供水设备中水泵类型如何选择

水泵怎样选型

一、水泵选型列出基本数据：

1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。

2、介质中所含固体的颗粒直径、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)。

7、泵的材质与密封形式

8、根据流量、扬程选择泵的合适使用范围与结构

9、根据安装场所选择泵的形式(立式、卧式、传动形式)

10、根据动力源供应，选择驱动动力

11、根据用途选择泵的结构(清水泵、污水泵等)

二、水泵选型之流量扬程、流量的确定：

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的大流量低扬程泵，流量余量取5%，对ns<50的小流量高扬程泵，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。

(一)泵的主要性能参数

泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、效率、转速和必需汽蚀裕量等。

1. 流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量或质量流量。泵在单位时间内，实际输送液体的体积称为泵的流量。

通常用字母Q 表示。单位是：m/h、L/s。

水泵的流量，即出水量，一般不宜选得过大，否则，增加购买水泵的费用；流量大，功率大，还会增加线路、电器控制方面的费用。应具体问题具体分析。

2.扬程是指单位重量液体流经泵以后能量的增加值，即液体在泵出口和进口的水压之差,通常用字母 H 表示。单位是：m。标准用：Pa、hpa、KPa、MPa。另外还有：mmhg、 kgf/cm。所谓扬程是指所需要的总扬程，而不是提水高度，这一点对选择水泵尤为重要。水泵扬程大约为提水高度的1.15～1.20倍。如:某水源到用水处的垂直高度20米，其所需扬程大约为23～24米。选择水泵时应使水泵样本(铭牌)上的扬程最好与所需扬程接近，这样的情况下，水泵的效率最高，使用会更经济。但并不一定要求绝对相等，“般偏差只要不超过20%，泵都能在较节能的情况下工作。

3.进口压力Ps 和出口压力Pd ，进、出口压力指泵进出口管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。

4.温度T 指泵的进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。

5.装置汽蚀余量NPSHa，也称有效汽蚀余量。

6.操作状态：分连续操作和间歇操作两种。

7.泵的性能曲线

通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为泵的性能曲线或特性曲线，实质上，泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q - H ），流量-效率曲线（Q - η），流量-功率曲线（ Q-N ）,流量-汽蚀余量曲线（Q -（ NPSH ）r ），性能曲线的作用是泵任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程、功率、效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。

(二)输送介质的物理化学性能

输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和构造，是选型时需要考虑的重要因素。介质的物理化学性能包括：介质名称、介质特性(如腐蚀性、耐腐蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、比重、密度、粘度,汽化压力等。必要时还应列出介质中的气体含量，说明介质是否易结晶。

(三)现场条件

1、现场条件包括泵的安装位置（室内、室外），环境温度，相对湿度，大气压力，大气腐蚀状况及危险区域的划分等级条件。危险区域包括：易燃、易爆、易毒、高温、高空等特殊场合。

2、其它因素：选型时要考虑场地条件的限制、工程造价、安装高度等，从而决定采用何种结构形式的泵型，如卧式泵、立式泵、液下泵、自吸泵等。

泵的选型原则

泵的选型就是根据泵的工作环境、条件，泵正常运行必需的性能参数，以及被输送介质的物理、化学性质全面地考虑泵装置系统中泵的技术性能指标、泵材质选用、电动机的匹配、密封的可靠性及节能、使用维护等综合经济指标的要求，在定型的泵产品中选择出最合适的泵类型与型号规格。

合理选泵的原则，还要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面:

1. 必须满足使用流量和扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺参数的要求，即要求泵的运行工况点（装置特性曲线与泵的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。

2.所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率；投资少，运行、维护费用低。是技术先进，经济合理，成熟可靠的产品，并具有较高的灵活性，即能够满足运行方式的需要。

3.具有良好的抗汽蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生汽蚀，运行平稳、寿命长，可靠性高、噪声低、振动小。

4.综合考虑到初始采购费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。

5.必须满足介质特性的要求。

①对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵。

②对输送腐蚀性介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀性材料。A、过流零部件和轴封等应符合被输送液体的腐蚀性（pH 值）要求；B、腐蚀性较强的液体过流部件应选用非金属材料制造，如：氟塑料、陶瓷、玻璃钢、石墨等；C、一般情况下，金属泵耐磨、耐压、耐高温的性能优于非金属泵，而非金属泵的耐腐蚀性能优于金属泵。

③对输送腐蚀性液体含固体颗粒介质的泵，要求过流部应选用既耐腐蚀又耐磨的金属耐腐蚀材料制造,如高硅铸铁、双相不锈钢、镍铬合金、特种合金钢等。必要时轴封应采用清洁液体冲洗。

④根据被输送液体中所含固定颗粒的大小、含量的比例来选择不同的过流部件。A 、输送的液体中含固体颗粒较大、较多时，可选择无堵塞设计的过流部件泵，如旋流泵、单通道叶轮泵；B、根据被输送液体中所含的固体物的硬度、含量及腐蚀性来选择过流部件的材料。

⑤对有毒性、易燃、易爆、有异味的液体，贵重介质，无菌输送、真空输送等应符合不允许泄露的原则，要求泵的密封部分安全可靠或选择屏蔽泵、磁力泵、隔膜泵等。

⑥含有长纤维类液体：A、过流部件采用带撕裂、切割的结构，确保叶轮不被长纤维缠绕；B、选用无堵塞的通道式、开式或单叶片叶轮；C、考虑配用电动机的机械特性（过载能力等）。

⑦高温、高压类液体：过流部件选用耐高温、高压材质，可依次选球铁、铸钢、铬钢制作。 A、考虑过流部件高温高压下的机械强度等性能的要求和热膨胀的情况； B、选择耐高温、高压的轴封及冷却装置。

当泵的介质特性确定后，就可以根据工艺参数和介质特性来选择具体泵的系列、结构形式和制作材料。

6.必须满足现场环境的安装要求：

①对安装在由腐蚀性气体存在场合的泵，要求采取防大气腐蚀的措施。

②对安装在室外环境温度低于-20℃以下的泵，要求考虑泵的冷脆现象，采用耐低温材料，结构型式选用筒形双壳体离心泵。

③环境噪声：对泵有低噪声的要求，要考虑选用滑动轴承结构和水力的低噪声设计，并配用低噪声的电动机。

④相对湿度：在湿度高的环境使用，应考虑泵采取防锈措施；还得考虑配用电动机的防护和绝缘等级。

⑤电网条件：容量是否足够；电网的频率情况(国内50Hz、国外60Hz以及变频使用情况)；电源的交、直流；电网电压三相（380V）、单相（220V），还是异电压（包括660V以上高电压）、电源电压变化的范围；电源与泵使用地点的距离（长距离电缆输送）的电压降。

⑥对于一年检修一次的泵，泵的连续运转周期一般不应小于8000小时，应符合GB5656-2008（ISO5199）或ANSIB73.1M标准。石油、石化、化工等行业要求三年检修一次的泵，应符合API610(第十版)标准规定，连续运转至少为3年。

⑦对安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级,采用相应等级的防爆电机。

⑧对有特殊要求的使用场合，如真空输送、高温高压输送、低温输送等均应选择特殊泵类。

7.确定泵型号和制作厂时，应综合考虑泵的性能、效率质量、能耗、可靠性、安装维修及价格和制造规范等因素。选具有转速高、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的泵。当所有参数都符合选型标准有两种以上规格时，要以综合指标高的为最终选定的型号。具体可以比较以下参数：效率高者为优，重量轻者为优，价格低者为优。

8.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、扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵；如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。

③、扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。

④、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)。

③、介质含气量大于5%，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。

⑥、对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵,如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵。

引言

水泵是污水处理工程中必不可少的设备之一，其作用是将相对高程较低的污水提升至后续相对高程较高的处理单元，为污水处理的顺利进行提供足够的动力。水泵选型是否正确对整个系统的稳定性，投资和运行的经济性、运行效果的合理性都有着重大的影响。

1 影响水泵选型的因素

1.1 水泵安装现场的环境

通常在污水处理中所采用的水泵分为两种，一种安装于污水外，称为离心泵即干式泵，另一种直接安装在污水中，称为潜水泵。两种泵各有其优缺点，需根据不同的场合进行选择。

离心泵运行时，叶轮的叶片高速旋转产生离心力，将介质输送到高压端出口，并在吸入口形成负压吸入介质以此循环。由于其安装于污水外，运行时只有水泵的吸水管和叶轮淹没在污水中，能够保持设备的干燥，避免泵体受污染，方便后续的管理、养护及维修。但是由于其构造关系，如果水泵中没有水就无法进行介质的输送，且极易损伤叶轮和泵体导致设备损坏。

潜水泵的工作原理也是利用离心力，但由于泵体安装于水池内，运行时水泵及管件均淹没在水中，不存在进水管灌水及水泵吸程的问题，水池的有效容积会更大，其缺点是设备浸入污水中会受到腐蚀，养护管理及维修较为麻烦。

当污水处理厂占地面积不大，对水泵的安装环境无特殊要求，建议采用潜水泵；若水池深度超出水泵吸程，则必须采用潜水泵。当污水处理厂的占地足够大，且客户要求水泵安装于水池外，可以考虑采用离心泵。当水泵必须置于液体外，且启动液面低于水泵叶轮淹没水位时，必须选用带引水辅助设备的离心泵或自吸泵。

1.2 水泵输送的介质

污水处理中涉及到的污水种类繁多，有人们日常生活排放的生活污水，有工业生产中排放的生产废水，且不同行业排放的工业废水特性也各不相同，只有选择合适的水泵，污水处理工程的运行才能稳定和有效。

根据输送介质中所含杂质的多少可将水泵分为清水泵和污水泵两种。清水泵对输送介质的清洁度要求较高，一般要求介质中固体体积含量不超过0.1%，粒度不大于0.2mm，否则极易堵塞水泵，对泵体、叶轮造成损坏。污水泵的结构原理同清水泵一样，但进行了一些内部构造的更改，如加大水泵流道、增大叶轮间隙、取消叶轮护圈、增加锯齿片等，因此可以输送含杂质较多的介质。

针对各类污水选择水泵的原则如下：

1）对于清洁度较高，物理化学性质类似于清水的污水，如清洗废水、含油废水等，建议采用清水泵进行输送；

2）对于含有大量杂质（如较大固体颗粒、各种纤维）的污水，如生活污水、纺织业废水、造纸业废水等，必须选择污水泵来作业。

3）对于有腐蚀性的或高温的污水，必须有针对地选用特殊材质的耐腐蚀泵，如塑料、不锈钢等材质制造的水泵，否则泵体容易被腐蚀，使整个系统的运行受到影响。

1.3 水泵具体型号的选择

在选择水泵的具体型号前，首先需要根据具体的设计参数计算出所需水泵的流量和扬程，然后根据实际水泵的特性曲线进行比较和选择。

1.3.1 水泵流量的计算

与大型泵站相比，污水处理工程由于排水总量有限，且一般均设有较大的污水调节池，水泵的运行流量较为稳定。根据工程设计水量和设计水泵数量，即可计算出单台水泵的设计流量。

Q=Q总

n（m3/h）Q-单台水泵设计流量（m3/h）；

Q总-工程平均小时流量（m3/h）；

n-水泵台数（台）。

对于小流量的工程一般采用2台水泵，1用1备；对于大流量的工程可采用3台水泵，2用1备，运行时2台水泵同时运行，若使用中的水泵出现故障则更换备用水泵，故障水泵可拆下进行维修，这样备用水泵的投资比1用1备要更经济。采用多台水泵时应尽量选用同型号水泵，方便维护管理。

1.3.2 水泵扬程的计算

水泵总扬程由水泵吸水高度、扬水高度及管路水头损失三方面决定，一旦水泵流量、管径及管道布置确定，水泵设计扬程就可确定。

H≥h1+h2+h3+h4（m）H-水泵总扬程（m）；

h1-吸水管水头损失（m），一般包括吸水喇叭口、90°弯头、直线段、阀门，渐缩管等；

h2-出水管水头损失（m），一般包括渐扩管、止回阀、阀门、短管、90度弯头（或三通）、直线段等；

h3-集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差（m）；

h4-安全水头（m），估算扬程时可按0.5m~1.0m计；详细计算时应慎用，以免工况点偏移。

下面分别为不同安装高度水泵扬程的计算示意图

图1水泵扬程计算示意图

对于污水处理工程而言，水泵的主要作用是提升高程而不是长距离送水，输水管路一般不长，沿程阻力损失可忽略不计，水头损失只需计算局部阻力损失即可。

1.3.3 比较选择

通常水泵的制造商会针对其生产的每一款水泵提供如图2所示的H-Q曲线和-Q曲线。其中H-Q曲线为水泵的高程-流量特性曲线，-Q曲线为水泵的效率-流量曲线。针对每个不同的工程，计算得出实际所需要的水泵的高程为Hc，流量为Qc，在上图中显示为一个具体的坐标点（Qc，Hc）。

选取水泵的原则如下：

1）选取的水泵的H-Q曲线必须同时满足流量和扬程的要求。理想状态是（Qc，Hc）能落在曲线上，但实际工程中这种情况很少，此时必须在保证流量的前提下，让水泵工况点扬程略高于设计扬程，从H-Q曲线图上看也即所选择的水泵的H-Q曲线需要略高于工程需求点（Qc，Hc）。

2）一般水泵的工况点不会是水泵的最高效率点，但要求工况点应靠近水泵的最高效率点，以保证水泵的运行效率。从η-Q曲线图上显示为Qc位于η-Q曲线的波峰位置附近。同时，由于水泵在运行过程中，水池中的水位是变化的，水泵或者水泵组在这个范围内变化时都应处于高效区。

2 结论

本文从污水处理中水泵的选型出发，介绍了各类常用水泵的特点和使用要求，以及选择水泵型号需要考虑的关键点，供工程技术人员参考

水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。

选择方法：

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：

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。

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。

一、水泵选型索引

所谓水泵的选取计算其实就是估算（很多计算公式本身就是估算的），估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。

特别补充一句：当设计流量在设备的额定流量附近时，上面所提到的阻力可以套用，更多的是往往都大过设备的额定流量很多。同样，水管的水流速建议计算后，查表取阻力值。

关于水泵扬程过大问题。设计选取的水泵扬程过大，将使得富裕的扬程换取流量的增加，流量增加才使得水泵噪音加大。特别的，流量增加还使得水泵电机负荷加大，电流加大，发热加大，“换过无数次轴承”还是小事，有很大可能还要烧电机的。

另外“水泵出口压力只有0.22兆帕”能说明什么呢？水泵进出口压差才是问题的关键。例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上，出口压力如果是0.22MPa，就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送，出口压力就是0.32MPa了！ 二、水泵扬程简易估算法

暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：

Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。 L为该最不利环路的管长

K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～ 0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6 三、冷冻水泵扬程实用估算方法

这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是量常用的系统。 1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。

2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。

3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。

4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。

根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程：

1.冷水机组阻力：取80 kPa（8m水柱）；

2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60 kPa*0.5=30 kPa；系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa（14m水柱）；

3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45 kPa（4.5水柱）；

4.二通调节阀的阻力：取40 kPa（0.4水柱）。

5.于是，水系统的各部分阻力之和为：80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa（30.5m水柱） 6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果，可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围，尤其应防止因未经过计算，过于保守，而将系统压力损失估计过大，水泵扬程选得过大，导致能量浪费。 四、水泵扬程设计 （1）冷、热水管路系统 开式水系统

Hp=hf+hd+hm+hs（10-12）

闭式水系统

Hp=hf+hd+hm （10-13）

式中 hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；hm——设备阻力损失，Pa；

下面就来为大家讲解一下泵都有那些磨损件，如何去维护保养好一台水泵。

易损件是水泵最脆弱的地方，在使用、维修和保养等过程中，需要对易损件进行特别照顾。那么一台泵，他的易损件有哪些?要注意些什么?

一.水泵泵壳一般都是铸铁件，它受机械力或热应力的作用易出现裂纹。当水泵在工作中因受汽蚀作用的冲击或在冬季没有放掉泵壳内积水而受冰冻时也易破裂，如损坏较重不能修理时应更换新泵壳。

二.水泵泵轴一般为碳钢件，但由于制造质量、使用或安装等原因也易损坏。泵轴可能出现裂纹、弯曲、轴颈磨损、螺纹损坏等，也可能出现断裂事故。如损坏严重不能修理时，应更换新轴。

三.叶轮是水泵的重要工作部件，为铸铁制成。由于制造质量和使用等原因也易损坏。叶轮可能会出现裂纹，因汽蚀作用表面形成窝眼或穿孔，长期被冲磨使叶片变薄或偏磨，甚至被杂物击碎。有些缺陷可以修复有些缺陷不能修复，即应更换新叶轮。

四.滑动轴承的轴瓦是铜氏锡合金铸成的，耐磨性很差，是最易磨损和烧坏的易损件之一，轴瓦一般都可以修复，也可更换新件。滚动轴承一般平均使用寿命为5000小时，但安装不当，使用时间长或保养不良，也易磨损或毁坏。滚动轴承除其中的个别零件可以调换新的外，一般均要更换整体件。

五.口环也称减漏或减磨环，它是水泵中最容易磨损的零件之一。磨损后可以修理也可以更换新的。当更换新减漏环时，其内径应按叶轮入口外径来配置。如叶轮进水口外径磨损，可进行车削加工，以消除沟痕和椭圆，然后再配置内径缩小的减漏环，叶轮进水口外径一般可车削三次。

六.填料用久后会变硬而失去弹性，会使水泵漏气、漏水，一般应更换新填料。

七.水泵油封是橡胶制品，易磨损和老化，一般都要更换新件。