泵的選型

　　泵的選型依據就是輸送系統的有關(guān)參數、特性、條件，以下即為選型時(shí)必要的應知條件：

　　1.工藝參數。要確定通過(guò)每臺泵的流量、揚程，需要首先進(jìn)行輸送系統管路的設計，確定總的輸送量，才能計算出每臺泵的流量，再根據管路系統計算每臺泵的揚程。

　　2.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能。包括介質(zhì)名稱(chēng)、介質(zhì)特性(如腐蝕性、磨蝕性、毒性等)、固體顆粒含量及顆粒大小密度、粘度、汽化壓力等。

　　3.其它因素。選型時(shí)要考慮場(chǎng)地條件的限制、工程造價(jià)、安裝高度等，從而決定采用何種結構形式的泵型，如立式泵、臥式泵、液下泵等。

　　4.泵的可靠性和能耗，取決于泵的運行工況是否在最佳效率點(diǎn)

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　　水泵的選型與設計

　　(一)、泵的設計選型要素

　　泵的主要性能參數泵的性能參數主要有流量和揚程，此外還有軸功率、效率、轉速和必需汽蝕裕量等。

　　1、流量是指單位時(shí)間內通過(guò)泵出口輸出的液體量，般采用體積流量或質(zhì)量流量。泵在單位時(shí)間內，實(shí)際輸送液體的體積稱(chēng)為泵的流量。

　　通常用字母Q表示。單位是：m3/h、L/s

　　水泵的流量，即出水量，一般不宜選得過(guò)大，否則，增加購買(mǎi)水泵的費用;流量大，功率大，還會(huì )增加線(xiàn)路電器控制方面的費用。應具體問(wèn)題具體分析。2.揚程是指單位重量液體流經(jīng)泵以后能量的增加值，即液體在泵出口和進(jìn)口的水壓之差，通常用字母H表示。單位是：m。標準用：Pa、hpa、KPa、Ⅶa。另外還有：mmhg、kgf/cm2。

　　所謂揚程是指所需要的總揚程，而不是提水高度，這點(diǎn)對選擇水泵尤為重要。水泵揚程大約為提水高度的1.15~1.20倍。如：某水源到用水處的垂直高度20米，其所需揚程大約為23~24米。選擇水泵時(shí)應使水泵樣本(銘牌)上的揚程最好與所需揚程接近，這樣的情況下，水泵的效率最高，使用會(huì )更經(jīng)濟。但并不一定要求絕對相等，般偏差只要不超過(guò)20%，泵都能在較節能的情況下工作。

　　3.進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd，進(jìn)、出口壓力指泵進(jìn)出口管法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。

　　4.溫度T指泵的進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。

　　5.裝置汽蝕余量 NPSHa，也稱(chēng)有效汽蝕余量。

　　6.操作狀態(tài)：分連續操作和間歇操作兩種。

　　7.泵的性能曲線(xiàn)通常把表示主要性能參數之間關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為泵的性能曲線(xiàn)或特性曲線(xiàn)，實(shí)質(zhì)上，泵性能曲線(xiàn)是液體在泵內運動(dòng)規律的外部表現形式，通過(guò)實(shí)測求得。

　　特性曲線(xiàn)包括：流量-揚程曲線(xiàn)(Q-H)，流量效率曲線(xiàn)(Q-η)，流量-功率曲線(xiàn)(QN)，流量-汽蝕余量曲線(xiàn)(Q-(NPSH)r)，性能曲線(xiàn)的作用是泵任意的流量點(diǎn)，都可以在曲線(xiàn)上找出一組與其相對的揚程、功率、效率和汽蝕余量值，這一組參數稱(chēng)為工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)工況或工況點(diǎn)，離心泵最高效率點(diǎn)的工況稱(chēng)為最佳工況點(diǎn)，最佳工況點(diǎn)一般為設計工況點(diǎn)。

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　　泵性能曲線(xiàn)的作用與種類(lèi)

　　一般離心泵的額定參數即設計工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區間運行，即節能，又能保證泵正常工作，因此了解泵的性能參數相當重要。

　　包括試驗數據繪曲線(xiàn)、規定參數繪曲線(xiàn)、多點(diǎn)參數繪曲線(xiàn)、切割(變速繪曲線(xiàn))、粘度換算曲線(xiàn)的繪制、繪軸流泵曲線(xiàn)、相似換算繪曲線(xiàn)、并聯(lián)串聯(lián)曲線(xiàn)裝置特性曲線(xiàn)、通用特性曲線(xiàn)等。曲線(xiàn)圖可以采用多種形式

　　泵的性能曲線(xiàn)與型譜圖如下：

　　(二)輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能

　　輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能、材料和構造，是選型時(shí)需要考慮的重要因素。介質(zhì)的物理化學(xué)性能包括：介質(zhì)名稱(chēng)、介質(zhì)特性(如腐蝕性、耐腐蝕性、毒性等)、固體顆粒含量及顆粒大小、比重、密度、粘度汽化壓力等。必要時(shí)還應列出介質(zhì)中的氣體含量，說(shuō)明介質(zhì)是否易結晶。

　　(三)現場(chǎng)條件

　　1、現場(chǎng)條件包括泵的安裝位置(室內、室外)，環(huán)境溫度，相對濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險區域的劃分等級條件。

　　危險區域包括：易燃、易爆、易毒、高溫、高空等特殊場(chǎng)合。

　　2、其它因素：選型時(shí)要考慮場(chǎng)地條件的限制、工程造價(jià)、安裝高度等，從而決定采用何種結構形式的泵型，如臥式泵、立式泵、液下泵、自吸泵等。

　　泵的選型就是根據泵的工作環(huán)境、條件，泵正常運行必需的性能參數，以及被輸送介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)全面地考慮泵裝置系統中泵的技術(shù)性能指標、泵材質(zhì)選用、電動(dòng)機的匹配、密封的可靠性及節能、使用維護等綜合經(jīng)濟指標的要求，在定型的泵產(chǎn)品中選擇出最合適的泵類(lèi)型與型號規格。

　　合理選泵的原則，還要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標，使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)方面：

　　1.必須滿(mǎn)足使用流量和揚程、壓力、溫度、汽蝕余量吸程等工藝參數的要求，即要求泵的運行工況點(diǎn)(裝置特性曲線(xiàn)與泵的性能曲線(xiàn)的交點(diǎn))經(jīng)常保持在高效區間運行，這樣既省動(dòng)力又不易損壞機件。

　　2.所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價(jià)便宜，又要具有良好的特性和較高的效率;投資少，運行、維護費用低。是技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟合理，成熟可靠的產(chǎn)品，并具有較高的靈活性，既能夠滿(mǎn)足運行方式的需要。

　　3.具有良好的抗汽蝕性能，這樣既能減小泵房的開(kāi)挖深度，又不使水泵發(fā)生汽蝕，運行平穩、壽命長(cháng)，可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。

　　4.綜合考慮到初始采購費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。

　　5.必須滿(mǎn)足介質(zhì)特性的要求。

　?、賹斔鸵兹?、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無(wú)泄漏泵，如磁力驅動(dòng)泵、隔膜泵、屏蔽泵

　?、趯斔透g性介質(zhì)的泵，要求過(guò)流部件采用耐腐蝕性材料。A、過(guò)流零部件和軸封等應符合被輸送液體的腐蝕性(pH值)要求;B、腐蝕性較強的液體過(guò)流部件應選用非金屬材料制造，如：氟塑料、陶瓷、玻璃鋼、石墨等;C、一般情況下，金屬泵耐磨、耐壓、耐高溫的性能優(yōu)于非金屬泵，而非金屬泵如氟塑料泵的耐腐蝕性能優(yōu)于金屬泵。

　?、蹖斔透g性液體含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求過(guò)流部應選用既耐腐蝕又耐磨的金屬耐腐蝕材料制造，如高硅鑄鐵、雙相不銹鋼、鎳鉻合金、特種合金鋼等必要時(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。

　?、芨鶕惠斔鸵后w中所含固定顆粒的大小、含量的比例來(lái)選擇不同的過(guò)流部件。A、輸送的液體中含固體顆粒較大、較多時(shí)，可選擇無(wú)堵塞設計的過(guò)流部件泵，如旋流泵、單通道葉輪泵;B、根據被輸送液體中所含的固體物的硬度、含量及腐蝕性來(lái)選擇過(guò)流部件的材料。

　?、輰τ卸拘?、易燃、易爆、有異味的液體，貴重介質(zhì)，無(wú)菌輸送、真空輸送等應符合不允許泄露的原則，要求泵的密封部分安全可靠或選擇屏蔽泵、磁力泵、隔膜泵等。

　　含有長(cháng)纖維類(lèi)液體：A、過(guò)流部件采用帶撕裂切割的結構，確保葉輪不被長(cháng)纖維纏繞;B、選用無(wú)堵塞的通道式、開(kāi)式或單葉片葉輪;C、考慮配用電動(dòng)機的機械特性(過(guò)載能力等)。

　?、吒邷?、高壓類(lèi)液體：過(guò)流部件選用耐高溫、高壓材質(zhì)，可依次選球鐵、鑄鋼、鉻鋼制作。A、考慮過(guò)流部件高溫高壓下的機械強度等性能的要求和熱膨脹的情況;B、選擇耐高溫、高壓的軸封及冷卻裝置

　　當泵的介質(zhì)特性確定后，就可以根據工藝參數和介質(zhì)特性來(lái)選擇具體泵的系列、結構形式和制作材料

　　6.必須滿(mǎn)足現場(chǎng)環(huán)境的安裝要求：

　?、賹Π惭b在由腐蝕性氣體存在場(chǎng)合的泵，要求采取防大氣腐蝕的措施。

　?、趯Π惭b在室外環(huán)境溫度低于-20℃以下的泵，要求考慮泵的冷脆現象，采用耐低溫材料，結構型式選用筒形雙殼體離心泵。

　?、郗h(huán)境噪聲：對泵有低噪聲的要求，要考慮選用滑動(dòng)軸承結構和水力的低噪聲設計，并配用低噪聲的電動(dòng)機。

　?、芟鄬穸龋涸跐穸雀叩沫h(huán)境使用，應考慮泵采取防銹措施;還得考慮配用電動(dòng)機的防護和絕緣等級

　?、蓦娋W(wǎng)條件：容量是否足夠;電網(wǎng)的頻率情況(國內50Hz、國外60Hz以及變頻使用情況);電源的交、直流;

　　電網(wǎng)電壓三相(380V)、單相(220V)，還是異電壓

　　(包括660v以上高電壓)、電源電壓變化的范圍;電源與泵使用地點(diǎn)的距離(長(cháng)距離電纜輸送)的電壓降。

　?、迣τ谝荒隀z修一次的泵，泵的連續運轉周期一般不應小于8000小時(shí)，應符合GB5656-2008(|s05199)或ANSB73.1M標準。石油、石化、化工等行業(yè)要求三年檢修一次的泵，應符合API610(第十版)標準規定，連續運轉至少為3年。

　?、邔Π惭b在爆炸區域的泵，應根據爆炸區域等級，采用相應等級的防爆電機

　?、鄬τ刑厥庖蟮氖褂脠?chǎng)合，如真空輸送、高溫高壓輸送、低溫輸送等均應選擇特殊泵類(lèi)。

　　7.確定泵型號和制作廠(chǎng)時(shí)，應綜合考慮泵的性能、效率質(zhì)量、能耗、可靠性、安裝維修及價(jià)格和制造規范等因素。選具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩、容易操作和維修方便等特點(diǎn)的泵。當所有參數都符合選型標準有兩種以上規格時(shí)，要以綜和指標高的為最終選定的型號。具體可以比較以下參數：效率高者為優(yōu)，重量輕者為優(yōu)，價(jià)格低者為優(yōu)

　　8.除以下情況外，應盡可能選用離心泵

　?、?、有計量要求時(shí)，選用計量泵。

　?、?、揚程要求很高，流量很小且無(wú)合適小流量高揚程離心泵可選用時(shí)，可選用往復泵;如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。

　?、?、揚程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵

　?、?、介質(zhì)粘度較大(大于6501000mm2/s)時(shí)，可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。

　?、?、介質(zhì)含氣量大于5%，流量較小且粘度小于37.4m2/s時(shí)，可選用旋渦泵。

　?、?、對啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(dòng)(電動(dòng))隔膜泵

　?、?、如圖示：

　　四、泵選型的依據

　　泵選型原則，應根據工藝流程，給排水要求，從五個(gè)方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運轉條件等。

　　1、流量是選泵的重要性能數據之一，它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時(shí)，以最大流量為依據，兼顧正常流量，在沒(méi)有最大流量時(shí)，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。

　　2、裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據，選泵用的揚程值應注意到最低吸入液面和最高送液高度，同時(shí)留有余量;選泵的額定揚程為裝置所需揚程的般要用放大5%—10%余量后來(lái)選型。

　　3、液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱(chēng)，物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度、密度、粘度，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統的揚程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類(lèi)型?；瘜W(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那種軸封型式的重要依據。其它性質(zhì)，易燃易爆等。

　　4、裝置系統的管路布置條件指的是送液高度、送液距離、送液走向，吸入側最低液面，排出側最高液面等些數據和管道規格及其長(cháng)度、材料、管件規格、數量等，以便進(jìn)行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核

　　5、操作條件的內容很多，如液體的操作T、飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS(絕對)、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。

　　6、在給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的額定、最低和最高溫度時(shí)，應以最高溫度為依據。

　　7、進(jìn)、出口壓力即泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓、軸封和冷卻裝置的選擇。

　　8、配套功率檢驗。當泵處在正常工作時(shí)，用鉗形表卡電流，若≤70%，說(shuō)明電機配大了，若≥30%，說(shuō)明電機配小了。由于選型不合理，許多的泵處于不合理運行狀況，運行效率低，浪費了大量能源。還有的泵由于選型不合理，根本不能使用，或者使用維修成本增加，經(jīng)濟效益低。由此可見(jiàn)，合理選泵對節約能源同樣具有重要意義。

　　9、根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件經(jīng)濟方案比較等多方面因素。

　?、倏紤]選擇泵的形式是臥式、便維式和其它型式

　　(管道式、直角式、變角式、轉角式、平行式、垂直式、直立式、潛水式、便拆式、液下式、無(wú)堵塞式、自吸式、齒輪式、充油式、充水溫式)

　　臥式泵拆卸裝配方便，但體積大，價(jià)格較貴，需很大占地面積。

　　便維式泵結構簡(jiǎn)單緊湊、零部件少、檢修維護方便運行和維護費用低、占地面積小。

　　立式泵葉輪淹沒(méi)在水中，任何時(shí)候可以啟動(dòng)，便于自動(dòng)化或遠程控制，安裝面積小。

　　10、根據液體介質(zhì)性質(zhì)，確定清水泵，熱水泵還油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)泵，或者采用不堵塞泵。

　　對于輸送粘度大于20m2/s的液體泵，一定要把以水實(shí)驗泵特性曲線(xiàn)換算成該粘度的性能曲線(xiàn)，特別要對吸如性能進(jìn)行認真計算或較核。

　　11、根據傳動(dòng)方式分為：氣動(dòng)、柴動(dòng)、電動(dòng)(電動(dòng)分為220v電壓和380v電壓)。

　　12、根據流量大小，選單吸泵還是雙吸泵：根據揚程高低，選單級泵還是多級泵，高轉速泵還是低轉速泵、(空調泵)，多級泵效率比單級泵低，當選單級泵和多級泵同樣都能用時(shí)，宜選用單級泵。

　　13、如何正確計算泵的投入成本現在購買(mǎi)泵的時(shí)候都會(huì )貨比三家，精確的計算泵的價(jià)格，然后選擇能夠達到自己要求的價(jià)格較低的產(chǎn)品。這種做法確實(shí)節省了初次采購成本，而往往忽略了運行和維護成本。泵在使用過(guò)程中發(fā)生的費用遠遠高于當初購買(mǎi)它而花費的成本，這樣，我們必須將水泵出現問(wèn)題和故障時(shí)浪費的工作時(shí)間和維修費用也計算到整體成本當中去;同樣的，泵在運轉過(guò)程中將耗費大量的電能，長(cháng)年累月下來(lái)臺泵消耗的電能也是十分驚人的。

　　經(jīng)過(guò)國外一些泵大廠(chǎng)對售出產(chǎn)品的跟蹤調查顯示，泵在其使用壽命中耗費的最大資金不是初次的采購成大，也不是維護費用，而是其消耗的電能。

　　下圖是泵投產(chǎn)后成本的分析結果。再考慮到其本身的使用效率、噪音、口維、人工維護等原因，還是應注意選用節口電能能產(chǎn)品。