第六章水泵选型和配套 水泵是泵站中的主要设备，是确保灌排工程正常、高效、经济、 安全运行的关键所在。同时，水泵又是配套动力、辅助设备选型和 泵站枢纽建筑物设计的主要依据。通过本章学习，能够根据所给资 料独立完成水泵选型、动力机和辅助设备选型配套的有关问题。 第一节水泵选型 第二节动力机选型 第三节机组传动方式与传动设备 第四节辅助设备及其选择
第六章 水泵选型和配套 水泵是泵站中的主要设备，是确保灌排工程正常、高效、经济、 安全运行的关键所在。同时，水泵又是配套动力、辅助设备选型和 泵站枢纽建筑物设计的主要依据。通过本章学习，能够根据所给资 料独立完成水泵选型、动力机和辅助设备选型配套的有关问题。 第一节 水泵选型 第二节 动力机选型 第三节 机组传动方式与传动设备 第四节 辅助设备及其选择
第一节水泵选型 水泵的选型与配套，关键在于合理地选择水泵。水 泵选型的基本依据是根据泵站特征扬程、设计流量及其 变化规律，确定水泵类型、型号和台数。 一、水泵选型原则 二、水泵选型方法和步骤 三、水泵选型中应注意的问题 (一)水泵类型的选择 (二)水泵结构型式的选择 (三)水泵台数的确定 ●●●
一、水泵选型原则 二、水泵选型方法和步骤 三、水泵选型中应注意的问题 （一）水泵类型的选择 （二）水泵结构型式的选择 （三）水泵台数的确定 第一节 水泵选型 水泵的选型与配套，关键在于合理地选择水泵。水 泵选型的基本依据是根据泵站特征扬程、设计流量及其 变化规律，确定水泵类型、型号和台数
第一节水泵选型 一、水泵选型原则 (1)满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期供排水的要 求。 (2)水泵在长期运行中，多年平均扬程下泵站效率高，运行 费用低；在最高及最低扬程时，水泵应能安全稳定运行，不 离开水泵的高效区工作范围。在设计标准的各种工况下，水 泵机组不出现汽蚀、振动和超载等现象。 (3)优先选用系列化、标准化，以及更新换代产品。选用性 能良好、高效区宽广、与泵站扬程、流量变化相适应的泵型。 当系列产品不能满足要求时，可按规定程序研发试制新产品。 (4)投资最小原则：按照选定的机组建站，设备投资和土建 投资最省。易于施工、运行、维修和管理。 (5)便于运行和管理。 6)尽量兼顾水利综合利用开发的特点。 ●●●
一、水泵选型原则 （1）满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期供排水的要 求。 （2）水泵在长期运行中，多年平均扬程下泵站效率高，运行 费用低；在最高及最低扬程时，水泵应能安全稳定运行，不 离开水泵的高效区工作范围。在设计标准的各种工况下，水 泵机组不出现汽蚀、振动和超载等现象。 （3）优先选用系列化、标准化，以及更新换代产品。选用性 能良好、高效区宽广、与泵站扬程、流量变化相适应的泵型。 当系列产品不能满足要求时，可按规定程序研发试制新产品。 （4）投资最小原则：按照选定的机组建站，设备投资和土建 投资最省。易于施工、运行、维修和管理。 （5）便于运行和管理。 （6）尽量兼顾水利综合利用开发的特点。 第一节 水泵选型
第一节水泵选型 二、水泵选型方法和步骤 (1)根据泵站设计扬程（或平均扬程），在水泵产品样 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。 (2)根据泵站设计流量和所选单泵流量，确定不同泵型 的水泵台数。 (3)根根初步选出的水泵，确定管径及管路的具体布置， 作出管路系统特性曲线。 (4)根据选型原则，对各种方案进行全面的技术经济比 较，选出其中最优泵型和台数。 (5)选配动力机和辅助设备，拟定泵房的结构型式和布 置方式等。 (6)按所选水泵型号及其配套设备的特点，按照经济技 术要求，合理核算建设成本和运行成本，最终确定合理泵 型及台数。 ●●步
二、水泵选型方法和步骤 （1）根据泵站设计扬程（或平均扬程），在水泵产品样 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。 （2）根据泵站设计流量和所选单泵流量 ，确定不同泵型 的水泵台数。 （3）根根初步选出的水泵，确定管径及管路的具体布置， 作出管路系统特性曲线。 （4）根据选型原则，对各种方案进行全面的技术经济比 较，选出其中最优泵型和台数。 （5）选配动力机和辅助设备，拟定泵房的结构型式和布 置方式等。 （6）按所选水泵型号及其配套设备的特点，按照经济技 术要求，合理核算建设成本和运行成本，最终确定合理泵 型及台数。 第一节 水泵选型
三、水泵选型中应注意的问题 （一)水泵类型的选择 水泵类型主要是根据扬程选择的，同时要考虑地区特点和泵站性质来 选择。选型时，需要注意以下几点。 1、灌溉或给水泵站扬程较高，多采用卧式或立式离心泵或混流泵， 井灌区采用井用潜水电泵或长轴深井泵。排水泵站扬程较低，多采用立 式或卧式轴流泵或混流泵。流量较小的低扬程泵站，为便于安装检修， 也有采用斜式轴流泵。需经常移动的水泵，为解决吸水问题，可以采用 自吸泵。 2、混流泵和轴流泵、离心泵的扬程有一部分是重叠的。当设计扬程 在混流泵与轴流泵都可使用的场合，要优先选用混流泵。因为混流泵的 高效率区比轴流泵宽；在流量变化时，轴功率变化较少，动力机经常在 额定功率附近运行，比较经济；适应流量范围广，在需要小流量的场合 可以连续运转：混流泵站的土建投资省，安装检修方便等。当设计扬程 在离心泵与混流泵都可使用的场合，若扬程变化较大，一般宜选用离心 泵。因为离心泵的高效率区比混流泵宽。 3、在扬程小于10m时，宜选用轴流泵；5~30m时，宜选用混流泵： 20~100m时，宜选用单级离心泵：大于100m时，可选用多级离心泵 或其他类型泵。 ●●●
三、水泵选型中应注意的问题 （一）水泵类型的选择 水泵类型主要是根据扬程选择的，同时要考虑地区特点和泵站性质来 选择。选型时，需要注意以下几点。 1、灌溉或给水泵站扬程较高，多采用卧式或立式离心泵或混流泵， 井灌区采用井用潜水电泵或长轴深井泵。排水泵站扬程较低，多采用立 式或卧式轴流泵或混流泵。流量较小的低扬程泵站，为便于安装检修， 也有采用斜式轴流泵。需经常移动的水泵，为解决吸水问题，可以采用 自吸泵。 2、混流泵和轴流泵、离心泵的扬程有一部分是重叠的。当设计扬程 在混流泵与轴流泵都可使用的场合，要优先选用混流泵。因为混流泵的 高效率区比轴流泵宽；在流量变化时，轴功率变化较少，动力机经常在 额定功率附近运行，比较经济；适应流量范围广，在需要小流量的场合 可以连续运转；混流泵站的土建投资省，安装检修方便等。当设计扬程 在离心泵与混流泵都可使用的场合，若扬程变化较大，一般宜选用离心 泵。因为离心泵的高效率区比混流泵宽。 3、在扬程小于10m时，宜选用轴流泵；5～30m时，宜选用混流泵； 20～100 m时，宜选用单级离心泵；大于100 m时，可选用多级离心泵 或其他类型泵
第一节水泵选型 (二)水泵结构型式的选择 水泵结构型式常用的有立式、卧式和斜式三种。 (1)卧式泵对安装精度的要求比立式泵低，且便于检修。但一般在 水泵启动前要进行排气充水；泵房平面尺寸相对较大，但荷载分布较均 匀，适用于地基承载力较低、水源水位变幅不大的泵站。 (2)立式泵的泵房平面尺寸相对较小，水泵叶轮淹没于水下，启动 方便；电动机安装在上层，便于通风、防潮。但泵房高度较大，对安装 精度要求较高，且检修麻烦，适用于水源水位变幅较大的泵站。 (3)斜式轴流泵安装、检修方便，可安装在岸边斜坡上，其叶轮淹 没于水下，便于启动，但轴承受力不均匀，大型泵的偏磨现象较严重。 总之，水泵结构型式选择，要综合考虑泵站的性质、水源水位变幅、 泵房的地基和适宜的开挖深度等条件，来确定采用何种类型的水泵。一 般情况下，同一泵站内的主要水泵应尽可能选用同一种类型。 意●步
水泵结构型式常用的有立式、卧式和斜式三种。 （1）卧式泵对安装精度的要求比立式泵低，且便于检修。但一般在 水泵启动前要进行排气充水；泵房平面尺寸相对较大，但荷载分布较均 匀，适用于地基承载力较低、水源水位变幅不大的泵站。 （2）立式泵的泵房平面尺寸相对较小，水泵叶轮淹没于水下，启动 方便；电动机安装在上层，便于通风、防潮。但泵房高度较大，对安装 精度要求较高，且检修麻烦，适用于水源水位变幅较大的泵站。 （3）斜式轴流泵安装、检修方便，可安装在岸边斜坡上，其叶轮淹 没于水下，便于启动，但轴承受力不均匀，大型泵的偏磨现象较严重。 总之，水泵结构型式选择，要综合考虑泵站的性质、水源水位变幅、 泵房的地基和适宜的开挖深度等条件，来确定采用何种类型的水泵。一 般情况下，同一泵站内的主要水泵应尽可能选用同一种类型。 （二）水泵结构型式的选择 第一节 水泵选型
第一节水泵选型 (三)水泵台数的确定 泵站中水泵的数量应满足泵站设计流量所需的水泵台数与备用水泵台 数之和。确定水泵台数时，应考虑以下几个问题。 (1)建设费和运行费。建设费包括机电设备费和土建工程费。机组台 数多少，对泵站建设费和运行管理费影响较大。水泵台数多，增大泵房平 面尺寸，从而增加泵站投资（包括设备费和基建费）。在同样流量情况下， 一般机组台数越少，其建设费和运行费越小。 (2)运行管理。水泵台数越少，在设备总容量一定的前提下，单机容 量越大，运行效率越高，需要的运行管理人员及维修费用等越少：一般讲 机组台数少，管理运行较为方便，且需要的运行管理人员也少。 (3)供（排）水的适应性和可靠性。机组台数越多，越容易适应不同时 期灌排流量的要求，减少运行中个别机组发生故障对灌排需求的影响，适 应性和可靠性越好：机组台数少，流量调节受到一定限制，一旦机组发生 故障，对全站的生产影响较大，供（排）水的适应性和可靠性比较差。K2 ●●● tp://tbzy.k12
（三）水泵台数的确定 泵站中水泵的数量应满足泵站设计流量所需的水泵台数与备用水泵台 数之和。确定水泵台数时，应考虑以下几个问题。 （1）建设费和运行费。建设费包括机电设备费和土建工程费。机组台 数多少，对泵站建设费和运行管理费影响较大。水泵台数多，增大泵房平 面尺寸，从而增加泵站投资(包括设备费和基建费)。在同样流量情况下， 一般机组台数越少，其建设费和运行费越小。 （2）运行管理。水泵台数越少，在设备总容量一定的前提下，单机容 量越大，运行效率越高，需要的运行管理人员及维修费用等越少；一般讲 机组台数少，管理运行较为方便，且需要的运行管理人员也少。 （3）供(排)水的适应性和可靠性。机组台数越多，越容易适应不同时 期灌排流量的要求，减少运行中个别机组发生故障对灌排需求的影响，适 应性和可靠性越好；机组台数少，流量调节受到一定限制，一旦机组发生 故障，对全站的生产影响较大，供(排)水的适应性和可靠性比较差。 第一节 水泵选型
(三)水泵台数的确定 (4)泵站性质。 对于灌溉泵站，当流量小于l3s时可选用两台；当流量在大于1m3s时 可选用不少于3台。 高扬程提灌的多级泵站：除根据流量要求确定主水泵的台数外，还需 考虑选配1~3台流量较小的小型调节机组，以适应各种流量工况下的正常 安全运行。 排水泵站因其设计流量及变化过程具有大而快的特点，因此应采用多 台数的方式，一般当流量小于4m3s,可用两台；当流量大于4m31s时，应 选用不少于3台。 灌排结合泵站，必须满足灌溉和排水的流量和扬程要求，宜采用多台 数的方案，其台数根据灌排流量的相对关系而定。 (5)联合运行。 并联运行的水泵，其设计扬程要接近，并联运行的台数不宜超过4台；串 联运行的水泵，其设计流量应接近，串联运行的台数不宜超过2台，并应 对第二级泵壳进行强度校核。 ●●e ttp://tozy.A12.com.c
（4）泵站性质。 对于灌溉泵站，当流量小于lm3 /s时可选用两台；当流量在大于1m3 /s时 可选用不少于3台。 高扬程提灌的多级泵站：除根据流量要求确定主水泵的台数外，还需 考虑选配1～3台流量较小的小型调节机组，以适应各种流量工况下的正常 安全运行。 排水泵站因其设计流量及变化过程具有大而快的特点，因此应采用多 台数的方式，一般当流量小于4m3 /s，可用两台；当流量大于4m3 /s时，应 选用不少于3台。 灌排结合泵站，必须满足灌溉和排水的流量和扬程要求，宜采用多台 数的方案，其台数根据灌排流量的相对关系而定。 （5）联合运行。 并联运行的水泵，其设计扬程要接近，并联运行的台数不宜超过4台；串 联运行的水泵，其设计流量应接近，串联运行的台数不宜超过2台，并应 对第二级泵壳进行强度校核。 （三）水泵台数的确定
(三)水泵台数的确定 (6)备用机组。 备用水泵的台数，应根据供水的重要性及年利用小时数确定，并满足 机组正常检修要求。 对于重要的城市供水泵站，工作泵3台及3台以下时，应设台备用泵； 多于3台时，宜设2台备用泵。 对于灌溉泵站，装机39台时，其中应有一台备用泵；多于9台时， 应有2台备用泵。 对于多泥沙水源或含腐蚀介质的工作环境的泵站，可适当增加备用泵 台数。 当排水流量较大，且所需水泵台数较多，能够满足加大流量的要求时， 般不另设备用水泵。年利用小时数很低的泵站，也可不设备用泵。 般水泵台数以3~9台为宜。流量变化幅度大的泵站，台数宜多：流 量比较稳定的泵站，台数宜少。 ●●● tozy.k12.com.cn
（6）备用机组。 备用水泵的台数，应根据供水的重要性及年利用小时数确定，并满足 机组正常检修要求。 对于重要的城市供水泵站，工作泵3台及3台以下时，应设l台备用泵； 多于3台时，宜设2台备用泵。 对于灌溉泵站，装机3～9台时，其中应有一台备用泵；多于9台时， 应有2台备用泵。 对于多泥沙水源或含腐蚀介质的工作环境的泵站，可适当增加备用泵 台数。 当排水流量较大，且所需水泵台数较多，能够满足加大流量的要求时， 一般不另设备用水泵。年利用小时数很低的泵站，也可不设备用泵。 一般水泵台数以3～9台为宜。流量变化幅度大的泵站，台数宜多；流 量比较稳定的泵站，台数宜少。 （三）水泵台数的确定
【例6一1】某提水灌区，泵站净扬程为21m,泵站流量为0.61s。 试初选泵型。 解1.平均扬程的计算在管路布置没有具体确定以前，管路损失扬程h 按15%H。估算，则H=H0+h=21+0.15×21=24,15(m) 2初选泵型因为平均扬程较高，宜选离心泵。查水泵产品样本，水泵 扬程符合泵站平均扬程的泵型有：250s-24、300s-19、350s-26及 500s-22等型号，四种泵型的台数计算如表6一1。 表6一1泵型台数的计算 型号 单泵流量 台数 (m3/s) 250S-24 0.13 5 300S-19 0.22 3 350S-26 0.35 2 500S22 0.56 1 根据选型原则和选型中应考虑的问题，初选350S一26型水泵2合冬 因为它的建设费和运行费可能最小，管理运行较方便，流量低于1m3s。 ●●●
【例6—1】某提水灌区，泵站净扬程为21m，泵站流量为0.6m3 /s。 试初选泵型。 解1.平均扬程的计算在管路布置没有具体确定以前，管路损失扬程 h损 按 15%H净 估算，则 H H h = + = + = 净 损 21 0.15 21 24.15 2.初选泵型因为平均扬程较高，宜选离心泵。查水泵产品样本，水泵 扬程符合泵站平均扬程的泵型有：250s-24、300s-19、350s-26及 500s-22等型号，四种泵型的台数计算如表6一1。 表6一1泵型台数的计算 型 号 单泵流量 （m3 /s） 台 数 250S—24 300S—19 350S—26 500S—22 0.13 0.22 0.35 0.56 5 3 2 1 根据选型原则和选型中应考虑的问题，初选350S—26型水泵2台。 因为它的建设费和运行费可能最小，管理运行较方便，流量低于1m3 /s 。 （m）