旋涡式清水泵(暖通系统中水泵的基础知识与选型原则、经验)

本文来源：暖通南社

泵名词术语

1、泵――将原动机的机械能转换成流体能量的机器或机构称为泵。泵用来增加液体的位能、压能、动能（高速液流）。

2、流量――单位时间内流过某一断面的液体量（体积或质量）。用Q表示。单位是：m³/h、m³/s、l/min。

3、扬程――单位质量的液体由泵的入口被输送至出口能量的增值。用H表示。单位是：MPa、m。

4、转速――轴单位时间内的转数。用n表示。单位是：r/min。

5、配带功率――原动机的额定功率。用N表示。单位是：kW。

6、轴功率――原动机传到泵轴上的功率。用P表示。单位是：kW。

7、有效功率――又称输出功率，单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。用Pa表示。单位是：kW。

8、效率――有效功率和轴功率之比。用η表示。

9、汽蚀余量――泵吸入口处单位质量液体超出液体汽化压力的富裕能量（以米液柱表示）。用NPSH表示。单位是：m。

10、必须汽蚀余量――由泵厂根据试验确定的汽蚀余量（以米液柱计）。用NPSHr表示。单位是：m。泵汽蚀余量是由泵本身的特性决定的，是表示泵本身抗汽蚀性能的参数。欲提高泵本身的抗汽蚀性能，必须尽量降低汽蚀余量。

11、吸上真空高度――又称吸上真空度，从泵基准面算起的吸入口的真空度（以米液柱计）。用Hs表示。单位是：m。国内老式样本以吸上真空高度反映泵的汽蚀性能，现该指标已淘汰。Hs与NPSHr值的换算按下式：

NPSHr≈10—Hs

12、系列――泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵。如IS系列清水泵、IH系列化工泵、S系列中开泵等。

13、粘度－－粘度就是润滑液体的内摩擦阻力。粘度的单位有多种，分别介绍如下。

（1）动力粘度（绝对粘度）μ

在国际单位制中，如使相距1m、面积各为1m²的两层平行流体间产生速度为1m/s的相对移动时，所需施加的力为1N。则这种流体的动力粘度就叫1Pa•s（帕•秒）。1Pa•s＝1N•s /m²,一般常用为mPa。在CGS制中动力粘度单位是P（泊），常嫌P的单位过大而常采用cP（厘泊）。它和国际单位制单位间的关系是：1cP＝0.001Pa•s。

（2）运动粘度ν

通常粘度计所测量的不是动力粘度μ，而是μ/ρ，ρ是流体的密度，单位kg/m²或 g/cm²。这个比值称为运动粘度ν，即ν＝μ/ρ。运动粘度在国际单位制中是m²/s，在CGS制中是（St），1St＝1cm²/s，而实际常用的是厘斯（cSt），1 cSt＝1mm²/s ，1St＝100cSt。

（3）条件粘度η

除了μ和ν 以外，实践中还常遇到各种条件粘度，如恩氏粘度（oE）、赛氏粘度（SUS、赛氏秒）和雷氏粘度（RSS、雷氏秒）。我国常用的条件粘度有恩氏粘度和赛氏粘度。

泵分类

按工作原理和结构泵分类如下：

选泵原则和步骤

泵是一种应用非常广泛、品种繁多的通用机械，正确选择泵的类型和型号是十分重要的。这直接关系到泵能否达到系统设计要求、泵的可靠性和使用寿命、泵的购置成本和寿命周期内总成本等。现实中，由于选型不合理，许多泵处于不正常状态运行，造成能源浪费，维修成本增加，甚至根本不能正常使用。所以，泵的选型需要认真进行，反复比较不同方案的优劣，以保证泵的正常运行。以下是选泵的原则和步骤：

一、 选泵原则

1. 满足要求

所选泵的性能应满足工艺流程设计要求。

2. 选泵从简

优先选择结构简单的泵。因为结构简单的泵与结构复杂的泵相比，前者具有可靠性高、 维修方便、寿命周期内总成本低等优点。例如：单级泵和多级泵、叶片式泵和往复式泵。

3. 优选离心泵

离心泵具有转速高、体积小、重量轻、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，应尽可能选用离心泵：

（1） 有计量要求时，选用计量泵；

（2） 小流量高扬程时，选用旋涡泵、往复泵；

（3） 小流量高扬程，且要求流量（压力）无脉动时，选用旋涡泵；

（4） 大流量低扬程时，选用轴流泵、混流泵；

（5） 介质含气量75%，流量较小且粘度小于37.4mm²/s时，选用旋涡泵；

（6） 介质粘度较大（大于650~1000mm²/s）时，选用转子泵、往复泵（齿轮泵、螺杆泵）；

（7） 对启动频繁或灌泵不便的场合，选用有自吸性能的泵，如自吸离心泵、自吸旋涡泵、隔膜泵；

（8） 有特别需要时，选用其他泵，如：喷射泵、软管泵等。

4. 特殊要求

安装在爆炸区域或特殊场合的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机或其他有效措施。

二、 选泵步骤

1. 确认环境条件

包括环境温度、相对湿度、大气压力、空气腐蚀性、危险区域等级、防尘防水要求。

2. 确认操作条件

指液体吸入侧液面压力（绝对）、排出侧液面压力、间歇或连续工作、位置固定或移 动、安装维修方便性。

3. 确认介质性质

包括介质名称、温度、密度、粘度、饱和蒸汽压力、固体颗粒直径和含量、气体的含量、腐蚀性、挥发性、燃爆性、毒性。

4. 选定泵过流部件的材质

根据泵送介质的物理化学性质主要考虑以下几个方面：

（1） 介质的腐蚀性

泵过流部件的耐腐蚀性能满足使用要求即可，不可追求过高的耐腐蚀性能，否则，将大幅度增加泵的购置成本。

（2） 介质是否含固体颗粒

因为固体颗粒的硬度和含量直接关系到泵过流部件的耐用性。

（3） 介质的温度（压力）

介质的温度（压力）越高，泵过流部件的材质强度应越高。一般的，温度>250℃时，应选用铸钢件或钢件。

（4） 有卫生级或禁止污染要求的介质

选择相应的过流部件材质。另外，泵的结构应是便于清洗的。

5. 选定泵类型

参考本文“一、选泵原则”。

6. 选定泵性能参数

（1）计算法

A. 流量：

它直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。如工艺设计中能算出泵正常、最小、最大的三种流量。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，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

B. 扬程：

一般要用放大5%-10%余量后的扬程来选型。特别注意：离心泵流量、尤其是扬程的余量不宜过大，否则，泵工作时可能发生汽蚀，造成流量、扬程达不到要求。一旦出现这种情况，一般地，可采取切割叶轮外径或关小泵出口阀门的补救措施。

C. 功率：

一般地，泵配带功率形式及大小由生产厂选配，并在产品样本中标出。

D. 汽蚀余量

校核泵的装置汽蚀余量、必须汽蚀余量是否匹配。当不能满足时，应采取有效措施加以实现。

（2）类比法、试验法

当泵管路系统的阻力值不能准确计算时，可用类比法或试验法确定所需泵的流量、扬程等性能参数。

7. 选定泵安装型式

根据管路布置、安装场地选择卧式、直联、立式和其它型式（直角式、变角式、转角式、双联式、便拆式）。

8. 确定泵的台数和备用率

对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联合作：

（1）流量很大，一台泵达不到此流量。

（2）对于需要50%备用率的泵，可按两用一备，共三台配置。

（3）对某些大型泵，可选用70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一台泵仍然承担生产上70%的输送量。

（4）必须24小时连续运转的泵，应运转一台，备用一台，维修一台，共三台。必要时，可由泵提供商协助选择。