4.1 叶片泵的选型
水泵既是水泵站的主要设备,又是水泵站其他设备及配套建筑物设计的依据,它将直接影响到水泵站的运行和投资。合理地选择水泵的型号,是泵站设计中的重要一环。
一、叶片泵的选型原则
(1)满足泵站设计流量、设计扬程的要求;
(2)水泵在整个运行期内,有最高的平均效率,运行费用低;
(3)按照选定的机组建站,设备投资和土建投资最省;
(4)水泵的水力性能、抗汽蚀性能好,便于运行和管理;
(5)优先选用国家推荐的系列产品和经过鉴定性能优良的新产品。
设计流量和设计扬程是水泵选型的依据,在选型前应首先确定这两个参数。
(一)确定设计流量和设计扬程
设计流量确定详见第五章。
设计扬程由设计净扬程和损失扬程两部分组成。设计净扬程按泵站进、出水池设计 水位差计算(详见第五章),损失扬程根据抽水装置管路具体布置情况计算求得,但初步选型时,管路布置没有确定,损失扬程依据表4-1和表4-2估算。方法为根据泵站的设计流量和一般的台数范围,初拟水泵的单泵流置,由单栗流量査表4-2确定水泵的进口直径,再由水泵进口直径依照大一个等级的原则拟定管路直径,然后由管径和设计净扬程査 表4-1定出损失扬程占净扬程的百分数A,则= H2p+KH=(1+k)H净。
(二}初选泵型
1.水泵类型的选择
根据设计扬程的数据,考虑各种水泵的特点及适用范围,粗略确定水泵的类型,为水
表4-1 | 管路水头损失估算 | ||||||||||
净扬程 (m) | 管路直径(mm) | ||||||||||
<200 | 250〜350 | >350 | |||||||||
损失扬程相当于净扬程的百分数(% ) | |||||||||||
10以下 | 30 -50 | 20-40 | 10 〜25 | ||||||||
10~30 | 20 -40 | 15-30 | 5-15 | ||||||||
30以上 | 10-30 | 10〜20 | 3-10 | ||||||||
表4-2水泵进口直径与流量对照 | |||||||||||
水泵进口直径 (mm) | 流fi | 水泵进口直径 (mm) | 流量 | ||||||||
h/s | mVh | mVh | |||||||||
75 | 7-20 | 25〜70 | 400 | 400〜480 | 1450 〜1700 | ||||||
100 | 18-35 | 65〜125 | 500 | 400-700 | 1450 〜2500 | ||||||
150 | 30-55 | 110-200 | 600 | 650 -1000 | 2300 - 3600 | ||||||
200 | 55 -95 | 200〜340 | 800 | 1300 - 1800 | 4600 - 6500 | ||||||
250 | 90 -170 | 320-600 | 900 | 1500-2000 | 5400-4200 | ||||||
300 | 140-280 | 500-1000 | 1 000 | 2000-3000 | 7200-10800 | ||||||
350 | 220~450 | 800~1600 | 1 200 | 2500-3500 | 9000-12500 |
泵选型界定选型区域,初定水泵类型的一般思路如下:
(1)离心泵、轴流泵和混流泵各有其适用的扬程范围。一般扬程在20m以上时用离心泵€大于100m用多级离心泵或其他类型的水泵),离心泵中因单级双吸泵(Sli或S)结构对称、运行性能好,常优先选用;扬程在5〜20m宜用混流荥;扬程在10m以下宜用轴流量,而轴流泵和混流泵的流量在很大范围内是重叠的,因馄流泵的髙效率区宽,流量变化时,轴功率变化小,动力机满载或接近满载运行,比较经济,适应流量范围广,在伺样的 参数下混流泵的转速比轴流泵高,泵的体积小,水泵站的投资小,故在选型时,应优先选用混流泵。
(2)水泵的结构类型有卧式、立式、斜式三种。卧式水泵安装精度要求比立式水泵低,便于检修,造价低,但一般启动前要求充水排气,占地面积大,要求泵房有较大的平面尺寸,适用于水位变幅较小的场合。立式水泵叶轮淹没于水下,启动方便,电机居于上方,有利于防洪和通风,要眾泵房的平面尺寸较小,但维修较麻烦,安装精度要求髙,适用于水位变幅较大的场合。斜式水泵安装方便,可安装在岸边斜坡上,叶轮浸没于水下,启动方便,常用于中、小型泵站。
(3)为便于维修管理,同一泵站的水泵型号应尽可能选用同一类型。
2.初选泵型
根据设计扬程,在初定的水泵类型的“水泵综合型谱图”或“泵类产品样本”中的“水 泵性能表”中査出符合设计扬程而流量不等的各种不同型号的水泵。方法为:在水泵综合型谱图的纵坐标上找出设计扬程点,过诙点作横轴的平行线,凡是与该线相交的泵型均 为符合扬程需要的泵型(凡是性能表中扬程范围包含了设计扬程的泵型都可以),再根据每种泵型的流量和设计流量初定水泵台数(设计流量除以单泵流量选择其中台数适中的泵型作为初选栗型,原则上凡是符合上述要求的都可作为备选对象,实际工作中为简化计算工作量,常列出3〜5个性能好、台数适中的泵型作力精确选型的对象。
(一)工作点的校核
1.台数及单泵流量的确定
根据性能表或性能曲线(流量和扬程关系),依据设计扬裎内插求设计扬程对应的流量(单泵流量),水泵台数为泵站设计流量除以水泵单泵流量,根据泵站灌溉设计保证率的要求,可以考虑选配1〜2台备用机组,则实际运行时水泵的单泵流量为泵站设计总流量除以工作水泵台数,这个单泵流量为管路设计采用的流量,也是组成水泵装置的每台水泵的流量。
2.管路设计
对于每一个初选的泵型,根据设计扬程和上一步确定的单泵流量进行管路设计,确定管路的管材、管径、管长、管路附件(依据本章第四节和第五章相关内容),计算各种水泵的进、出水管路水头损失系数,验算实际管路损失是否超过了初估的管路损失,确定其管路系统特性曲线。
3.工作点确定
根据初选的泵型,从水泵手册上查出水泵的性能曲线,在统一坐标系下绘制水泵性能 曲线和管路系统特性曲线,求出水栗在设计、最高、最低扬程时的工作点,把不同水泵工作 点的或(邪参数值列于同一表中,校核所选水泵在设计扬程下水泵流量是否满足要求,平均扬程下喿否在髙效率区运行,如不满足要求,可采取调节措施或另 选泵型,使其尽可能在合理的范围内运行。
4.确定泵型
根据选型原则,对几种方案进行全面的经济技术比较,一般在满足流S、扬程需要下,选取敫率高的、轴功率较小的、抗汽蚀性能好的、台数适中的泵型为最优泵型。
三、选型中水泵台数的确定
水泵台数影响到泵站的以下几个方面:
(1)建站投贤。无论是机电设备还是土建工程,在设备容量一定的条件下,机组的台数越少,则其投资越小。
(2)运行管理。机组台数越少,运行管理方便,机构人员少,则运行管理费用越低。
(3)泵站的适应性。机组台数越多,适应性越强,个别机组出现故障对整个泵站的排灌影响越小。
(4)泵站的性质。一般排水泵站设计流量的变化幅度较大,台数宜多;灌水泵站设计流量变化幅度较小(比较稳定),台数宜少;灌排结合泵站,既要满足灌溉要求,又要满足 排水要求,台数宜多。泵房离出水池较远的泵站/采用并联出水管路时,台数宜考虑并联 要求D对于高杨程多级泵站,各级泵站联合运行时,水泵的流量应协调一致,哪一级泵站均不应有弃水或供水不足现象,故一级站的机组台数应多,末级泵站机组台数宜少。另 夕卜,为适应流量变化需要,可根据需要选配1台小型调节机组。
一般主水泵台数宜为3〜9台,为保证泵站稳定运行还应考虑备用机组,备用机组数 根据供水的重要性及年利用小时数和満足机组正常检修的要艰确定。对于灌溉泵站装机 3〜9台时,其中应有1台备用机组,多于9台时应有2台备用机组;年利用小时数很少的 泵站,可不设备用机组;处于含沙量大或含腐蚀性介质等工作环境中的泵站,备用机组经 过论证后可增加数量。
泵站中水泵型号的选择参见例4-3或第八章泵站设计示例水泵选型部分。