泵与泵站(第1章、第2章1-3节).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,泵与泵站,1,课 程 简 介,本课程是环境工程专业的专业基础课程之一，是学习专业课和从事本专业的工程设计、科研、和工作必备的理论基础。,本课程的任务与目的是使学生通过本课程的学习：,掌握常用泵的基本构造、工作原理和主要性能及应用；,掌握水泵装置系统运行工况的图解法和数解法计算原理、水泵机组的调节运行与节能原理；,能够合理的进行水泵的选型；,能够完成泵站的机组选择、管道布置、辅助设施的选择与敷设，具有泵站的初步设计能力。,2,目录,第一章 绪论,第二章 叶片式水泵,第三章 其它水泵,第四章 给水泵站,第五章 排水泵站,3,第一章 绪 论,1.1,泵与泵站的作用和地位,1.2,泵的定义及分类,4,1.1,泵与泵站的作用和地位,应用领域广泛,:,采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门。,城市给排水系统工艺基本流程,取水,净水,输水,至用水点,泵房,泵房,排出污水,泵房,泵房,入江,入田,5,污水提升泵,污泥泵,回流活性污泥泵,污水处理厂,6,建筑物的给水、排水,水景喷水,7,从用能耗角度看泵与泵站的重要地位,城市供水中,95%98%,是用来维持水泵的运转,;,一般城镇水厂中制水成本的,40%70%,是水泵消耗的电费,;,全国水泵机组的电能消耗的占全国总电耗的,21%,；,火电厂中各类泵和风机总耗电约占整个厂用电量的,70%80%,。,在提倡节能减排的今天，提高泵的效率，合理运行和管理，可以达到良好的节能效果，从而大大降低其运行成本。,8,发展趋势,大型化、大容量化,(,特别是取水水泵和排水水泵,),高扬程、高转速,(,单级扬程已经达到,1000m,）,系列化、通用化和标准化,(,按照通用标准,),泵站运行管理的发展趋势,节能，高效,低噪化,自动化、信息化、智能化,9,SLOW900-900,单级双吸离心,泵是专门为深圳自来水厂开,发的大型泵。该泵泵体重,6.3,吨，泵盖重,2.5,吨，泵的,总高度,2.8m,。,10,某排涝站厂房内的,3,台斜置轴流大型水泵,11,1.2,泵的定义及分类,泵的定义,泵是输送和提升液体的机器。它是一种转换能量的机械，它通过工作体的运动，把外加的能量传给被抽送的液体，使其能量增加。,电能（化学能）机械能 动能或势能,12,泵的分类（按,作用原理,分）,类别,作用原理,代表泵,叶片式泵,装有叶片的叶轮高速旋转,离心泵,、,轴流泵,、,混流泵,容积式泵,工作室容积的改变,往复泵,（往复运动改变容积）,转子泵,（旋转运动改变容积）,其他类型泵,以上,2,种以外的,螺旋泵,（螺旋推进原理）,射流泵,（高速液流或气流）,水锤泵,水轮泵,气升泵,13,IS,型单吸离心泵,叶轮出水径向流,离心泵：利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的,离心力,工作,14,S,型双吸离心泵,15,16,17,离心泵（多级）,TSWA,型卧式多级泵,DL,型立式多级泵,装有多个叶轮，每个叶轮只有一个进口,18,轴流泵,:,利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的,升力,工作,叶轮出水轴向流,19,混流泵,:,利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的,离心力和升力,的双重作用来工作的泵。,叶轮出水斜向流,20,叶片式水泵图,21,活塞式往复泵,泵缸,活塞、活塞杆,排出口,吸入口,原理：,活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。,22,转子泵,结构图,LQ,系列转子泵,利用转子做周期性的回转运动来工作的泵。,23,螺旋泵,24,射流泵,工作原理,G,型螺杆泵,利用射流的附带效应来工作的泵,25,总型谱图,各类泵的应用范围很不相同，将不同泵的流量和扬程对应的绘制在同一个图中制成总型谱图。,根据总型谱图，可以看出各类水泵的工作范围和工作特点，在选择泵时，可以参照总型谱图，来初步确定选择泵的类型。,26,应用范围最广，流量可达,8,1000m,3,/h,，扬程在,10,1100m,泵,离,心,混流泵,轴流泵,扬程范围为,11m,以下，适用范围偏于大流量、低扬程,往复泵,流量范围为,100m,3,/h,以下，适用范围偏于小流量、高扬程,旋涡泵,根据总型谱图可以确定各种泵的特点,在城市,排水,时，城市污水、雨水泵站的特点是大流量，低扬程，扬程一般为,2m12 m,，流量可以超过,10000m,3,/h,，一般采用轴流泵。,在城市,供水,中，一般水厂扬程,20m100 m,，要求高扬程水泵，单泵的流量在,50 10000m,3,/h,，离心泵最合适。,27,第二章 叶片式水泵,2.1,离心泵的工作原理与基本构造,2.2,离心泵的主要零件,2.3,叶片泵的基本性能参数,2.4,离心泵的基本方程式,2.5,离心泵装置的总扬程,2.6,离心泵的特性曲线,2.7,离心泵装置定速运行工况,2.8,离心泵装置调速运行工况,2.9,离心泵装置换轮运行工况,2.10,离心泵并联及串联运行工况,2.11,离心泵吸水性能,2.12,离心泵机组的使用及维护,2.13,轴流泵及混流泵,2.14,给水排水工程中常用的叶片泵,28,2.1,离心泵的工作原理与基本构造,2.1.1,两个例子,(1),在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞出，旋转的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如图所示。,29,(2),当一个敞口圆筒绕中心轴做等角速旋转时，圆筒内的水面呈抛物线上升的旋转凹面，而且圆筒半径越大，转得越快，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。,30,2.1.2,离心泵的工作原理,泵座,泵壳,泵轴,叶轮,吸,水,管,压水管,灌水漏斗,www.yzj.cc/images/centrifugal-pumps-yl.swf,离心泵基本构造和抽水简图,31,单级单吸卧式离心泵,1-,叶轮,；,2-,泵轴,；,3-,键；,4-,泵壳；,5-,泵座；,6-,灌水孔；,7-,放水孔，,8-,接真空表孔，,9,-,接压力表孔，,10,-,泄水孔，,11,-,填料盒,；,12,-,减漏环,；,13,-,轴承座,；,14,-,压盖调节螺栓；,15,-,传动轮,2.2,离心泵的主要零件,32,33,1,、叶轮,l,前盖板；,2,后盖板；,3,叶片；,4,叶槽；,5,吸水口；,6,轮毂；,7,泵轴,1,吸入口；,2,轮盖；,3,叶片,4,轮毂；,5,轴孔,单吸式、双吸式,34,2,、泵轴,3,、泵壳：,常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件。,4,、泵座：,泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。,泵轴是用来旋转泵叶轮的，常用材料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。,泵键,35,5,、,轴封装置：泵轴与泵壳间,(1),填料密封,压盖填料型填料盒,1,轴封套；,2,填料；,3,水封管；,4,水封环；,5,压盖,36,(2),机械密封,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,1-,弹簧座；,2-,弹簧；,3-,传动销；,4-,动环密封圈；,5-,动环；,6-,静环；,7-,静环密封圈；,8-,防转销；,9-,压盖,机械密封的基本元件和工作原理,旋转部分,固定部分,37,6,、减漏环,(,承磨环,),叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动连接，容易发生水的回流。,1,、泵壳；,2,、镶在泵壳上的减漏环；,3,、叶轮；,4,、镶在叶轮上的减漏环,减漏环,减漏环,38,7,、轴承座,ZHZ,滑动轴承,滚动轴承,39,8,、联轴器,ZML,膜片及连轴器,40,9,、轴向力平衡措施,平衡孔,1,排出压力；,2,加装的减漏环,3,平衡孔；,4,泵壳上的减漏环,41,总 结,了解泵在各行业的用途,掌握泵的分类：叶片式泵、容积式泵、其他类型泵,理解离心泵的工作原理,熟悉离心泵的主要零件,42,2.3,叶片泵的基本性能参数,水泵的,6,个性能参数：,1,、流量（抽水量）,水泵在单位时间内所输送的液体数量。用字母,Q,表示，常用的体积流量单位是,m,3,h,或,L,s,。常用的重量流量单位是,t,h,。,43,2,、扬程,(,总扬程,),水泵对单位重量,(1kg),液体所作功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。用字母,H,表示，其单位常折算成被送液体的液柱高度,(m),；工程中用国际压力单位帕斯卡,(Pa),表示。,H=E,2,-E,1,44,3,、轴功率,泵轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以,N,表示。原动机为电力拖动时，轴功率单位以,kw,表示。,有效功率,单位时间内流过水泵的液体从水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率为,45,4,、效率,水泵的有效功率与轴功率之比值，以,表示。,离心泵在输送液体过程中，不可能将外界能量全部传给液体，有能量损失。离心泵的能量损失主要有以下三个方面,容积损失：因泄露造成的损失。,机械损失：离心泵部件相互之间产生的摩擦力和其他局部阻力损失。,水力损失：因粘性液体流经叶轮通道和蜗壳而产生的摩擦阻力，以及因改变流速方向时引起的环流和冲击而产生的局部阻力损失。,泵的电耗：,t,：运行时间,h,1,：水泵的效率,2,：电动机的效率,46,例：某水厂取水泵站，供水量,Q,8.64,10,4,m,3,d,，扬程,H=30m,；水泵及电机的效率均为,80,，则该泵站工作,10h,其电耗值为多少？,47,5,、转速,水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母,n,表示常用单位为,r,min,。,在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示,(,次,min),u,48,6,、允许吸上真空高度,(H,s,),及气蚀余量,(H,sv,),允许吸上真空高度,(H,s,),指水泵在标准状况下,(,即水温为,20,、表面压力为,1atm),运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度,(,即水泵吸入口的最大,真空度,),。单位为,mH,2,0,。水泵厂一般常用,Hs,来反映离心泵的吸水性能。,气蚀余量,(H,sv,),指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能。单位为,mH,2,0,。气蚀余量在水泵样本中也有以,h,来表示的。,水温,（）,0,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,饱和蒸汽压力（,mH,2,O,）,0.06,0.09,0.12,0.24,0.43,0.75,1.25,2.02,3.17,4.82,7.14,10.33,水的饱和蒸汽压与水温的关系,49,水泵种类,型号举例,型号说明,备注,离心泵,单级单吸离心泵,IS100-65-200,IS-,单级单吸离心泵,100-,吸入口直径，,mm,65-,排出口直径，,mm,200-,叶轮直径，,mm,IS,：国际标准,单级双吸离心泵,S500-59A,S-,单级双吸离心泵,500-,吸入口直径，,mm,59-,水泵扬程,A,第一次切削,12Sh-28A,12,-,吸入口直径，,in,Sh,单级双吸卧式离心泵,28-,比转速的,1,10,A,第一次切削,50,例题,1,：,离心泵性能测定的装置如题图所示。泵的转速为,2900r/min,。以,20,水为介质测得泵的流量为,36m,3,/h,，泵的出口压强表的读数为,0.15MPa,，泵入口处真空表的读数为,0.025MPa,，轴功率为,2.45kW,。若压强表和真空表两测压口间的垂直距离为,0.5m,，泵的吸入管路和排出管路直径相同，试求该泵在输送的条件下的扬程和效率。,51,解：（,1,）泵的压头以真空表和压强表所在的截面为,1-1,面和,2-2,面，列出以单位重量为计算基准的柏努利方程式：,其中,u,1,=u,2,故泵的扬程为：,（,2,）泵的效率,52,填空,1,、叶片式泵对液体的压送是靠,而完成的。,2,、容积式泵对液体的压送是靠,而完成的。,3,、螺旋式泵对液体的压送是靠,而完成的。,4,、根据叶轮出水的水流方向可将叶片式泵分,为,、,和,。其中离心泵的叶轮出水水流方向为,；轴流泵为,；混流泵为,。,5,、叶轮按其盖板情况可分为,、,和,。,6,、单吸式离心泵中填料盒作用,。双吸式离心泵中填料盒作用为,。,7,、轴与壳之间的间隙处设置密封装置，称为,。,8,、,10Sh-13A,10,意义,、,Sh,意义,、,13,意义,、,A,意义,。,9,、,IS100-80-125A,IS,意义,、,100,意义,、,80,意义,、,125,意义,、,A,意义,。,10,、,S150-78A,S,意义,、,150,意义,、,78,意义,、,A,意义,。,53,选择,1,、水泵按其作用和工作原理可分为,()(A),叶片式水泵、容积式水泵、其他水泵,(B),大流量水泵、中流量水泵、小流量水泵,(C),高压水泵、中压水泵、低压水泵,(D),给水泵、污水泵、其他液体泵大类,2,、水泵是输送和提升液体的机器，是转换能量的机械，它把原动机的机械能转换为被输送液体的能量，使液体获得,(),。,(A),压力和速度,(B),动能和势能,(C),流动方向的变化,(D),静扬程,3,、离心泵的工作原理就是利用,(),，使液体获得动能和势能。,(A),叶轮旋转,(B),叶片的转动速度,(C),叶片转动甩水,(D),离心力甩水,4,、离心泵按叶轮,(),分为单吸泵和双吸泵,(A),叶片弯度方式,(B),进水方式,(C),前后盖板不同,(D),旋转速度,54,5,、轴流泵是根据机翼的原理，利用叶轮旋转时产生对液体的,(),来输送液体的。,(A),动力,(B),作用力,(C),旋转力,(D),升力,6,、水泵的泵壳铭牌上简明列出了水泵在设计转速下运转，,(),时的流量、扬程、轴功率及允许吸上真空高度或气蚀余量值。,(A),转速为最高,(B),流量为最大,(C),扬程为最高,(D),效率为最高,7,、混流泵是利用叶轮旋转时产生的,(),双重作用来工作的。,(A),速度与压力变化,(B),作用力与反作用力,(C),离心力和升力,(D),流动速度和流动方向的变化,8,、混流泵按结构形式分为,(),两种。,(A),立式与卧式,(B),正向进水与侧向进水,(C),全调节与半调节,(D),蜗壳式和导叶式,55,9,、封闭式叶轮是具有两个盖板的叶轮，如单吸式、双吸式叶轮，叶轮中叶片一般有,(A)2,4,片,(B)4,6,片,(C)6,8,片，多的可至,12,片,(D)13,16,片,10,、离心泵泵轴的要求：应有足够的,(),，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。,(A),光滑度和长度,(B),抗扭强度和足够的刚度,(C),机械强度和耐磨性,(D),抗腐蚀性,11,、叶轮与泵壳内壁接缝处的装置为,(),。,(A),压盖填料装置,(,填料盒,)(B),减漏装置,(C),承磨装置,(D),润滑装置,12,、泵壳的材料选择应考虑：介质对过流部分的,(),，使泵壳具有作为耐压容器的足够机械强度。,(A),流动不稳,(B),水流速度太快,(C),腐蚀和磨损,(D),压力不稳定,56,13,、泵轴与泵壳之间的装置为,()(A),压盖填料装置,(,填料盒,)(B),减漏装置,(C),承磨装置,(D),润滑装置,14,、单吸式离心泵由于叶轮缺乏对称性，工作时叶轮两侧作用压力不相等，因此，在水泵叶轮上作用有一个推向吸入口的轴向力,P,。这种轴向力特别对于多级式的单级离心泵来讲，数值相当大，必须用专门的,(),解决。,(A),轴向固定装置,(B),叶轮固定装置,(C),轴向力平衡装置,(D),控制压力稳定装置,15,、叶片泵的基本性能参数允许吸上真空高度,(Hs),，是指水泵在标准状况下,(,即水温为,20c,，表面压力为一个标准大气压,),运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度，它反应,(),。,(A),离心泵的吸水性能,(B),离心泵的吸水管路大小,(C),离心泵的进水口位置,(D),离心泵叶轮的进水口性能,问答：水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？,57,计算：一离心泵装置，转速,n,=1450r/min,，运行扬程,H,=25m,，流量,Q,=180m,3,/h,，轴功率,N,=14.67kW,，试求：水泵的有效功率；水泵效率,。,1,、叶片的高速旋转,2,、泵体工作室容积的改变,3,、螺旋推进原理提高液体位能,4,、径向流、轴向流、斜向流、径向流、轴向流、斜向流,5,、封闭式、敞开式、半开式,6,、防漏水、防进气,7,、轴封,8,、泵吸水口直径、单级双吸、比转数的,1/10,、叶轮切削,9,、单级单吸、进口直径、出口直径、叶轮直径、叶轮切削,10,、单级双吸、进口直径、扬程、叶轮切削。,1-5,：,ABDBD,，,6-10,：,DCDCB,，,11-15,：,BCACA,58,