水泵是一种面大量广的通用型机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。据统计，我国泵产量达525.6万台。泵的电能消耗占全国电能消耗的21%以上。因此大力降低泵有能源消耗，对节约能源具用十分重大的意义。近年来，我们泵行业设计研制了许多高效节能产品，如IHF、CQB、FSB、UHB等型号的泵类产品，对降低泵的能源消耗起了积极作用。
1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。
2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。
3、介质温度：（℃）
4、所需要的流量一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。
5、压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。
6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。
如果需要的话还应作出装置特性曲线。在设计布置管道时，应注意如下事项：
1、合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。
2、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。
3、管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍，角度尽可能大于90℃。
4、泵的排出侧必须装设阀门（球阀或截止阀等）和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止泵反转，并使泵避免水锤的打击。（当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏）
1、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。
2、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。对于ns>100的大流量低其不意扬程泵，流量余量取5%，对ns<50的小流量高扬和泵，流量余量取10%，50≤ns≤100的泵，流量余量也取5%，对质量低劣和运行条件恶劣的泵，流量余量应取10%。
3、如果基本数据只给重量流量，应换算成体积流量。
1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。
2、机械方面可靠性高、噪声低、振动小
3、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。
4、自吸 离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。 因此除以下情况外，应尽可能选用自吸离心泵：
有计量要求时，选用计量泵
扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程自吸离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。
介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、螺杆泵）
介质含气量75%，流量较小且粘度小于37。4mm2/s时，可选用旋涡泵。
对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式自吸离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。
泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等
1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。 如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1。1倍作为最大流量。
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
4、 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
5、 操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
通过对中央空调系统工程中因循环水泵扬程选择不当，导致工程失败事例的分析，强调合理选择循环水泵扬程的重要性，并提出了一些选择的方法，对中央空调设计有参考价值。
1、问题的提出
在中央空调系统中，循环水泵夏季输送冷冻水，冬季输送热水至空调末端装置。工程设计应按照空调系统水流量和系统阻力选择性能良好的水泵。有关暖通空调设计手册都有详细设计计算方法。问题在于实际工程设计时，某些工程师未按照计算方法进行设计计算，而是凭经验想当然，对系统以及某些空调设备、配件等新产品缺乏认真研究，结果导致所选择的水泵不能满足要求，或者造成运行费用增加，甚至水泵不能正常工作，这不得不引起空调设计者的高度重视。
空调系统水流量的大小由负荷及供回水温差确定，系统阻力通过水力计算求得。按流量和阻力选择的水泵，运行时应处于高效区，其工作点为水泵性能曲线和管路特性曲线的交点。而工程中选择的水泵常常出现两种不正常情况。
1) 设计时比较保守，水系统实际流速取值较低，估算系统阻力较大，导致选水泵时扬程加大，使所选择的循环水泵扬程比设计流量下的系统阻力大得多。
流量QA是系统设计流量，在此流量下水泵扬程为HB即可。实际选择的水泵扬程为HS。为了保证QA，则要改变管路特性，即通过关小水泵进出口的阀门，使管路特性曲线由Ⅰ变为Ⅱ。显然，ΔP=HB-HA完全通过阀门节流， 这是非常不经济的，也是工程中需避免出现的情况，如果冬季运行采用同一套泵工作，由于流量变小，节流更严重，就更不经济，甚至造成水泵工作点不稳定［2］。
2) 设计过于自信，对空调系统阻力估算偏小，所选泵扬程小于设计流量下系统阻力。
3、工程实例
例1：甲工程为一单体高层建筑，建筑高度29m，泵房设在主楼地下室。 设计选用进口开利离心式冷冻机一台，制冷量为1163 kW，配用2台循环水泵，1用1备。
刚开始调试运动时，发现水泵电机电流过大， 离心泵出水管振动厉害，且有异常声音。 水泵扬程仅为0。28MPa，电机电流I=115A。 分析原因，为分集水器压差仅为0。13MPa，所选水泵扬程偏大。此时水泵工作点为低扬程大流量，电机严重超载［3］；水泵气蚀严重，管路抖动厉害，声音异常；关小水泵和冷冻机蒸发器进、出口阀门，保证蒸发器进出口要求的压差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢复正常工作。 水泵扬程为0。48MPa，分集水器压差为0。10MPa，蒸发器压差为0。1MPa，系统阻力并不大，而水泵大部分压头完全消耗在关小的阀门上。
解决办法：更换一台低扬程水泵，测试数据如表2(新泵)。对比表2数据，电机电流由82A降为40A，其运行经济性不言而喻。
例2：乙工程为一区域空调，制冷加热站集中向多幢建筑物供冷、供热。设计2907kW冷冻机2台，循环水泵3台，2用1备。 系统调试时开一台冷冻机，一台循环水泵。几分钟后，水泵出水管振动厉害且伴有异常声音，冷冻机不能启动，故障显示冷冻水循环水量不够。检查系统阀门已全部打开，水过滤器全部清洗干净，系统排气较彻底。铭牌参数：Q为500m3。h-1， H为0。475MPa，N为90kW;测试数据：蒸发器进出口压差0。02MPa， 水泵进出口压差0。14 MPa，集水器压力0。27MPa，分水器压力0。40 MPa。据该水泵性能曲线，当扬程H=0。14MPa时，在系统阀门全开情况下，流量Q应大于500m3。h-1才对，而此时水流指示器自锁，显示流量不足。由此可见，水泵工作异常。事实上，如此大的系统，水泵扬程H=0。14MPa也是不可能的。 最终查明原因有二：① 水泵入口安装了进口刷式水过滤器，过滤器网孔太小，导致水泵入口阻力太大，产生严重气蚀，水泵性能变差; ② 泵的流量和扬程都非常小， 系统阻力较大。将刷式过滤器滤网拆下运行，分、集水器压差达0。45MPa，水泵扬程为0。52MPa。如两台泵同时运行，循环流量增大，系统阻力还要增大。显然水泵不能保证系统正常运行。
解决方法：更换水过滤器滤网；对系统重新进行水力计算，更换水泵。这既造成了较大的经济损失，又影响了空调系统正常运行，教训是深刻的。
4、结论
1) 空调系统循环水泵的选取并不难，但要引起设计人员足够的重视，经验要与理论计算相结合。
2) 对水泵扬程的选取不能认为越大越保险，而要重视运行的经济性。
3) 目前空调产品更新换代较快，选用时要十分慎重，对其性能要认真研究。 |
