泵的設(shè)計選型基本要素

(一)泵的主要性能參數(shù)

泵的性能參數(shù)主要有流量和揚程，此外還有軸功率、效率、轉(zhuǎn)速和必需汽蝕裕量等。

1. 流量是指單位時間內(nèi)通過泵出口輸出的液體量,一般采用體積流量或質(zhì)量流量。泵在單位時間內(nèi)，實際輸送液體的體積稱為泵的流量。

通常用字母Q 表示。單位是：m3/h、L/s。

水泵的流量，即出水量，一般不宜選得過大，否則，增加購買水泵的費用；流量大，功率大，還會增加線路、電器控制方面的費用。應(yīng)具體問題具體分析。

2.揚程是指單位重量液體流經(jīng)泵以后能量的增加值，即液體在泵出口和進口的水壓之差,通常用字母 H 表示。單位是：m。標準用：Pa、hpa、KPa、MPa。另外還有：mmhg、 kgf/cm2。所謂揚程是指所需要的總揚程，而不是提水高度，這一點對選擇水泵尤為重要。水泵揚程大約為提水高度的1.15～1.20倍。如:某水源到用水處的垂直高度20米，其所需揚程大約為23～24米。選擇水泵時應(yīng)使水泵樣本(銘牌)上的揚程最好與所需揚程接近，這樣的情況下，水泵的效率最高，使用會更經(jīng)濟。但并不一定要求絕對相等，“般偏差只要不超過20%，泵都能在較節(jié)能的情況下工作。

3.進口壓力Ps 和出口壓力Pd ，進、出口壓力指泵進出口管法蘭處的壓力，進出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。

4.溫度T 指泵的進口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過程中泵進口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。

5.裝置汽蝕余量NPSHa，也稱有效汽蝕余量。

6.操作狀態(tài)：分連續(xù)操作和間歇操作兩種。

7.泵的性能曲線

通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為泵的性能曲線或特性曲線，實質(zhì)上，泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式，通過實測求得。特性曲線包括：流量-揚程曲線（Q - H ），流量-效率曲線（Q - η），流量-功率曲線（ Q-N ）,流量-汽蝕余量曲線（Q -（ NPSH ）r ），性能曲線的作用是泵任意的流量點，都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程、功率、效率和汽蝕余量值，這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài)，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設(shè)計工況點。

(二)輸送介質(zhì)的物理化學性能

輸送介質(zhì)的物理化學性能直接影響泵的性能、材料和構(gòu)造，是選型時需要考慮的重要因素。介質(zhì)的物理化學性能包括：介質(zhì)名稱、介質(zhì)特性(如腐蝕性、耐腐蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、比重、密度、粘度,汽化壓力等。必要時還應(yīng)列出介質(zhì)中的氣體含量，說明介質(zhì)是否易結(jié)晶。

(三)現(xiàn)場條件

1、現(xiàn)場條件包括泵的安裝位置（室內(nèi)、室外），環(huán)境溫度，相對濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險區(qū)域的劃分等級條件。危險區(qū)域包括：易燃、易爆、易毒、高溫、高空等特殊場合。

2、其它因素：選型時要考慮場地條件的限制、工程造價、安裝高度等，從而決定采用何種結(jié)構(gòu)形式的泵型，如臥式泵、立式泵、液下泵、自吸泵等。

泵的選型原則

泵的選型就是根據(jù)泵的工作環(huán)境、條件，泵正常運行必需的性能參數(shù)，以及被輸送介質(zhì)的物理、化學性質(zhì)全面地考慮泵裝置系統(tǒng)中泵的技術(shù)性能指標、泵材質(zhì)選用、電動機的匹配、密封的可靠性及節(jié)能、使用維護等綜合經(jīng)濟指標的要求，在定型的泵產(chǎn)品中選擇出最合適的泵類型與型號規(guī)格。

合理選泵的原則，還要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標，使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說，有以下幾個方面:

1. 必須滿足使用流量和揚程、壓力、溫度、汽蝕余量、吸程等工藝參數(shù)的要求，即要求泵的運行工況點（裝置特性曲線與泵的性能曲線的交點）經(jīng)常保持在高效區(qū)間運行，這樣既省動力又不易損壞機件。

2.所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價便宜，又要具有良好的特性和較高的效率；投資少，運行、維護費用低。是技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，成熟可靠的產(chǎn)品，并具有較高的靈活性，既能夠滿足運行方式的需要。

3.具有良好的抗汽蝕性能，這樣既能減小泵房的開挖深度，又不使水泵發(fā)生汽蝕，運行平穩(wěn)、壽命長，可靠性高、噪聲低、振動小。

4.綜合考慮到初始采購費、運轉(zhuǎn)費、維修費和管理費的總成本最低。

5.必須滿足介質(zhì)特性的要求。

①對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵。

②對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求過流部件采用耐腐蝕性材料。A、過流零部件和軸封等應(yīng)符合被輸送液體的腐蝕性（pH 值）要求；B、腐蝕性較強的液體過流部件應(yīng)選用非金屬材料制造，如：氟塑料、陶瓷、玻璃鋼、石墨等；C、一般情況下，金屬泵耐磨、耐壓、耐高溫的性能優(yōu)于非金屬泵，而非金屬泵的耐腐蝕性能優(yōu)于金屬泵。

③對輸送腐蝕性液體含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求過流部應(yīng)選用既耐腐蝕又耐磨的金屬耐腐蝕材料制造,如高硅鑄鐵、雙相不銹鋼、鎳鉻合金、特種合金鋼等。必要時軸封應(yīng)采用清潔液體沖洗。

④根據(jù)被輸送液體中所含固定顆粒的大小、含量的比例來選擇不同的過流部件。A 、輸送的液體中含固體顆粒較大、較多時，可選擇無堵塞設(shè)計的過流部件泵，如旋流泵、單通道葉輪泵；B、根據(jù)被輸送液體中所含的固體物的硬度、含量及腐蝕性來選擇過流部件的材料。

⑤對有毒性、易燃、易爆、有異味的液體，貴重介質(zhì)，無菌輸送、真空輸送等應(yīng)符合不允許泄露的原則，要求泵的密封部分安全可靠或選擇屏蔽泵、磁力泵、隔膜泵等。

⑥含有長纖維類液體：A、過流部件采用帶撕裂、切割的結(jié)構(gòu)，確保葉輪不被長纖維纏繞；B、選用無堵塞的通道式、開式或單葉片葉輪；C、考慮配用電動機的機械特性（過載能力等）。

⑦高溫、高壓類液體：過流部件選用耐高溫、高壓材質(zhì)，可依次選球鐵、鑄鋼、鉻鋼制作。 A、考慮過流部件高溫高壓下的機械強度等性能的要求和熱膨脹的情況； B、選擇耐高溫、高壓的軸封及冷卻裝置。

當泵的介質(zhì)特性確定后，就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來選擇具體泵的系列、結(jié)構(gòu)形式和制作材料。

6.必須滿足現(xiàn)場環(huán)境的安裝要求：

①對安裝在由腐蝕性氣體存在場合的泵，要求采取防大氣腐蝕的措施。

②對安裝在室外環(huán)境溫度低于-20℃以下的泵，要求考慮泵的冷脆現(xiàn)象，采用耐低溫材料，結(jié)構(gòu)型式選用筒形雙殼體離心泵。

③環(huán)境噪聲：對泵有低噪聲的要求，要考慮選用滑動軸承結(jié)構(gòu)和水力的低噪聲設(shè)計，并配用低噪聲的電動機。

④相對濕度：在濕度高的環(huán)境使用，應(yīng)考慮泵采取防銹措施；還得考慮配用電動機的防護和絕緣等級。

⑤電網(wǎng)條件：容量是否足夠；電網(wǎng)的頻率情況(國內(nèi)50Hz、國外60Hz以及變頻使用情況)；電源的交、直流；電網(wǎng)電壓三相（380V）、單相（220V），還是異電壓（包括660V以上高電壓）、電源電壓變化的范圍；電源與泵使用地點的距離（長距離電纜輸送）的電壓降。

⑥對于一年檢修一次的泵，泵的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期一般不應(yīng)小于8000小時，應(yīng)符合GB5656-2008（ISO5199）或ANSIB73.1M標準。石油、石化、化工等行業(yè)要求三年檢修一次的泵，應(yīng)符合API610(第十版)標準規(guī)定，連續(xù)運轉(zhuǎn)至少為3年。

⑦對安裝在爆炸區(qū)域的泵，應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級,采用相應(yīng)等級的防爆電機。

⑧對有特殊要求的使用場合，如真空輸送、高溫高壓輸送、低溫輸送等均應(yīng)選擇特殊泵類。

7.確定泵型號和制作廠時，應(yīng)綜合考慮泵的性能、效率質(zhì)量、能耗、可靠性、安裝維修及價格和制造規(guī)范等因素。選具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點的泵。當所有參數(shù)都符合選型標準有兩種以上規(guī)格時，要以綜合指標高的為最終選定的型號。具體可以比較以下參數(shù)：效率高者為優(yōu)，重量輕者為優(yōu)，價格低者為優(yōu)。

8.除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵

①、有計量要求時，選用計量泵。

②、揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復(fù)泵；如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。

③、揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。

④、介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵(齒輪泵、螺桿泵)。

③、介質(zhì)含氣量大于5%，流量較小且粘度小于37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。

⑥、對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。

⑦、如圖示：