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如何正確選擇自吸離心泵
時(shí)間：2008/12/22 來(lái)源：浙江揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司
自吸離心泵是靠葉輪攪動(dòng)流體旋轉(zhuǎn)的離心力產(chǎn)生壓力，輸送流體。 在選用自吸離心泵時(shí)，要確定泵的用途和性能并選擇泵型。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始，那么以什么原則來(lái)選泵呢？依據(jù)又是什么？
一 、 泵選型原則
1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。
2、機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小
3、經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本低。
4、自吸離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。
因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用自吸離心泵：
有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵
揚(yáng)程要求很高，流量很小且無(wú)合適小流量高揚(yáng)程自吸離心泵可選用時(shí)，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。
揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。
介質(zhì)粘度較大（大于650~1000mm2/s）時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵（齒輪泵、螺桿泵）
介質(zhì)含氣量75%，流量較小且粘度小于37。4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。
對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式自吸離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(dòng)（電動(dòng)）隔膜泵。
二、泵的選型依據(jù)
泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個(gè)方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)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(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。 如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、小、大三種流量。選擇泵時(shí)，以大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有大流量時(shí)，通�？扇≌Ａ髁康�1。1倍作為大流量。
2、裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來(lái)選型。
3、液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，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(yáng)程，有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。
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，吸如側(cè)低液面，排出側(cè)高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長(zhǎng)度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系梳揚(yáng)程計(jì)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(duì)）、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。
三、中央空調(diào)循環(huán)水泵
通過(guò)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚(yáng)程選擇不當(dāng)，導(dǎo)致工程失敗事例的分析，強(qiáng)調(diào)合理選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的重要性，并提出了一些選擇的方法，對(duì)中央空調(diào)設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。
1、問(wèn)題的提出
在中央空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水泵夏季輸送冷凍水，冬季輸送熱水至空調(diào)末端裝置。工程設(shè)計(jì)應(yīng)按照空調(diào)系統(tǒng)水流量和系統(tǒng)阻力選擇性能良好的水泵。有關(guān)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)都有詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。問(wèn)題在于實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，某些工程師未按照計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，而是憑經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然，對(duì)系統(tǒng)以及某些空調(diào)設(shè)備、配件等新產(chǎn)品缺乏認(rèn)真研究，結(jié)果導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加，甚至水泵不能正常工作，這不得不引起空調(diào)設(shè)計(jì)者的高度重視。
2、理論分析
空調(diào)系統(tǒng)水流量的大小由負(fù)荷及供回水溫差確定，系統(tǒng)阻力通過(guò)水力計(jì)算求得。按流量和阻力選擇的水泵，運(yùn)行時(shí)應(yīng)處于高效區(qū)，其工作點(diǎn)為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。而工程中選擇的水泵常常出現(xiàn)兩種不正常情況。
1) 設(shè)計(jì)時(shí)比較保守，水系統(tǒng)實(shí)際流速取值較低，估算系統(tǒng)阻力較大，導(dǎo)致選水泵時(shí)揚(yáng)程加大，使所選擇的循環(huán)水泵揚(yáng)程比設(shè)計(jì)流量下的系統(tǒng)阻力大得多。
流量QA是系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，在此流量下水泵揚(yáng)程為HB即可。實(shí)際選擇的水泵揚(yáng)程為HS。為了保證QA，則要改變管路特性，即通過(guò)關(guān)小水泵進(jìn)出口的閥門，使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰�。顯然，ΔP=HB-HA完全通過(guò)閥門節(jié)流， 這是非常不經(jīng)濟(jì)的，也是工程中需避免出現(xiàn)的情況，如果冬季運(yùn)行采用同一套泵工作，由于流量變小，節(jié)流更嚴(yán)重，就更不經(jīng)濟(jì)，甚至造成水泵工作點(diǎn)不穩(wěn)定［2］。
2) 設(shè)計(jì)過(guò)于自信，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)阻力估算偏小，所選泵揚(yáng)程小于設(shè)計(jì)流量下系統(tǒng)阻力。
3、工程實(shí)例
例1：甲工程為一單體高層建筑，建筑高度29m，泵房設(shè)在主樓地下室。 設(shè)計(jì)選用進(jìn)口開利離心式冷凍機(jī)一臺(tái)，制冷量為1163 kW，配用2臺(tái)循環(huán)水泵，1用1備。
剛開始調(diào)試運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)水泵電機(jī)電流過(guò)大，水泵出水管振動(dòng)厲害，且有異常聲音。 水泵揚(yáng)程僅為0。28MPa，電機(jī)電流I=115A。 分析原因，為分集水器壓差僅為0。13MPa，所選水泵揚(yáng)程偏大。此時(shí)水泵工作點(diǎn)為低揚(yáng)程大流量，電機(jī)嚴(yán)重超載［3］；水泵氣蝕嚴(yán)重，管路抖動(dòng)厲害，聲音異常；關(guān)小水泵和冷凍機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥門，保證蒸發(fā)器進(jìn)出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢復(fù)正常工作。
水泵揚(yáng)程為0。48MPa，分集水器壓差為0。10MPa，蒸發(fā)器壓差為0。1MPa，系統(tǒng)阻力并不大，而水泵大部分壓頭完全消耗在關(guān)小的閥門上。
解決辦法：更換一臺(tái)低揚(yáng)程水泵，測(cè)試數(shù)據(jù)如表2(新泵)。對(duì)比表2數(shù)據(jù)，電機(jī)電流由82A降為40A，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不言而喻。
例2：乙工程為一區(qū)域空調(diào)，制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱。設(shè)計(jì)2907kW冷凍機(jī)2臺(tái)，循環(huán)水泵3臺(tái)，2用1備。 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)開一臺(tái)冷凍機(jī)，一臺(tái)循環(huán)水泵。幾分鐘后，水泵出水管振動(dòng)厲害且伴有異常聲音，冷凍機(jī)不能啟動(dòng)，故障顯示冷凍水循環(huán)水量不夠。檢查系統(tǒng)閥門已全部打開，水過(guò)濾器全部清洗干凈，系統(tǒng)排氣較徹底。銘牌參數(shù)：Q為500m3。h-1， H為0。475MPa，N為90kW;測(cè)試數(shù)據(jù)：蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差0。02MPa， 水泵進(jìn)出口壓差0。14 MPa，集水器壓力0。27MPa，分水器壓力0。40 MPa。據(jù)該水泵性能曲線，當(dāng)揚(yáng)程H=0。14MPa時(shí)，在系統(tǒng)閥門全開情況下，流量Q應(yīng)大于500m3。h-1才對(duì)，而此時(shí)水流指示器自鎖，顯示流量不足。由此可見，水泵工作異常。事實(shí)上，如此大的系統(tǒng)，水泵揚(yáng)程H=0。14MPa也是不可能的。 終查明原因有二：① 水泵入口安裝了進(jìn)口刷式水過(guò)濾器，過(guò)濾器網(wǎng)孔太小，導(dǎo)致水泵入口阻力太大，產(chǎn)生嚴(yán)重氣蝕，水泵性能變壞; ② 泵的流量和揚(yáng)程都非常小， 系統(tǒng)阻力較大。將刷式過(guò)濾器濾網(wǎng)拆下運(yùn)行，分、集水器壓差達(dá)0。45MPa，水泵揚(yáng)程為0。52MPa。如兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行，循環(huán)流量增大，系統(tǒng)阻力還要增大。顯然水泵不能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
解決方法：更換水過(guò)濾器濾網(wǎng)；對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行水力計(jì)算，更換水泵。這既造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，又影響了空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行，教訓(xùn)是深刻的。
4 結(jié)論
1) 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵的選取并不難，但要引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視，經(jīng)驗(yàn)要與理論計(jì)算相結(jié)合。
2) 對(duì)水泵揚(yáng)程的選取不能認(rèn)為越大越保險(xiǎn)，而要重視運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
3) 目前空調(diào)產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，選用時(shí)要十分慎重，對(duì)其性能要認(rèn)真研究
一 、 泵選型原則
1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。
2、機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小
3、經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本低。
4、自吸離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。
因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用自吸離心泵：
有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵
揚(yáng)程要求很高，流量很小且無(wú)合適小流量高揚(yáng)程自吸離心泵可選用時(shí)，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。
揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。
介質(zhì)粘度較大（大于650~1000mm2/s）時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵（齒輪泵、螺桿泵）
介質(zhì)含氣量75%，流量較小且粘度小于37。4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。
對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式自吸離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(dòng)（電動(dòng)）隔膜泵。
二、泵的選型依據(jù)
泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個(gè)方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)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(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。 如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、小、大三種流量。選擇泵時(shí)，以大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有大流量時(shí)，通�？扇≌Ａ髁康�1。1倍作為大流量。
2、裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來(lái)選型。
3、液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，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(yáng)程，有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。
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，吸如側(cè)低液面，排出側(cè)高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長(zhǎng)度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系梳揚(yáng)程計(jì)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(duì)）、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。
三、中央空調(diào)循環(huán)水泵
通過(guò)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚(yáng)程選擇不當(dāng)，導(dǎo)致工程失敗事例的分析，強(qiáng)調(diào)合理選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的重要性，并提出了一些選擇的方法，對(duì)中央空調(diào)設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。
1、問(wèn)題的提出
在中央空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水泵夏季輸送冷凍水，冬季輸送熱水至空調(diào)末端裝置。工程設(shè)計(jì)應(yīng)按照空調(diào)系統(tǒng)水流量和系統(tǒng)阻力選擇性能良好的水泵。有關(guān)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)都有詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。問(wèn)題在于實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，某些工程師未按照計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，而是憑經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然，對(duì)系統(tǒng)以及某些空調(diào)設(shè)備、配件等新產(chǎn)品缺乏認(rèn)真研究，結(jié)果導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加，甚至水泵不能正常工作，這不得不引起空調(diào)設(shè)計(jì)者的高度重視。
2、理論分析
空調(diào)系統(tǒng)水流量的大小由負(fù)荷及供回水溫差確定，系統(tǒng)阻力通過(guò)水力計(jì)算求得。按流量和阻力選擇的水泵，運(yùn)行時(shí)應(yīng)處于高效區(qū)，其工作點(diǎn)為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。而工程中選擇的水泵常常出現(xiàn)兩種不正常情況。
1) 設(shè)計(jì)時(shí)比較保守，水系統(tǒng)實(shí)際流速取值較低，估算系統(tǒng)阻力較大，導(dǎo)致選水泵時(shí)揚(yáng)程加大，使所選擇的循環(huán)水泵揚(yáng)程比設(shè)計(jì)流量下的系統(tǒng)阻力大得多。
流量QA是系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，在此流量下水泵揚(yáng)程為HB即可。實(shí)際選擇的水泵揚(yáng)程為HS。為了保證QA，則要改變管路特性，即通過(guò)關(guān)小水泵進(jìn)出口的閥門，使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰�。顯然，ΔP=HB-HA完全通過(guò)閥門節(jié)流， 這是非常不經(jīng)濟(jì)的，也是工程中需避免出現(xiàn)的情況，如果冬季運(yùn)行采用同一套泵工作，由于流量變小，節(jié)流更嚴(yán)重，就更不經(jīng)濟(jì)，甚至造成水泵工作點(diǎn)不穩(wěn)定［2］。
2) 設(shè)計(jì)過(guò)于自信，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)阻力估算偏小，所選泵揚(yáng)程小于設(shè)計(jì)流量下系統(tǒng)阻力。
3、工程實(shí)例
例1：甲工程為一單體高層建筑，建筑高度29m，泵房設(shè)在主樓地下室。 設(shè)計(jì)選用進(jìn)口開利離心式冷凍機(jī)一臺(tái)，制冷量為1163 kW，配用2臺(tái)循環(huán)水泵，1用1備。
剛開始調(diào)試運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)水泵電機(jī)電流過(guò)大，水泵出水管振動(dòng)厲害，且有異常聲音。 水泵揚(yáng)程僅為0。28MPa，電機(jī)電流I=115A。 分析原因，為分集水器壓差僅為0。13MPa，所選水泵揚(yáng)程偏大。此時(shí)水泵工作點(diǎn)為低揚(yáng)程大流量，電機(jī)嚴(yán)重超載［3］；水泵氣蝕嚴(yán)重，管路抖動(dòng)厲害，聲音異常；關(guān)小水泵和冷凍機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥門，保證蒸發(fā)器進(jìn)出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢復(fù)正常工作。
水泵揚(yáng)程為0。48MPa，分集水器壓差為0。10MPa，蒸發(fā)器壓差為0。1MPa，系統(tǒng)阻力并不大，而水泵大部分壓頭完全消耗在關(guān)小的閥門上。
解決辦法：更換一臺(tái)低揚(yáng)程水泵，測(cè)試數(shù)據(jù)如表2(新泵)。對(duì)比表2數(shù)據(jù)，電機(jī)電流由82A降為40A，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不言而喻。
例2：乙工程為一區(qū)域空調(diào)，制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱。設(shè)計(jì)2907kW冷凍機(jī)2臺(tái)，循環(huán)水泵3臺(tái)，2用1備。 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)開一臺(tái)冷凍機(jī)，一臺(tái)循環(huán)水泵。幾分鐘后，水泵出水管振動(dòng)厲害且伴有異常聲音，冷凍機(jī)不能啟動(dòng)，故障顯示冷凍水循環(huán)水量不夠。檢查系統(tǒng)閥門已全部打開，水過(guò)濾器全部清洗干凈，系統(tǒng)排氣較徹底。銘牌參數(shù)：Q為500m3。h-1， H為0。475MPa，N為90kW;測(cè)試數(shù)據(jù)：蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差0。02MPa， 水泵進(jìn)出口壓差0。14 MPa，集水器壓力0。27MPa，分水器壓力0。40 MPa。據(jù)該水泵性能曲線，當(dāng)揚(yáng)程H=0。14MPa時(shí)，在系統(tǒng)閥門全開情況下，流量Q應(yīng)大于500m3。h-1才對(duì)，而此時(shí)水流指示器自鎖，顯示流量不足。由此可見，水泵工作異常。事實(shí)上，如此大的系統(tǒng)，水泵揚(yáng)程H=0。14MPa也是不可能的。 終查明原因有二：① 水泵入口安裝了進(jìn)口刷式水過(guò)濾器，過(guò)濾器網(wǎng)孔太小，導(dǎo)致水泵入口阻力太大，產(chǎn)生嚴(yán)重氣蝕，水泵性能變壞; ② 泵的流量和揚(yáng)程都非常小， 系統(tǒng)阻力較大。將刷式過(guò)濾器濾網(wǎng)拆下運(yùn)行，分、集水器壓差達(dá)0。45MPa，水泵揚(yáng)程為0。52MPa。如兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行，循環(huán)流量增大，系統(tǒng)阻力還要增大。顯然水泵不能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
解決方法：更換水過(guò)濾器濾網(wǎng)；對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行水力計(jì)算，更換水泵。這既造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，又影響了空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行，教訓(xùn)是深刻的。
4 結(jié)論
1) 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵的選取并不難，但要引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視，經(jīng)驗(yàn)要與理論計(jì)算相結(jié)合。
2) 對(duì)水泵揚(yáng)程的選取不能認(rèn)為越大越保險(xiǎn)，而要重視運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
3) 目前空調(diào)產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，選用時(shí)要十分慎重，對(duì)其性能要認(rèn)真研究
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