第四章机组的选型与配套.ppt

第四章第四章 机组的选型与配套机组的选型与配套第一节 水泵的选型 第二节 动力机及其选配 第三节 传动设备 第四节 管路及附件机组是指水泵、动力机及传动设 备的组合体，是泵站中直接为农田及 社会供排水服务的机械与设备机组 选型配套的合理与否，直接影响泵站 能否满足供排水的需要和泵站的工程 投资、灌排成本、能源消耗、泵站效 率及安全运行等所以，必须作好机 组的选型与配套工作第一节第一节 水泵的选型水泵的选型合理的水泵选型与配套是正确使用水泵 的先决条件，灌排泵站水泵选型的基本依 据是泵站的设计流量和设计扬程，当设计 流量和设计扬程确定后，便可进行水泵的 选型工作√ 水泵选型的原则√ 水泵选型的方法及步骤√ 水泵选型中应注意的问题一、灌、排泵站水泵的选型（一）水泵选型的原则（1）在设计扬程下，泵站的提水流量能满 足供、灌、排流量的要求2）水泵在长期运行中，多年平均效率高 ，运行费用低3）按选定的机组建站，设备和土建投资 最省4）便于操作、维修、运行和管理5）选用系列化、标准化、通用化及更新 换代的产品，切忌选用淘汰的产品二）水泵选型的方法及步骤（1）根据设计扬程，在泵类产品样本或有关手 册上，利用水泵性能表或水泵系列型谱图，初步 选出扬程符合要求而流量不等的几种水泵，并根 据供、灌、排设计流量及每种泵型的额定流量， 计算出每种泵型所需的台数。

2）根据初步选出的水泵，确定管径及布置管 路，求出水泵在最大扬程、设计扬程和最小扬程 时的工况点，要求工况点位于高效区范围内，扬 程、流量能满足需要，并不发生汽蚀，动力机不 超载如不符合要求，可采用调节措施或另选泵 型3）根据选型原则，对各种方案进行全面的技 术经济比较，选出其中最好的泵型和台数三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题水泵类型主要是依据扬程选择的城市供水、农田灌溉或 排水常用的水泵有离心泵、轴流泵和混流泵等各种类型的水 泵其特点分别为：离心泵扬程较高，流量较小；轴流泵扬程较 低，流量较大；混流泵介于离心泵和轴流泵之间一般情况下 ，设计扬程小于10m，以选轴流泵为宜；5～20m时选用混流泵 较好；20～100m时应首选单级离心泵；大于100m时，可选用 多级离心泵应注意的是，当离心泵、轴流泵、混流泵的扬程 重叠时，在设计扬程混流泵和轴流泵都可选用时，应优选混流 泵因为混流泵的高效区比轴流泵宽，流量变化时，轴功率变 化小，动力机在额定功率附近运行，比较经济，适应流量范围 广，抗汽蚀性能好，泵站土建投资少，安装检修方便等在设 计扬程离心泵与混流泵都可选用时，如扬程变化较大，应优先 选用离心泵。

1．水泵类型的选择（三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题常用水泵的结构型式主要有卧式、 立式和斜式三种2．水泵结构型式的选择(1)卧式水泵与立式水泵相比，安装精度较低， 检修方便，叶轮在水面以上，腐蚀较轻，机组造 价便宜，泵房高度较小，地基应力分布较均匀 但在启动前要进行排气充水，泵房平面尺寸较大 ，中、小型水泵吸水管路长，水头损失大主轴 挠度大，轴承磨损不均，在最高防洪水位时，泵 房需采取防洪措施卧式水泵适用于地基承载力 较小、水源水位变幅较小的泵站1)卧式水泵与立式水泵相比，安装精度较低， 检修方便，叶轮在水面以上，腐蚀较轻，机组造 价便宜，泵房高度较小，地基应力分布较均匀 但在启动前要进行排气充水，泵房平面尺寸较大 ，中、小型水泵吸水管路长，水头损失大主轴 挠度大，轴承磨损不均，在最高防洪水位时，泵 房需采取防洪措施卧式水泵适用于地基承载力 较小、水源水位变幅较小的泵站2)立式水泵占地面积较小， 要求泵房平面尺寸较小，水 泵叶轮淹没于水下，启动方 便管路短，水头损失小， 动力机安装在上层，便于通 风，有利于防潮、防洪但 要求泵房高度较大，安装精 度要求较高，检修麻烦，机 组整体造价高，主要部件在 水中，易于腐蚀。

立式水泵 适用于水源水位变幅较大的 泵站 (3)斜式水泵安装、检修方便，且可安装在 岸边斜坡上，叶轮浸没于水下，便于启动 ，与立式轴流泵相比，进、出水管路转弯 角度小，流态较好，泵站运行效率较高 但需要专门的支承结构，动力机类型较特 殊斜式水泵适用于低扬程的泵站三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题2．水泵结构型式的选择一般情况下，灌溉泵站扬程较高，宜 选用离心泵，或混流泵；排水泵站扬程较 低，多选用立式或卧式轴流泵或混流泵； 流量较小的低扬程泵站，为便于安装和检 修，可选用斜式轴流泵三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题3．水泵台数的确定(4-1)水泵台数，是满足泵站设计流量所需水泵 台数与备用水泵台数之和水泵台数，对泵站的投资影响很大台数 越多，容易适应不同时期灌溉或排水流量的要 求，在运行中如有的机组发生故障时对灌排影 响越小但在相同流量的情况下，机组台数越 少，基建投资越少，运行费用越少单机容量 越大，运行效率越高，运行管理越方便，所需 管理人员越少三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题3．水泵台数的确定(4-2)一般泵站所需水泵的台数以2～8台为宜。

排 水泵站设计流量要比灌溉泵站大，水泵台数要比 灌溉泵站多些排水泵站由于设计流量及变化较 大，且要求在短时间内排除，应采用多台数的方 案，当流量小于4m3／s时，可选用2台；当流量 大于4m3／s时，应选用3台以上为好灌溉泵站 ，当流量小于1m3／s时，可选用2台；当流量大 于1m3／s时，选用3台以上较好灌、排结合的 泵站，应满足灌溉和排水流量及扬程的要求，所 以，宜选多机组方案三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题3．水泵台数的确定(4-3)备用机组主要用于满足检修、用电避峰及 突发事故时的要求排水泵站因运行时间短， 一般不必设置备用机组灌溉泵站，尤其是干 旱地区，多泥沙河流的灌溉泵站，均应设置备 用机组，备用机组的流量一般不超过设计流量 的20％灌、排结合泵站，则根据灌排设计流 量综合考虑当排水量较大，所需机组数量较 多、能满足灌溉加大流量要求时，也可不设备 用机组三）水泵选型中应注意的问题（三）水泵选型中应注意的问题3．水泵台数的确定(4-4)对于多级泵站，各级泵站联合运行时， 水泵的流量要协调一致，多级泵站均不应 有弃水或供水不足的情况出现所以，一 级站机组数量要考虑多机组方案，末级站 则应考虑少机组方案。

二、井灌区水泵的选型二、井灌区水泵的选型井灌区的水泵选型原则是“以井配泵”，其设计 流量和扬程是按机井的涌水量及动、静水位来确定 的机井涌水量和动、静水位是根据机井成井后， 抽水试验而获得的，所选水泵的流量，不能超过机 井的最大涌水量如选择的水泵流量过大，使机井 产生涌沙，井管外壁的反滤层逐渐受到破坏，造成 井壁坍塌或井内淤积；水泵扬程过大，地下水位下 降过快，缩短机井的使用寿命，直至机井提前报废 如所选水泵流量过小，不能充分发挥机井的效益 因此，所选水泵流量应与机井的正常涌水量相一 致井泵选型的方法和六个步骤如下1 1．初选水泵．初选水泵根据井管内径，查井泵性能表初选 水泵如175mm井径，可选用175QJ系 列深井潜水电泵200mm井径，可选用 200QJ型系列深井潜水电泵一般要求 ，为保证安装方便，对于金属管井，井 径可比井泵最大直径大50mm，非金属 管井应大100mm 2．根据井的最大涌水量选择泵型(2- 1)井的最大涌水量一般对成井做抽水试验后获得如没 有试验资料，可用经验公式估算1)对非承压完整井，可用式(4-1)估算涌水量4-1)式中 Q最大——机井的最大涌水量，m3/h；H——井中水深，即从静水位到井底的距离，m；S——洗井时井中水位降深(即静水位与动水位之差)，m；S最大——井水位的最大降深，一般取井水深的一半 ，即S最大＝0．5H，m；Q井——对应降深S时的涌水量，m3／h。

2．根据井的最大涌水量选择泵型(2-2)(2)对承压完整井，可用式(4-2)估算4-2)式中符号意义同式(4-1) 根据机井的最大涌水量，查井泵性能表 ，选择流量小于等于井的最大涌量的泵型 按贯穿含水层的程度及进水条件：完整井、非 完整井 完整井(fully penetrating well)：贯穿整个 含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能 全断面进水的井揭穿整个含水层，并在整个含水 层厚度上都进水的井非完整井(partially penetrating well)：未 揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上 能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井未完全 揭穿整个含水层，或揭穿整个含水层，但只有部分 含水层厚度上进水的井3．计算实际水位降深值及动水位泵型选定后，可根据水泵的额定流量用式(4-3) 计算实际水位降深4-3）式中 Q泵——所选水泵的额定流量，m3／h；其余符号意义同式(4-1)根据水位降深，用式(4-4)计算机井动水位埋深， mH动＝H静+S实际 (4-4)式中 H动——动水位埋深，m；H静——机井静水位埋深，即从地面到静水位的垂直距离，m；4．计算井下部分的泵管长度为保证水泵的正常工作，一般要求泵 体浸入动水位以下1～2m，其泵管长度可 用式(4-5)计算。

l=H动+(1～2) (4-5) 式中 l——泵管长度，m；H动——动水位埋深，m5．确定水泵的总扬程抽水所需扬程可用式(4-6)计算H需=H净+h损 （4-6）式中 H需——抽水所需扬程，m；H净——净扬程，指机井动水位到出水池水面(或出水管口中心线)的垂直距离，m；h损——管路的水头损失(管路系统的水头损 失，如安装地下低压管道，还应包括低压输水管 道的水头损失，m.为可靠供水，一般井泵总扬程为H总＝1.1H需＝1.1(H净+h损) （4-7）式中符号意义同式(4-6)6．确定叶轮级数根据计算所得总扬程，查水泵的性能 表，确定叶轮级数所选水泵额定扬程应 大于等于总扬程第二节第二节 动力机及其选配动力机及其选配水泵是通过动力机的驱动进行工作的当水泵 选出后，必须合理选配动力机常用的动力机有电 动机和柴油机电动机具有操作简单，运行可靠，管理方便， 提水成本低，且便于实现自动化控制等优点但输 电线路及其附属设备的投资较大，同时功率受电源 电压的影响较大柴油机不受电源的限制，机动灵活，适应性强 ，亦可变速运行，有利于机组的配套和调节；但运 行时容易发生故障，使用、操作、维护保养等技术 要求较高。

这两种动力机各有优、缺点，应根据具体情况 选配一、电动机与水泵的配套用于农田灌、排泵站的电动机， 有异步电动机和同步电动机两种（转子 转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机） ，除大型泵站选用同步电动机外，中 、小型泵站都选用异步电动机√ 电动机类型选择√ 配套功率的确定√ 电动机转速的确定 （一）电动机类型选择(4-1)异步电动机，按结构有防护式和封闭式 两种；按启动转矩大小分为一般启动转矩 和高启动转矩两种；按转子构造可分为鼠 笼型和绕线型两种鼠笼型异步电动机具 有结构简单、运行可靠、效率较高、价格 较低等优点但也有启动电流较大等缺点 因水泵轻载启动，一般能满足要求绕 线型异步电动机启动电流小，发热量少， 但价格较高一）电动机类型选择(4-2)(1)灌、排泵站单机容量小于100kW时，因 启动转矩、转差率与其他性能上没有特殊 要求，通常用Y系列防护式鼠笼型异步电动 机(Y系列是J、JO系列的替代产品)，它具 有效率高、启动转矩大、噪音较小、防护 性能良好等优点一）电动机类型选择(4-3)(2)单机容量。