水管闸阀以前至进水池水面之间管道和泵壳内的空气总体（

）。根据计算抽气量选择合适的真空泵。§7.4辅助设备及设施§7.4.1充水设备§7.4辅助设备及设施2、水环式真空泵抽真空充水

1)原理：§7.4辅助设备及设施§7.4.1充水设备§7.4辅助设备及设施2、水环式真空泵选型Q气——装置所需的抽气量（l/s）；

k——考虑缝隙及填料函泄漏的容积系数，可取1.5左右；

k1——真空变化系数，可按式（7.9）计算，式中H吸为被抽容器内所需的真空水头；

T——形成真空所需要的抽气时间(s)，一般控制在5分钟以内；

V——被抽容器内的空气总体积（l）。根据计算得到的Q气，即可根据真空泵样本选择合适的真空泵。§7.4.2水、气、油系统

§7.4辅助设备及设施水、气、油系统是大、中型泵站不可缺少的重要组成部分，在保证主机组正常运行、实行优化调节以及机组设备检修中起着十分重要的作用。§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施1、水系统泵站水系统是指为泵站生产、生活服务的供水系统和排水系统。§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施(1)供水系统

①供水对象技术供水、消防供水、生活供水。②基本原则

a.满足水质、水量、水压要求；

b.注意防冻、泥沙问题；

c.水源可靠，大型机组最少设2台供水泵以备用，备用泵能自动投入运行。

§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施供水系统设计

§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施(2)供水系统设计

③供水水源

站用自备井、泵房内的集水池或进水池。考虑水质、水量要求。当能满足水质要求时，可从出水管自流取水；—自流取水要设水箱，以便开机前用水。④供水方式供水泵直接供水：流量较大泵站采用，并设备用供水泵。供水泵要设真空泵。

水塔供水：小流量离心泵站，容积按全站2～4h用水确定。供应大型泵站事故停机过程的冷却用水和消防用水时，容积按全站15min用水确定。§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施(2)排水系统要排哪些水？1、生产用水的排水大型同步电机冷却水主泵导轴承冷却水主泵导轴承润滑水（橡胶轴承）水环式真空泵和水冷式空压机用水2、渗漏水和污水水下土建部分渗漏水密封及填料漏水冲洗污水及废水其他设备及管道漏水3、检修排水和调相排水进出水流道积水闸门渗漏水§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施(2)排水系统怎么排？2)排水系统设计

①基本原则a.渗漏水不能自排时，应设集水廊道或集水坑，并设排水泵；b.检修排水，有可靠的防外水倒灌措施；c.一般按就近原则向进水池排放。

②排水泵排水泵不少于2台，流量按15～20min排除集水确定；排水泵按水位实现自动启闭；③排水管排水管出口应低于进水池最低运行水位，并设拍门。④放空管在进、出水流道的最低点或出水室底部设放空管，装长柄阀向集水廊道排水。⑤集水廊道尺寸满足人工清淤，进人口不少于2个。§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施(2)排水系统§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

泵站气系统包括压缩空气系统和真空系统两部分。压缩空气按用气对象工作性质分高压和低压：高压：压力2.5～4.0Mpa250mH2O～400mH2O主要用于全调节叶片泵的调节油压机构的压力油罐补气低压：压力0.8～1.0Mpa80mH2O～100mH2O主要用于：机组停机机组顶转子制动；虹吸式出水流道停机时真空破坏阀补气；风动工具及清扫设备用气。§7.4辅助设备及设施1）压缩空气系统设计①满足气量、工作压力及相对湿度的要求，根据需要可分别设置低压和高压系统。②低压系统应设贮气罐，其容积可按全部机组同时制动的总耗气量及最低允许压力确定。低压系统宜设2台空气压缩机，互为备用，或以高压系统减压作为备用。§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

③高压系统宜设2台高压空气压缩机，总容量可按2h将一台油压装置的压力油罐充气至额定工作压力值确定。④低压空气压缩机宜按自动操作设计，贮气罐应设安全阀、排污阀及压力信号装置。⑤空气压缩机和贮气罐宜设于单独的房间内。布置在副厂房内—一般在出水流道驼峰处。§7.4辅助设备及设施§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

§7.4辅助设备及设施§7.4辅助设备及设施真空系统：机组启动前、虹吸式出水流道起动前抽真空。§7.4辅助设备及设施§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

2）真空系统设计

①当卧式水泵叶轮的淹没深度低于叶轮直径的3/4，或虹吸式出水流道不预抽真空不能顺利启动时都应设置真空系统。虹吸式出水流道设置真空系统，目的在于缩短虹吸形成时间，减少机组启动力矩。如果不预抽真空能顺利启动时，可以不设。2）真空系统设计②真空泵宜设2台，互为备用，其容量确定应满足下列要求：a.轴流泵或混流泵抽出流道内最大空气容积的时间宜为10～20min。最大空气容积是指虹吸式出水流道内水位由出口最低水位升至离驼峰底部0.2～0.3m时所需要排除的空气容积，即驼峰两侧水位上升的容积加上驼峰部分形成负压后排除空气的容积。b.离心泵单泵抽气充水时间不宜超过5min。③虹吸式出水流道的泵站，可利用已运行机组的驼峰负压，作为待起动机组抽真空之用，但抽气时间不应超过10～20min。④抽真空系统应密封良好。§7.4辅助设备及设施§7.4辅助设备及设施§7.4.2水、气、油系统2、气系统

§7.4.2水、气、油系统§7.4辅助设备及设施3、油系统哪些地方需要油？轴承润滑、叶片变角、电机降温、能量传递油开关和变压器绝缘油对各类设备的正常运行起到润滑、散热降低运转部件温度、压力传递和保证绝缘安全的作用。油系统分类主要包括润滑油和绝缘油两类。

润滑油：主机组轴承润滑和叶片调节机构的透平油（散热、润滑、传能）供液压启闭机和液压减载装置用的液压油，供空气压缩机