水泵基础知识与在供热系统中的选型

来源：威乐水泵、机电人脉

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水泵的用途：

水泵结构特点：

标准水泵（干转子水泵）、屏蔽水泵（湿转子水泵）。

标准水泵结构：

机械密封：

流量：

水泵扬程：

系统扬程：

总静压：

沿程阻力：

汽蚀：液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

--水在海平面的沸腾温度是1000℃，因为此时海水的蒸汽压力就是大气压力(1.01325bar)。

--在2000米高度上，大气压力只有0.8bar，因此水的蒸发温度也相应降低，在该蒸汽压力下水的沸腾温度为93℃。

汽蚀余量：是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，表示为（NPSH）r。

汽蚀现象：

汽蚀余量：

水泵选型的前提条件：

一、使用现场调查：

1.供暖面积；2.供暖半径；3供暖高度；4.供暖方式（地热、散热片）；5.直供或二次供热。

二、用途（供暖、生活给水、消防等）。

三、介质：对材质的要求。

1.物理性质（名称、成份、温度、密度、粘度）。

2.化学性质（腐蚀性）—名称、成份、温度、密度、粘度。3.毒性。4.爆炸性。

四、原则

1.适应性(立式、卧式）；

2.高效性（属于类型系列、工况类）；

3.经济性。

泵的特性曲线：

离心泵的特性曲线：

离心泵的特性曲线

1、Q-H：曲线是一条不规则的曲线，扬程随流量的增大而下降。

2、Q-η：曲线上有个最高点，即离心泵的最高效率点。是水泵最经济工作的一个点，在该点左右的一范围内（一般不低于最高效率点的10%左右）都是属于效率较高的区域，在水泵选形时，应使泵站设计所要求的流量和扬程能落在高效率段的范围内。

3、Q-N：曲线上不同的位置表示泵在不同流量时的轴功率值。在选择与水泵配套的电机输出功率时，必须根据水泵的工作情况选择比水泵轴功率稍大的功率，以免在实际运行中，出现小机拖大泵使电机过载、烧毁等事故，同时也避免配过大功率的电机，使电机的容量不能充分利用，从而降低电机的效率和功率因素。

4、水泵特性曲线与水泵所输送的黏度有关，黏度愈大，泵体内的能量损失愈大，水泵的扬程、流量都要小，效率要下降，而轴功率也随之增大。

泵的运行状态：

并联运行：

系统阻力曲线：

多台水泵并联的阻力曲线：

水泵并联工作具有的特点：

一、输水干管中的总流量等于各台水泵工作流量之和。

二、可以通过开停水泵的台数来调节所需要的流量，以适应用水量的变化。达到节能供水的目的。

三、提高了供水的安全性和调整的灵活性。

四、由流量扬程曲线图看出，两台水泵并联工作时的总流量并不等于单台泵工作时流量的两倍。管路特性曲线越陡，增加的流量越少。根据工作中总结：两台泵并联时流量减少5%—10%，三台泵并联时流量减少20%左右。

五、水泵并联工作不仅能增加流量，扬程也有少量增加。

六、一台水泵单独工作时的功率要远远大于并联工作时单台泵的功率，所以选配电动机时应根据一台水泵单独工作时的功率来进行选择。

估算选型：

1、经验法

流量计算：住宅暖气片采暖系统依据总供暖面积的0.3%；住宅地热采暖系统依据总供暖面积的0.4%；

扬程计算：供暖半径的管阻按照1000米越10米管损；锅炉运行时的阻力一般4-8米。一般热媒参数低的锅炉阻力比较小，热媒参数高的锅炉，锅炉阻力比较大;除污器的阻力正常情况下在1-2米。板式换热器的阻力一般在6-8米。根据以上及系统的估算得知供暖循环泵扬程为20-35米之间选择。

2、理论流量计算：Q=K*0.86*F/△t

Q：代表水泵的流量；F：代表热网中的热负荷，0.86：代表计算系数；

K：代表安全系数；△t：代表供回水温度。

3、水泵扬程的计算：Hb=Hf+Hd+Hm

Hb：代表循环水泵总扬程；Hf：代表总的水系统阻力；Hf：代表水系统总局部阻力；Hm：代表设备阻力。

以上阻力可以通过相关流体力学资料查找。准确计算循环水泵扬程，可以降低能耗。

举个例子：

某项目供热系统共分三个系统——分别如下：

1、一次网系统（热负荷2800×4、供回水温差25℃、系统阻力15米左右、锅炉的正常定压15-40米）

一次网循环水泵总流量=0.86×2800×4/25=385.28m3/h（一用一备）

根据供热系统需要两用一备时，总流量增加10﹪除以2为单泵流量

一次网循环泵总扬程依据系统阻力约为16米；

一次网补水泵流量为循环水泵流量的5﹪；

一次网补水泵扬程根据锅炉需求15-40米，选为33米。（此系统一用一备）

对于锅炉的额定循环水量，设计上可以上下偏差30﹪，考虑到流量增加后锅炉阻力的增加呈平方增加，同时考虑到安全因素，我认为循环水量在+10﹪到-20﹪之间为好。

2、二次网低区循环系统（面积：99683㎡、供热半径：200米左右、热指标选为70W/㎡、供热方式暖气片、楼层高度：18米、供回水温差20℃）；

二次网循环泵流量=0.86×99683×0.07/20=300m3/h（一用一备）360m3/h；

二次网循环泵扬程根据供热半径、换热器及管阻约22米（30米）；

二次网补水泵流量为循环泵流量5﹪；

二次网补水泵扬程约为28米。

3、二次网高区循环系统（面积：38280㎡、供热半径：200米左右、热指标选为70W/㎡、供热方式暖气片、楼层高度：54米、供回水温差20℃)；

二次网高区循环泵流量=0.86×38280×0.07/20=120m3/h（一用一备）150m3/h；

二次网高区循环泵扬程根据供热半径、换热器及管阻约22米（30米）。

二次网高区补水泵流量为循环泵流量5﹪；

二次网高区补水泵扬程约为64米。

4、二次商网循环系统（面积：21183㎡、供热半径：200米左右、热指标选为70W/㎡、供热方式暖气片、楼层高度18米、供回水温差20℃）

二次商网循环泵流量=0.86×21183×0.07/20=70m3/h(一用一备）（100m3/h)

二次商网循环泵扬程根据供热半径、换热器及管阻约为22米(26米）补水系统与低区共用。

水泵轴功率计算：

选择电机时要考虑：安全系数。

水泵单台运行与并联运行。

常见及需要注意的问题：

1、电机的选择：电机的选择要留有一定的安全余量。

经验做法：

2.泵的选型：

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