泵站基础知识讲座

泵站基础知识讲座（一）作者：摘选更新时间：2010-01-141：概述一、泵的定义：是把原动机的机械能转化为液体能量的机器：原动机通过泵轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸水池经过泵的过流部分输送到要求的高处。二、泵的分类：按其作用原理可分为三类1、叶片泵如离心泵、混流泵、轴流泵等2、容积泵如活塞泵、齿轮泵、螺杆泵等3、其他如射流泵、电磁泵等。三、叶片泵的过流部件和结构形式1、叶片泵的过流部件有吸水室、叶轮、压水室吸水室位于叶轮前面，其作用是把液体引向叶轮，有直锥式、弯管式、螺旋式三种形式。压水室位于叶轮外围，其作用是收集从叶轮流出的液体，送入排水管。如导叶体、蜗壳等。叶轮是水泵最重要的工作原件，是过流部件的心脏，叶轮分为离心式、混流式、轴流式三种型式。离心式：液体流出叶轮的方向垂直于轴线混流式、：液体流出叶轮的方向倾斜于轴线。轴流式：液体流出叶轮的方向平行于轴线。四、叶片泵的结构型式；按主轴分：1卧式泵：主轴水平放置2立式泵：主轴垂直放置3斜式泵;主轴倾斜放置按叶轮种类：1离心泵、混流泵、轴流泵按级数：单级、多级按叶片安装方式可调叶片、固定叶片等。2：泵的基本理论一、流量Q质量、体积两种二、扬程H米H=Pd-Ps/ρg+Vd2-Vs2/2g+（Zd-Zs）三、转速n四、汽蚀余量NPSH五、功率输入功率P有效功率Pe=PgQH(W)六、效率η（）七、特性曲线4、泵的相似理论1）泵的设计。按模型换算进行相似设计和进行模型试验一、几何相似：几何形状相似二、运动相似：过流部分相应点液体的对应速度比值相同三、动力相似：模型和实型过流部分相应点液体的对应力的比值相同。等四、有只有表面液流的相似准则弗劳德准则、雷诺准则、欧拉准则2）泵的相似定理流量关系Qm/Q=(nm/n)（Dm/D）3扬程关系Hm/H=(nm/n)2（Dm/D）2功率关系Pm/P=(nm/n)3（Dm/D）5(ρm/ρ)3）比转数：Ns=3.65n√Q/H3/44）关于比转数的说明1.同一台泵在不同工况下有不同的ns值2.几何相似的泵在相似工况下比转数相同。3．按比转数对水泵进行分类。离心泵：30-300，混流泵300-500，轴流泵500-15005）相似理论设计泵同一台水泵，有Q1/Q2=n1/n2HI/H2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)35、泵的汽蚀理论一、汽蚀的发生过程。液体在一定的温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生气泡，把这种产生气泡的现象称为汽蚀。二、泵产生汽蚀时的现象1、噪音和震动：气泡在高压区连续发生突然破裂而伴随强烈的水击，而产生噪音和震动。2、过流部件的腐蚀3、性能下降试试验验检检查查内容材料试验项目材料标准制造过程与最终检验和试验项目试验标准备注项目部件名称叶片ZG1Cr18Ni9机械性能和化学成份GB2100-80《不锈钢耐酸钢铸件技术条件》主要尺寸、叶片型线、安放角过流表面粗糙度检查，无损探伤检查及硬度检查JB/T5413-94《混流泵、轴流泵开式叶片验收技术条件》A级和GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》提供检验原始资料和报告轮毂ZG270-500机械性能和化学成份GB/T11352-89《一般工程用铸造碳钢件》主要尺寸及过流表面粗糙度检查，无损探伤检查JB/T5413-94《混流泵、轴流泵开式叶片验收技术条件》GB/T10969-96《水轮机通流部件技术条件》同上叶轮部件叶轮静平衡试验，操作机构检查，叶片密封耐压试验，与主轴的装配同心度检查IEC193No.1-1977和IEC492-1976ISO192.8-73(不低于G6.3级)同上叶轮外壳ZG270-500机械性能和化学成份GB/11352-89《一般工程用铸造碳钢》主要尺寸及表面粗糙度检查，叶轮外壳与叶片外缘的间隙检查、GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上水压试验检查主轴联接螺栓45号锻钢机械性能和化学成份GB699-88《优质碳素结构钢技术条件》主要尺寸及表面粗糙度检查，无损探伤检查及硬度检查GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上导轴承HT200+500+聚氨脂橡胶GB11352-89《一般工程用铸造碳钢》主要尺寸及表面粗糙度检查，内孔与平面的跳动检查GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上主轴密封聚四氟乙烯HT200GB9439-88《灰铁铸件》主要尺寸及表面粗糙度检查GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上叶片调节机构主要部件检验、装配检验、压力试验、渗漏试验、电气装置试验GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上主水泵其它零部件各零部件几何尺寸、形状与位置公差、表面粗糙度检查，总的预装配检查GB/T13008《混流泵、轴流泵技术条件》同上2、工作性能保证值水泵叶片的安装角度为+2°时，对应此角度的设计扬程、最小扬程和最大扬程等工况下的技术参数保证值：①在设计扬程8.31m工况下运行的水泵单机流量8.05m3／s，效率为88.6％；②在最大扬程8.79m工况下运行的水泵流量7.25m3／s，效率为81.5％：③在平均扬程4.45m，工况下运行的水泵流量10.6m3／s，效率不低于80.0％：④水泵在扬程为2.0m？9.0m运行范围内，有较高的效率，且效率曲线变化平缓（参见水泵性能曲线）；⑤水泵在泵站运行扬程和流量范围内满足1000kW配套电机的要求。⑥水泵汽蚀比转速不小于1100⑦水泵转动部分转动惯量为8.07×103kg/m23、允许水泵的转动部件在事故停泵的过渡过程中发生倒转，最大倒转转速为运行中可能出现的最大飞逸转速，即最大飞逸转速为405转/分，并按此计算各转动部件的强度。4、水泵的高程设计完全符合标书要求。5、零部件/组装单件的最大外形尺寸和重量满足运输条件及站内桥式起重机起重能力的要求。水泵最大件重＜3.5吨，运输单件最大重量不大于10吨。6、3台水泵的结构、材料、尺寸、加工精度等完全相同，易损件具有互换性。7、水泵设计工况点的叶片安放角偏差不大于±10’。8、水泵在满足投标人的安装高程条件下运行，叶片保证不会发生严重空蚀。空蚀损坏的保证期为累计运行4000h。运行小时数以水泵试运行结束，正式投入商业运行算起。在空蚀保证期内，叶轮的空蚀失重不超过1.2kg。单个叶片的空蚀金属失重量不大于全部叶片平均失重量的2倍。叶轮室及导叶体空蚀失重总和不超过1.8kg。空蚀失重量的计算按实际补焊焊条用量计。空蚀保证的验证将在水泵空蚀保证期内进行，如果水泵运行时间不足或超过基准运行时间，按下式计算相当于基准运行时间4000h的实际空蚀失重量。G0＝G×4000/T式中T——水泵实际运行小时数。G0——相当于基准运行时间4000h的实际空蚀重量。G——实际空蚀重量。9、水泵在扬程为2.0m？9.0m运行范围内均能保证稳定高效运行。在非正常工况下水泵扬程低于2m（扬程为≥0m）时，水泵能稳定运行，没有空蚀、涡带、振动及其它危害泵组安全运行的有害水力现象存在。10、水泵的水导轴承轴瓦使用寿命大于累计运行10000h。11、在最大飞逸工况及反转工况下，水泵能安全运行2min，不产生有害变形。12、水泵的噪声不大于80dB，并符合有关标准。13、在标书文件规定的条件下，泵组投入运行后，安全可靠，强迫停机率不大于0.6%。14、水泵自投入商业运行后，在规定的运行条件下，并达到下列指标：(a)水泵大修间隔不小于10年，或累计运行小时数不小于20000h，两者以先达到为准。(b)水泵工作年限不少于30年。6.5.5水泵主要部件结构及质量保证：（一）、水泵主要部件的设计指标：(a)水泵主要部件的材料机械性能和化学成分必须符合相应的标准。(b)水泵主要部件的结构便于装拆。(c)水泵主要部件的结构尺寸符合陆路运输条件。(d)水泵主要部件的设计考虑失电状态下水泵断流的过渡过程。(e)水泵的铸、焊件均进行退火处理并进行无损检查。1、叶轮水泵叶轮的过流部分保证与模型水泵完全几何相似，并采用极坐标法分别检查模型和原型的过流部件。其尺寸检查按IEC193No.1－1997和IEC492－1976标准执行。叶轮的设计和制造保证有足够的强度，能承受任何可能产生的作用在叶轮上的最大水压力和离心力。在水泵工作年限内不得产生任何裂纹和断裂或有害变形。叶轮轮毂采用铸造结构，材质为ZG270-500。叶片单片整铸，材料为抗空蚀的不锈钢（1Cr18Ni9Ti）。叶片进行无损探伤检查。导水锥用铝材整铸。叶轮的制造和加工符合GB/T13008－94《混流泵、轴流泵技术条件》的要求。对叶片按JB/T5413－94《混流泵、轴流泵开式叶片验收技术条件》的各项指标进行检验。叶片装配的所有螺栓和销子，确保不会由于振动和运行中的其它原因而出现松动。叶轮加工完成后，按ISO1940－73标准进行静平衡试验，精度不低于G6.3级。叶片和轮毂组装后，每两叶片倾角差均不大于±10’。叶轮与主轴试装，以泵轴中心为基准，检查叶片外缘同轴度，偏差不大于±10％设计间隙。2、叶轮外壳、进水伸缩节叶轮外壳采用铸钢材料，球形结构，分成两瓣，采用法兰联接，进水伸缩节与叶轮室的联接，叶轮室与导叶体的联接，均采用法兰联接，结合面设有止漏措施。其材质为ZG270-500，铸件不允许有影响机械性能的裂纹、气孔、缩孔、疏松、渣眼等缺陷，并进行退火处理。叶轮外壳的内表面与叶片外圆的间隙均匀，直径反向的最大间隙为叶轮直径D的1/1000，球面直径精度为H10，粗糙度不大于6.3×10－6m，以止口外圆为基准，径向圆跳动不低于GB1184－80标准规定的8级。3、导叶体导叶体采用铸焊方式，其材质为ZG270-500+Q235A。所采用的导叶体经过运行证明其水力性能优良。导叶体能承受任何工况下水导轴承传来的荷载。导叶体具有足够的刚度，能抑制水泵运行中的振动。导叶体过流表面的粗糙度不大于6.3×10－6m，导叶体法兰止口与轴承内孔轴线的同轴度不得低于GB1184－80标准中的8级，导叶体入口节踞偏差不大于±3％（与名义尺寸之比），导叶体入口内外圆直径偏差不大于±2％（与名义尺寸之比）。4、泵轴泵轴采用优质中碳结构钢整体锻造，材料不低于35号钢，锻后正火，锻件作无损探伤检查。泵轴具有足够的刚度和强度，能够承受在任何工况条件可能产生的作用在泵轴上的扭矩、轴向力和径向力。充分考虑自重引起的挠度对运行的影响，在可能发生的飞逸转速时没有有害的振动和摆动。泵轴的导轴承轴颈和填料函轴颈部位设不锈钢衬套，衬套在加工后不锈钢的厚度不得小于5mm。轴承套的使用寿命大于20000h，精度不低于h7，粗糙度不大于3.2×10－6m，其余表面粗糙度不大于6.3×10－6m，法兰面与轴心的垂直度不低于7级。5、导轴承水泵导轴承为聚氨酯橡胶轴承，与轴承相接触的泵轴部分设有不锈钢轴套。采用分半可调结构，不移动主轴就可方便地更换轴承，使用寿命大于10000h，配合间隙考虑轴瓦的吸水膨胀量与温差影响，轴承体具有足够的刚度，在最大飞逸转速下，能安全承受，并且不产生有害变形。6、主轴密封泵轴密封采用填料密封的形式，填料函为分半铸铁结构，结构上做到在不拆卸水泵径向轴承的情况下可以调整与更换，并有互换性。密封耐磨、可靠，允许有滴状水漏出，填料采用清水冷却。主轴密封更换周期不小于6000小时。7、出水弯管出水弯管采用铸铁件，其材质为HT200，60º弯管分成两个30º弯管制造，以保证起吊方便。水泵底座与地脚基础板间有良好的密封性。8、基础件水泵的基础件主要包括进出水底座、水泵底板、调整垫铁、联接螺栓以及地脚螺栓等。进水底座安装在泵的底部、进水流道的顶部，在进水底座上安装进水伸缩节；水泵底板安装在水泵基础墩上，用地脚螺栓固定。安装时调整好底板的高程和位置，在底板上安装中间接管等零部件；安装调整后，浇筑二期混凝土固定，以后不再移动。9、与进、出水流道的配合投标人派专业技术人员对原泵站的基础、进出水流道进行现场测绘，以保证投标水泵能够与泵站基础和流道配合良好。10、备品备件和专用工具投标人随机供应备品