【正文】 滿足供水安全、可靠，水泵工作效率高、運(yùn)行電費(fèi)省、以及維修管理方便和節(jié)省基建投資的要求，同時(shí)還要考慮發(fā)展的需要。但是各方面的要求往往是有矛盾的，只能做到相對的合理，因此選擇水泵的型號和臺數(shù)時(shí)，應(yīng)該通過方案比較來確定。一、選擇水泵的基本數(shù)據(jù)要選擇水泵必須有兩個(gè)基本的數(shù)據(jù)，即流量 Q和揚(yáng)程 H，流量是指泵站送出的總流量，由生產(chǎn)中最高時(shí)流量確定，其單位用 /時(shí)或升/秒表示；揚(yáng)程是指這3米個(gè)流量下的總揚(yáng)程，其單位用米水柱表示。揚(yáng)程計(jì)算公式如下： srh??式中： ——水泵的揚(yáng)水地形高度（米水柱）rH ——站外壓水管路的水頭損失（米水柱）h ——吸水管中及泵站內(nèi)的壓水管的水頭損失（米水柱）s在設(shè)計(jì)中， 是已知的， 是可以計(jì)算出來的，而 ，因?yàn)樗蒙形催x好，也rrhsh沒有進(jìn)行泵站內(nèi)的管路布置，所以這部分是未知的，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)，一般采用 2—5米水拄損失。這樣根據(jù)上式即可得到水泵的近似揚(yáng)程。二、選擇水泵必須考慮的幾個(gè)問題在滿足流量和揚(yáng)程的情況下，根據(jù)用水量的變化，確定水泵的臺數(shù)；水泵的工作點(diǎn)在高效范圍內(nèi)運(yùn)行；在滿足流量的條件下，盡量選擇大型水泵，一般水泵越大效率越高；最好選用同一型號的水泵，既便于安裝，又簡化維修管理措施；要考慮一定數(shù)量的備用泵。三、水泵臺數(shù)的確定從適應(yīng)流量變化的觀點(diǎn)出發(fā)，水泵臺數(shù)越多，則適應(yīng)性越強(qiáng)，安全性越大，但效率越低，泵站面積也越大，操作管理復(fù)雜。因此一般來說，當(dāng)流量變化小，水泵臺數(shù) 2—4臺，流量變化大，水泵臺數(shù) 3—6臺，并要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況選畢業(yè)設(shè)計(jì)：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)42擇水泵的裝機(jī)數(shù)量。除運(yùn)行泵外，還要考慮備用泵，通常備用泵 1—2 臺。四、水泵選擇步驟水泵選擇一般分為兩步：1. 近似法選泵（粗選）根據(jù)近似計(jì)算所得揚(yáng)程 H（因泵站內(nèi)的水頭損失三是估計(jì)的） ，及已知的總流量Q，以及確定的工作水泵的臺數(shù) n，則可選出合適型號的水泵。2. 精確法選泵（精選）根據(jù)近似法選定的水泵型號和數(shù)目，進(jìn)行水泵機(jī)組的布置與管道的布置，精確算出泵站內(nèi)管道的水頭損失。作出水泵的特性曲線、水泵并聯(lián)運(yùn)行的合成特性曲線和管路特性曲線，得出水泵的工作點(diǎn)及工作區(qū)間，及檢查所選的水泵是否合適。如果不滿足流量和揚(yáng)程的要求，則必須另行選泵；如果超過要求很多時(shí)，則要考慮重新選泵。對于大型泵站可以進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案。方案一：下面說明設(shè)計(jì)所選泵的選泵步驟：（1） 確定水泵的基本數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算：確定設(shè)計(jì)流量為 Q= 升/秒 確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程為 H=+6= 米（2） 確定水泵的臺數(shù)根據(jù)計(jì)算知流量變化小，所以選用兩臺同型號工作泵，另選一臺同型號的備用泵。（3） 近似法選泵采用兩臺工作泵，每臺泵的流量 Q=，揚(yáng)程 H=米。查參考書目 1 第 586 頁表 ，選用 型分段式多級離心泵，其150?DA性能如下：流量 50 升/秒Q揚(yáng)程 米H新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系43轉(zhuǎn)速 2950 轉(zhuǎn)/分n泵軸功率 千瓦N電動機(jī)功率 55 千瓦效率 %?允許吸上真空高度 6 米H方案二：下面說明設(shè)計(jì)所選泵的選泵步驟：（1）確定水泵的基本數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算：確定設(shè)計(jì)流量為 Q= 升/秒確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程為 H=+6= 米（2）確定水泵的臺數(shù)根據(jù)計(jì)算知流量變化小，所以選用兩臺同型號工作泵，另選一臺同型號的備用泵。（3）近似法選泵采用兩臺工作泵，每臺泵的流量 Q=，揚(yáng)程 H=米。查參考書目 1 第 586 頁表 ，選用 型分段式四級離心泵，其150?DA性能如下：流量 50 升/秒Q揚(yáng)程 米H轉(zhuǎn)速 2950 轉(zhuǎn)/分n泵軸功率 千瓦N電動機(jī)功率 75 千瓦效率 %?允許吸上真空高度 6 米H方案比較：由計(jì)算結(jié)果可知，方案一和方案二都能夠滿足供水要求。但，方案一要改建管網(wǎng)，耗資較大；方案二泵水揚(yáng)程大，流量一定的情況下，電機(jī)功率要大、耗能多。畢業(yè)設(shè)計(jì)：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)44第六章 泵組系統(tǒng)設(shè)計(jì)水泵裝置1. 水泵裝置宜設(shè)計(jì)成自動控制運(yùn)行方式，間接抽水時(shí)水泵應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成自灌式（特別是消防水泵） ，在不可能或不合理時(shí)才設(shè)計(jì)成吸上式。當(dāng)泵中心線高出吸水井或蓄水池水位時(shí)，均需設(shè)置吸水位置，以保證水泵的正常啟動。常用的吸水裝置設(shè)有底閥、引水筒和水上式底閥等。2. 每臺水泵宜設(shè)單獨(dú)的吸水管（特別是消防水泵） ，尤其是吸上式水泵，若共用吸水管，運(yùn)行時(shí)可能影響其它水泵啟動，如水泵設(shè)計(jì)成自灌式或水泵直接從室外管網(wǎng)抽水時(shí)，吸水管上必須裝設(shè)閥門。吸水管設(shè)計(jì)流速，一般采用—。3. 每臺水泵出水管上應(yīng)裝設(shè)閥門、止回閥和壓力表。消防水泵的出水管應(yīng)不少于兩條，與環(huán)狀管網(wǎng)相連，并應(yīng)裝設(shè)試驗(yàn)和檢查用的放水閥門。出水管設(shè)計(jì)流速，一般采用 —。4. 當(dāng)水泵直接從室外給水管網(wǎng)抽水時(shí)，應(yīng)在吸水管上裝設(shè)閥門、止回閥和壓力表，并應(yīng)繞水泵設(shè)置裝有閥門的旁通管。5. 室外給水管網(wǎng)允許直接抽水時(shí)，水泵（特別是消防水泵）宜直接從室外管網(wǎng)吸水。應(yīng)保證室外給水管網(wǎng)壓力不得低于 100kPa（從室外地面算起） 。6. 吸上式水泵的吸水管應(yīng)有向水泵不斷上升且大于 的坡度，如吸水管水平段變徑時(shí)，偏心異徑管的安裝要求管頂平，以免存氣。出水管可能滯留空氣的管段上方應(yīng)設(shè)排氣閥。7. 水泵備用泵設(shè)置應(yīng)視建筑物的重要性、對供水安全性要求和水泵裝置運(yùn)行可靠性等因素確定。一般高層建筑、大型民用建筑、建筑小區(qū)和其它較大型的給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)一臺備用泵。備用泵的容量應(yīng)于最大一臺水泵相同。生產(chǎn)水泵的備用量應(yīng)按工藝要求確定。水泵布置1. 在建筑物內(nèi)布置水泵，應(yīng)設(shè)置在遠(yuǎn)離要求安靜房間（如病房、臥室、教室、客房等）在水泵的基礎(chǔ)、吸水管和出水管上應(yīng)設(shè)有隔振減噪裝置（消防水泵除外） 。新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系452. 水泵機(jī)組布置應(yīng)符合下列要求，參見圖 61：（1） 電機(jī)容量小于及等于 20KW 或水泵吸水口直徑小于及等于 100mm 時(shí)，機(jī)組的一側(cè)與墻面之間可不留通道；三臺相同機(jī)組可設(shè)在同一基礎(chǔ)上，彼此不留通道；機(jī)組基礎(chǔ)側(cè)邊之間和距墻面應(yīng)有不小于 的通道。（2） 不留通道的機(jī)組突出部分與墻壁之間的凈距及相鄰兩個(gè)機(jī)組的突出部分間的凈距不得小于 ，以便安裝維修。（3） 水泵機(jī)組的基礎(chǔ)端邊之間和至墻面的距離不得小于 。電機(jī)端邊至墻的距離還應(yīng)保證能抽出電機(jī)轉(zhuǎn)子。（4） 水泵基礎(chǔ)高出地面一般為 —。（5） 電機(jī)容量在 22—55KW 時(shí)，水泵機(jī)組基礎(chǔ)間凈距不得小于 ；電機(jī)容量大于 55KW 時(shí)，凈距不得小于 。3. 泵房主要人行通道寬度不得小于 ，配電盤前通道寬度，低壓不得小于 ，高壓不得小于 。4. 水泵基礎(chǔ)尺寸，若水泵樣本上未給定時(shí)，可以根據(jù)水泵重量及其震動等因素計(jì)算確定，一般亦可采用下列數(shù)據(jù)：（1） 基礎(chǔ)平面尺寸應(yīng)較水泵機(jī)座每邊寬出 10—15cm。（2） 基礎(chǔ)深度根據(jù)機(jī)座底腳螺栓直徑的 25—30 倍采取，但不得小于。畢業(yè)設(shè)計(jì)：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)46蓄 水 池1泵 2泵 3泵蓄 水 容 器進(jìn) 水 管 供 水 管 壓 力 傳 感 器閘 閥止 回 閥 底 閥 控制柜閘 閥止 回 閥 閘 閥止 回 閥注 水 管圖 61 泵房布置原理圖蓄水池設(shè)置的要點(diǎn)：1. 生活蓄水池位置應(yīng)遠(yuǎn)離糞池、廁所、廚房等衛(wèi)生環(huán)境不良的房間，防止生活飲用水被污染，其溢流口底標(biāo)高應(yīng)高出室外地坪 100mm，保持足夠的空氣隔斷，保證在任何情況下污水不能通過入孔、溢流管等流入池內(nèi)。2. 蓄水池進(jìn)水管和出水管應(yīng)布置在相對位置，以便池內(nèi)蓄水經(jīng)常流動，防止滯留和死角，以防池水腐化變質(zhì)。3. 蓄水池一般應(yīng)分為兩格，并能獨(dú)立工作或分別瀉空，以便清洗與檢修。消防水池容積如超過 500 立方米應(yīng)分成兩個(gè)。4. 噴泉水池、水景鏡池和游泳池在保證常年蓄水條件下，可兼作消防蓄備用水池。5. 室內(nèi)蓄水池蓄水包括室外消防水量時(shí)，應(yīng)在室外設(shè)有供消防車取用的吸水口。6. 消防用水與生活用水合用一個(gè)蓄水池又無溢流墻時(shí)，其生活或生產(chǎn)水泵吸水管在消防水位面上應(yīng)設(shè)小孔，以確保消防用水不被動用。7. 蓄水池溢水管口徑應(yīng)比進(jìn)水管大一號。8. 蓄水池應(yīng)設(shè)通氣管，通氣管口應(yīng)用網(wǎng)罩蓋住，通氣管設(shè)置高度距覆蓋層上不小于 ，通氣管直徑為 200mm。新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系479. 蓄水池應(yīng)設(shè)水位指示器，將水位反映到泵房和操縱室。墻墻小孔 5～10?消防水位接至生活（生產(chǎn)）水泵吸水管圖 62 消防貯水不被動用措施舉例第七章 無塔恒壓供水變頻調(diào)速第一節(jié) 概述隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)，人民生活正趨向于高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量和現(xiàn)代化。在居民生活用水、工業(yè)用水、各類自來水廠、油田、油庫、鍋爐定壓供熱和恒壓補(bǔ)水、噴淋及消防等供水系統(tǒng)中，由于高層建筑越來越多，采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓增壓設(shè)備，不但占地面積和設(shè)備投資大、維護(hù)維修困難，且不能滿足高層建筑、工業(yè)、消防等高水壓、大流量的快速供水需求。另一方面，供水量是隨機(jī)變化的，采用傳統(tǒng)方法，難以保證供水的實(shí)時(shí)性，且能量浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善，變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)，變頻調(diào)速無塔上水器很好地克服了傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，成為一種比較完善的供水系統(tǒng)。為了更清楚地了解無塔上水器的結(jié)構(gòu)和性能，我們先來會回憶一下傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)，然后再來討論無塔上水器的結(jié)構(gòu)。一、傳統(tǒng)的供水方法，稱為重力供水。供水壓力比例恒定，且有貯水。但它是由位置高度形成的壓力來進(jìn)行供水的，為此，需要建造水塔或?qū)⑺渲糜诮ㄖ锏奈蓓斏稀＜词谷绱耍诖笮徒ㄖ羞€常常不能滿足最不利供水點(diǎn)的供水要求，難于滿足不斷增加的用水需求。同時(shí)由于在畢業(yè)設(shè)計(jì)：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)48屋頂形成很大的負(fù)重，增加了結(jié)構(gòu)面積，也妨礙美觀。此外，屋頂水箱必須高出水面幾米，建筑方面較難處理，而且投資周期長。 氣體給水系統(tǒng)不在屋頂上設(shè)置水箱，也不用單獨(dú)建筑水塔，僅在地下室或某些空曠之處加壓送到管網(wǎng)中去。其優(yōu)點(diǎn)是靈活性大，建設(shè)快，少受污染，不妨礙美觀，有利于擴(kuò)展與消除管道中的水錘與噪聲，且可以通過改變壓力罐的壓力來滿足不斷增加的供水需求。缺點(diǎn)是需要使用罐，其體積和投資大，壓力變化大，運(yùn)行效率低，還需要使用張力膜或設(shè)置空氣壓縮機(jī)充氣。因此，電能消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高。二、無塔上水供水系統(tǒng)的組成 無塔上水器由電動機(jī)泵組和變頻調(diào)速系統(tǒng)組成，如圖 71 所示。電動機(jī)泵組多由數(shù)臺泵并聯(lián)而成，由變頻器或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況自動調(diào)節(jié)和切換。PLC圖 71 無塔供水自動控制系統(tǒng)原理圖（1）系統(tǒng)可根據(jù)供水系統(tǒng)出口水壓和流量來控制變頻器電動機(jī)泵組的速度，以保證按需供水。（2）無塔上水系統(tǒng)不需要水塔、高位水箱和氣罐，設(shè)備簡單、控制實(shí)時(shí)性好，且能滿足不斷增加的供水需求。（3）當(dāng)建筑高度增加時(shí)，無塔上水器只需改變水壓設(shè)定值和修正流量參數(shù)就能滿足需要，而無需改變供水系統(tǒng)，使設(shè)備投資大為節(jié)省。供水壓力給 定壓力傳感器壓力調(diào)節(jié)器 變頻調(diào)速器工頻電網(wǎng)保護(hù)、報(bào)警控制切換機(jī)構(gòu) 電動機(jī)泵組供水管網(wǎng)供水流量放大器Comment [.7]: 公式見參考書目 4第111頁公式（317）新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系49（4）能根據(jù)系統(tǒng)出口水壓和流量判別供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，使系統(tǒng)運(yùn)行在最合理狀態(tài)，達(dá)到節(jié)電的目的。第二節(jié) 無塔上水器對拖動系統(tǒng)的要求無塔上水器是采用變頻調(diào)速來控制管道供水的系統(tǒng)，其工作狀況必然與水泵和管道特性有關(guān)。水泵的工作狀況主要是通過轉(zhuǎn)速、流量、揚(yáng)程和效率來表示的。一、泵水系統(tǒng)的工作特性 裝置的揚(yáng)程 與管路的流量 Q的關(guān)系 ＝f(Q),稱cHcH為管路的阻力特性。其表達(dá)式為 （71）239。zckP????式中， 為裝置揚(yáng)程； 為泵水水位高度； 為水池的吸入壓力； 為水池cH39。 P的壓出壓力；γ 為阻力系數(shù)， k 為常數(shù)。由式 71得到的管路特性，如圖 72中之曲線 1所示。如果關(guān)小管路內(nèi)的閥門，增大了管路的阻力，則阻力特性曲線將變?yōu)槿缜€ 2所示。 圖 72 在泵的軸功率一定的情況下，揚(yáng)程 H和流量 Q之間的關(guān)系 ，稱為揚(yáng)程特性，如圖 73中之曲線 1所示。如果降低泵的轉(zhuǎn)速，??QfH?則揚(yáng)程特性將變?yōu)榍€ 2所示。圖 73Comment [.8]: 公式見參考書目 4第112頁公式（318）畢業(yè)設(shè)計(jì)：無塔恒壓自動供水系統(tǒng)503. 供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)與功率供水系統(tǒng)的工作過程是水泵克服管路阻力而供水的過程。如圖 312所示，曲線 1是管路的阻力特性：曲線 2是泵的揚(yáng)程特性。則：兩者的交點(diǎn) A就是供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)。泵的軸功率 P可由下式求得： ??KWQHpc310?????式中， 為液體的密度 ；Q 為流量 ；H 為全揚(yáng)程； 為傳動/mkgs/3c?裝置的效率； 為泵的效率。p可見，軸功率與揚(yáng)程 H和流量 Q的乘積成正比。因此，其大小與圖 74中之陰影部分成正比。O AHA12A圖 74