泵的選型

　　泵的選型依據(jù)就是輸送系統(tǒng)的有關參數(shù)、特性、條件，以下即為選型時必要的應知條件：

　　1.工藝參數(shù)。要確定通過每臺泵的流量、揚程，需要首先進行輸送系統(tǒng)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(jù)管路系統(tǒng)計算每臺泵的揚程。

　　2.輸送介質(zhì)的物理化學性能。包括介質(zhì)名稱、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。選型時要考慮場地條件的限制、工程造價、安裝高度等，從而決定采用何種結(jié)構(gòu)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

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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(shù)泵的性能參數(shù)主要有流量和揚程，此外還有軸功率、效率、轉(zhuǎn)速和必需汽蝕裕量等。

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

　　通常用字母Q表示。單位是：m3/h、L/s

　　水泵的流量，即出水量，一般不宜選得過大，否則，增加購買水泵的費用;流量大，功率大，還會增加線路電器控制方面的費用。應具體問題具體分析。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，使用會更經(jīng)濟。但并不一定要求絕對相等，般偏差只要不超過20%，泵都能在較節(jié)能的情況下工作。

　　3.進口壓力Ps和出口壓力Pd，進、出口壓力指泵進出口管法蘭處的壓力，進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指泵的進口介質(zhì)溫度，一般應給出工藝過程中泵進口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。

　　5.裝置汽蝕余量 NPSHa，也稱有效汽蝕余量。

　　6.操作狀態(tài)：分連續(xù)操作和間歇操作兩種。

　　7.泵的性能曲線通常把表示主要性能參數(shù)之間關系的曲線稱為泵的性能曲線或特性曲線，實質(zhì)上，泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式，通過實測求得。

　　特性曲線包括：流量-揚程曲線(Q-H)，流量效率曲線(Q-η)，流量-功率曲線(QN)，流量-汽蝕余量曲線(Q-(NPSH)r)，性能曲線的作用是泵任意的流量點，都可以在曲線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(shù)稱為工作狀態(tài)，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設計工況點。

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　　泵性能曲線的作用與種類

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

　　包括試驗數(shù)據(jù)繪曲線、規(guī)定參數(shù)繪曲線、多點參數(shù)繪曲線、切割(變速繪曲線)、粘度換算曲線的繪制、繪軸流泵曲線、相似換算繪曲線、并聯(lián)串聯(lián)曲線裝置特性曲線、通用特性曲線等。曲線圖可以采用多種形式

　　泵的性能曲線與型譜圖如下：

　　(二)輸送介質(zhì)的物理化學性能

　　輸送介質(zhì)的物理化學性能直接影響泵的性能、材料和構(gòu)造，是選型時需要考慮的重要因素。介質(zhì)的物理化學性能包括：介質(zhì)名稱、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。必要時還應列出介質(zhì)中的氣體含量，說明介質(zhì)是否易結(jié)晶。

　　(三)現(xiàn)場條件

　　1、現(xiàn)場條件包括泵的安裝位置(室內(nèi)、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(qū)域的劃分等級條件。

　　危險區(qū)域包括：易燃、易爆、易毒、高溫、高空等特殊場合。

　　2、其它因素：選型時要考慮場地條件的限制、工程造價、安裝高度等，從而決定采用何種結(jié)構(gòu)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(jù)泵的工作環(huán)境、條件，泵正常運行必需的性能參數(shù)，以及被輸送介質(zhì)的物理、化學性質(zhì)全面地考慮泵裝置系統(tǒng)中泵的技術性能指標、泵材質(zhì)選用、電動機的匹配、密封的可靠性及節(jié)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型與型號規(guī)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經(jīng)濟指標，使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說，有以下幾個方面：

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

　　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。是技術先進，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挖深度，又不使水泵發(fā)生汽蝕，運行平穩(wěn)、壽命長，可靠性高、噪聲低、振動小。

　　4.綜合考慮到初始采購費、運轉(zhuǎn)費、維修費和管理費的總成本最低。

　　5.必須滿足介質(zhì)特性的要求。

　?、賹斔鸵兹肌⒁妆卸净蛸F重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵

　?、趯斔透g性介質(zhì)的泵，要求過流部件采用耐腐蝕性材料。A、過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軸封用采用清潔液體沖洗。

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

　?、輰τ卸拘浴⒁兹?、易爆、有異味的液體，貴重介質(zhì)，無菌輸送、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。

　　含有長纖維類液體：A、過流部件采用帶撕裂切割的結(jié)構(gòu)，確保葉輪不被長纖維纏繞;B、選用無堵塞的通道式、開式或單葉片葉輪;C、考慮配用電動機的機械特性(過載能力等)。

　　⑦高溫、高壓類液體：過流部件選用耐高溫、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(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來選擇具體泵的系列、結(jié)構(gòu)形式和制作材料

　　6.必須滿足現(xiàn)場環(huán)境的安裝要求：

　?、賹Π惭b在由腐蝕性氣體存在場合的泵，要求采取防大氣腐蝕的措施。

　　②對安裝在室外環(huán)境溫度低于-20℃以下的泵，要求考慮泵的冷脆現(xiàn)象，采用耐低溫材料，結(jié)構(gòu)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，要考慮選用滑動軸承結(jié)構(gòu)和水力的低噪聲設計，并配用低噪聲的電動機。

　?、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(nèi)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;電源與泵使用地點的距離(長距離電纜輸送)的電壓降。

　　⑥對于一年檢修一次的泵，泵的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期一般不應小于8000小時，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(guī)定，連續(xù)運轉(zhuǎn)至少為3年。

　　⑦對安裝在爆炸區(qū)域的泵，應根據(jù)爆炸區(qū)域等級，采用相應等級的防爆電機

　?、鄬τ刑厥庖蟮氖褂脠龊希缯婵蛰斔?、高溫高壓輸送、低溫輸送等均應選擇特殊泵類。

　　7.確定泵型號和制作廠時，應綜合考慮泵的性能、效率質(zhì)量、能耗、可靠性、安裝維修及價格和制造規(guī)范等因素。選具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點的泵。當所有參數(shù)都符合選型標準有兩種以上規(guī)格時，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(shù)：效率高者為優(yōu)，重量輕者為優(yōu)，價格低者為優(yōu)

　　8.除以下情況外，應盡可能選用離心泵

　?、佟⒂杏嬃恳髸r，選用計量泵。

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

　?、?、揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵

　　④、介質(zhì)粘度較大(大于6501000mm2/s)時，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。

　?、荨⒔橘|(zhì)含氣量大于5%，流量較小且粘度小于37.4m2/s時，可選用旋渦泵。

　?、?、對啟動頻繁或灌泵不便的場合，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(電動)隔膜泵

　?、?、如圖示：

　　四、泵選型的依據(jù)

　　泵選型原則，應根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮，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(zhuǎn)條件等。

　　1、流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關系到整個裝置的的生產(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，以最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。

　　2、裝置系統(tǒng)所需的揚程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，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%余量后來選型。

　　3、液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)、化學性質(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(tǒng)的揚程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類型?；瘜W性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那種軸封型式的重要依據(jù)。其它性質(zhì)，易燃易爆等。

　　4、裝置系統(tǒng)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(cè)最低液面，排出側(cè)最高液面等些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核

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

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

　　7、進、出口壓力即泵進出接管法蘭處的壓力，進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，用鉗形表卡電流，若≤70%，說明電機配大了，若≥30%，說明電機配小了。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，合理選泵對節(jié)約能源同樣具有重要意義。

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

　　①考慮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(zhuǎn)角式、平行式、垂直式、直立式、潛水式、便拆式、液下式、無堵塞式、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，價格較貴，需很大占地面積。

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

　　立式泵葉輪淹沒在水中，任何時候可以啟動，便于自動化或遠程控制，安裝面積小。

　　10、根據(jù)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，一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度的性能曲線，特別要對吸如性能進行認真計算或較核。

　　11、根據(jù)傳動方式分為：氣動、柴動、電動(電動分為220v電壓和380v電壓)。

　　12、根據(jù)流量大小，選單吸泵還是雙吸泵：根據(jù)揚程高低，選單級泵還是多級泵，高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵、(空調(diào)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，宜選用單級泵。

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

　　經(jīng)過國外一些泵大廠對售出產(chǎn)品的跟蹤調(diào)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(jié)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(jié)口電能能產(chǎn)品。