泵与泵站第十二讲

但这种形式闸阀2任一检修，则必须停一输水管和两台泵。 若保证两泵及一输水管工作，则用双阀。 `
ⅱf4—33（b）（c）形式（双阀） （b） 与（c）比较（b）的阀门1占有泵房的空 间并增大泵房的跨度，为减小跨度可布 成（c）图或到泵房外设计门井。 ⅲf4—34四泵（三用一备）双输水管。 闸阀2为双阀的优点在于：闸阀2之一检 修时，泵房有两台泵工作一条输水管工 作。水量下降不多。 ⅳf4—35与f4—34比较，把联络管布室 外闸门井中减小了泵房的跨度，但操作 不便。
1.防止断流水锤： 管道高程布置时，尽可 能不布成高“膝部”形 态。布成 AB’C形态， 但土方量太大。 或设调压塔（水塔）。 设补气阀，负压时，向 管内补气。
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2.防止升压过高的措施： （1）设水锤消除器： ①下开式水锤消除器： 原理：停泵→压力下降→ 重锤压开阀板→管道与排 水口连通→管道水倒流止 回阀关闭→管内水压上升 →一部分水由排出口排出 → →压力上升不太大。 优缺点：动作灵敏、结构 简单、工作可靠、造价低、 不能自动复位，复位时易 发生误操作。
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特点：压力 ↘ → ↗急升 ↘ ↗…… 可以利用此下降压力， 打开管道系统水流出 （消除水锤） `
②泵出口无止回阀：
H—t水头与时间关系曲线；M—t转矩与时间关系曲线； Q—t流量与时间关系曲线； n—t转速与时间关系曲线； `
流速：V0 → 0 → －V 泵：由于－V作用， 泵n0 →0→－n→－nr→0（管道水头下降，管道 泄空） 飞逸（散失的意思）转数（ nr ）：超出额定转 数的转速，叶轮可能由于机械强度不足而损坏。 压力：（泵是倒流水流的局部阻力） 停泵V0 → 0 → －V → 0 管道水头下降、管道泄空。 P0↘ P →P↗P↘…最大压力可达正常工作压力50% 下降很低， 上升 ，下降…… 泵轴转载，断联轴器等，供电 系统的保险跳闸。 ④自动化泵站中的自控设备故障。 4.断电后水流在管道中的变化 V0 0 －V 正常流速 断电后在重力作用下 负流速（倒流） 5.几中水锤情况： ①泵出口有止回阀：（有阀系统）水锤的发生，主要是 由于止回阀突然关闭 水流V0 → 0 → －V → 0 引起的∆t极小 动能→压能，高出正常工作压力100%
水下式：有成品，使用不便检修 水上式：有成品，便于检修
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如果采用自灌式：吸水管上必须 设闸阀。泵检修时不能使泵房灌 水。 应用水上式底阀便于检修：但水 平管段要求长。
计算例题： 设水泵安装高度为4m，底阀距离吸水池中最低水位为 3.5m。试计算该水上式底阀正常工作所需的吸水管水平 段l1的长度（米）。 ① 有底阀为什么灌水：频繁开泵时，可不用灌泵。 但长时间不用就会由底阀处向下漏水，所以要灌泵。 ②灌水后l1段有水， l2段无水，空气。 ③开泵后要求水由吸 水位吸到底阀处。 原气：体积V2 压力P2=一个大气压。 开泵后：原V2 P2气体 变成了V1P。
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3. 防止泵受较大应力的措 施： 产生应力的原因：管路自 重变化，水锤等均可传至 水泵。 措施：可设伸缩节，或可 曲挠橡胶接头。在弯头处 设管道支墩或拉杆。
逆止阀的设置：在不允许倒流的给水系统中设置。 ①井群给水。 ②输水管较长，突然停电无法立即关闭闸阀的送、取水泵站。 ③吸水式启动的泵站，管道放空后，抽真空比较困难。 ④遥控泵站，无法关闸。 `
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①地沟敷设：一般DN<500管。 地沟尺寸：便于检修，（焊、割、搬手、工作） 350mm；行人地沟（侧立沟中）450mm。 地沟坡度i>0.01坡向集水坑。地沟上有活动盖板
钢篦盖板：多 铁篦盖板：少 砼篦盖板：少
管沟中设支承墩和支墩。 ② 地面敷设：DN过小DN150.200等也可地面敷设不加任何措施。 管径过大，DN >500地面敷设，弯头太贵。但要设便桥梯方便 交通。近年来多在用提高行人地坪。 泵房内一般不架空安装管道。自灌泵房为了与室外管道连接， 作架空安装时应设管道支吊架。 `
2l T2 > C
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∆P
T 2l = CV × =V0 0 ρ T2 T2
2l T = C
T—水击波相长。 T2—阀门关闭时间。 l—管长度。
2.停泵水锤：（水泵正常运行闭闸启闭，正常停 泵不产生水锤）只有当水泵机组突然失电或误操 作（开闸停泵）时才产生水锤。 3.突然停泵的原因: ①电力系统或电器设备的故障或误操作。 ②雷电引起突然断电。
V1 空腔段 V0
V2
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二、停泵水锤的危害：
1.危害：爆管、跑水、停水、淹泵房、损坏设备等。 2.易发水锤事故的条件： ①单管向高处（高差>20m）输水。 ②水泵总扬程大（或工作压力大）。 ③ 输水管流速过大。 ④输水管长，地形变化大（断流水锤）。 ⑤自动化泵站中阀门关闭太快。
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三、防止水锤的措施：
据波义尔定律：“在密闭容器中的定量气体，在恒温下， 气体的压力和体积成反比关系。 V1P=V2P2 V1 ； V2是段管l1和l2段管子容积。PV1=P2V2 管径相同， V1 ； V2可用管长L2；L1代替， 即：PL1=P2L2 P—是由泵安装高度所决定的，泵安装高度Hss=4m。 Pa 则： P
6. 设计流速： DN≤250mm时 V=1.5～2.0m/s DN>250mm时 V=2.0～2.5m/s 这样较经济：泵房内管件多，可节省。并且泵房 小，省建筑，水头损失略大一点。 三、吸水管和压水管路布置 吸水管： 管路布置原则：顺畅少弯，管件，闸阀尽量少。 为了减少吸水管阻力，一般一泵一吸设置。 不设联络管。 如必须减少吸水管数量时（泵数>吸水管数）则 要用必要的闸阀以保证泵站正常工作。
一、对吸水管路的要求： 特点：多为负压工作。 1.不漏气：常用钢管焊接，用法兰与闸阀连接，少用 铸铁管，接口要严密。 2.不积气：负压条件下， 水中溶解气体逸出后积 于管道高处。 要求：吸水管有大于0.5% 的坡度。 并对按装管道有要求见图。
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3.不吸气：吸水井进口， 吸水产生旋涡，带进气体。 影响水泵正常工作，防止 方法： ①保证吸水管进口的淹没 深度0.5～1.0m。 ②不能保证进口的淹没水 深时，吸口加隔板。 两种情况
管道支吊架不能防碍通行及泵机组的安装检修。架空管 不得在电器设备的上方（漏水、凝露）。各管段应设放 空管（也可不设）以便检修设备用。 4.管道进出泵房：室外埋设应在冰冻线以下。并应防腐， 地下水位以下出入建筑须加套管。
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§4—6泵站水锤及其防护 泵站水锤及其防护
泵站事故的主要内容是水锤。产生水锤的原因已搞清， 泵站事故的主要内容是水锤。产生水锤的原因已搞清，消除 水锤的技术已经很成熟。 水锤的技术已经很成熟。
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例如：三台泵各设一吸水管，泵轴高于吸水井最高水 位，吸水管不设闸门。 若两吸水管三台泵， （两用一备）则每泵流量为q 则各管流量为图标示， 一个吸水管检修时，另一吸水要满足两泵吸水。 一般减少吸水管数量并不经济，因为增加了闸阀。 只有在吸水管很长，又不设吸水井的情况下才经济。
q 2q
q 2q
q 2q 2q `
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① 断流（弥合）水锤：
管道水柱分离(负压气化) →断流(弥合)水锤停泵→管路压力下降。
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正常布管方式容易引发断流水锤：沿地形敷设管 路。在管路中最高点产生最大真空值。 当压力下降达到当时水温的饱和蒸汽压以下时。 水冷沸(汽化)水柱拉断，(分离)形成空腔段。 管中压力是波动的压力上升时，空腔段(汽→水) 弥合。弥合时，以相对流速V0相撞。 V0=V1-V2 造成更是危害性的水锤，水锤压力更大。
安装注意事项： 1）必须安装在止回阀下游（以正常水流方向）， 离止回阀越近越好； 2）在排水口上应安装比消除器直径大一号的排 水管，排水管上最好没有弯头，如有弯头时，最 好用法兰弯头，并必须设置支墩； 3）消除器及其排水管道必须注意防冻 注意防冻； 注意防冻 4）消除器重锤下面，必须设置支墩，托住重锤， 支墩上表面覆以厚木板，以缓冲重锤向下冲击力， 重锤下落时杠杆不能直接压在消除器连杆帽上， 以免发生倾覆力矩，损坏消除器
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消除器复位：先关闸阀→把重锤从杆上拿下来→ 抬起 杠杆→ 插上横销→ 再加上重锤→ 开闸阀复位→拔下横 销。
下次发生突然停电时，消除器才能再打开。否 则，在下次发生突然停电时，消除器将不动作。 另外，如果没有关闭阀就把立杆和阀板1抬起， 往往容易形成二次水锤。 选用：经验公式：d=0.25D d—水锤消除器直径。 D—输水管直径。
7. 吸水管的设计流速：（经济流速）。 D<250mm V=1.0～1.2m/s D≥250mm V=1.2～1.6m/s 吸管不长，吸高不大时，可取1.6～2.0m/s（如自 灌式泵站。） 二、对压水管路的要求： 1. 特点：承受高压（有时有水锤）拐弯时受推力。 管件多（异径管、弯头、闸阀、逆止阀、三通、四 通） 2. 管材： 一般泵站内采用钢管焊接，经常装拆部位，用法兰 连接。
ρg
=
ρg
− 4 m = 10 .33 − 4 = 6 .33 m
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Pa=10.33mH2O P=0.613atm ∴ 0.613L1=1×3.5 L1 =5.71m。 修正系数 K
安装高Hss(m) K值 2 1.9 3 2.1 4 2.5 5 3.0
表4一3
6 3.7
此计算方法，不乘K，仅加安全余量。 再加一个安全余量，最后取6m长。
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四、吸水管和压水管路的敷设： 1.一般要求：横平竖直、平行、垂直建筑敷设。各部尺 寸安排要便于施工检修。 2.防止管道压力过大及传至水泵：在三通弯头处加支墩， 拉杆等。 3.管路敷设方式：
1、地沟敷设 DN < 500 2、地下室敷设 3、地面敷设： DN > 500设便桥梯， 不可直接埋于土中。管 径过小也地沟敷设。
⑤多水源，多泵站系统。 ⑥无止回阀，管网可能出现负压（管网布置高于泵站）。 止回阀的位置：一般设置于泵与压水阀之间。（压水闸与 逆止阀相比，逆止阀检修机会多，关压力闸即可修） （压水闸检修时，压水管要放空） 也有将压力闸放在泵与逆止阀之间的。 缺点：发生水锤、逆止阀损坏时，水倒灌泵房。 一般：水锤不严重时，并且地面式泵房，可这样布置。或 将逆止阀放在室外切换井中。 5. 闸阀：为了便于泵的检修，要设闸阀。 有压力启闭困难： DN<400mm手动闸阀。 DN≥400mm一般采用电动闸阀。 `