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泵的知識
吸水管路的基本要求與布置
時(shí)間:2016-10-9 11:47:50來源:13220709968.cn作者:中耐泵業(yè)
一、基本要求
對吸水管路的基本要求是:不漏氣、不集氣、不吸氣;管路短、管件少;有正確的吸水條件;便于安裝、運(yùn)行管理。
1、管材多采用鋼管或鑄鐵管。采用鋼管時(shí),接口可采用焊接或盤接,能有效地減少漏氣的可能性,同時(shí)即使發(fā)生漏氣也容易修復(fù)。
2、泵吸水管內(nèi)真空值達(dá)到一定值時(shí),水中溶解氣體就會因管路內(nèi)壓力減小而不斷逸出,如果吸水管路的設(shè)計(jì)考慮欠妥時(shí),就會在吸水管道的某段(或某處)上出現(xiàn)積氣,形成氣囊,影響過水能力,嚴(yán)重時(shí)會破壞真空吸水。為了使泵能及時(shí)排出吸水管路內(nèi)的空氣,吸水管應(yīng)有沿水流方向連續(xù)上升的坡度i,一般大于0.005,以免形成氣囊(圖1)。由圖可見,為了避免產(chǎn)生氣囊,應(yīng)使沿吸水管線的高點(diǎn)在泵吸入口的頂端。
3、為減小吸水管路的水頭損失,吸水管路斷面積一般大于水泵吸入口斷面積,吸水管路與水泵吸入口之間的連接管采用偏心漸縮管(偏心大小頭),保證大小頭的上部水平,以免在此處集氣并使吸水線的高點(diǎn)在水泵入口的頂端,如圖1所示。
圖1 正確和不正確的吸水管安裝
4、在吸水井中吸水管末端應(yīng)有一定的淹沒深度、懸高和間距。為防止池中產(chǎn)生旋流和渦旋破壞水泵的吸水條件(吸入空氣),吸水管進(jìn)口應(yīng)遵循以下規(guī)定:淹沒深度h(喇叭口下緣在低水位下的深度)不得小于0.5~1.0m,當(dāng)淹沒深度不夠時(shí)應(yīng)加設(shè)水平擋板,見圖2。為了防止泵吸入井底的沉渣,并使泵工作時(shí)有良好的水力條件,吸水管的進(jìn)口高于井底不小于0.8D(D為吸水管喇叭口或底閥擴(kuò)大部分的直徑,通常取D為吸水管直徑的1.3~1.5倍);吸水管喇叭口邊緣距離井壁不小于(1.5~2.0)D。具體布置見圖3。
圖2 吸水管末端的隔板裝置
圖3 吸水管在吸水井中的位置
5、每臺水泵需有單獨(dú)的吸水管。為保證正確的吸水條件,減小吸水管的水頭損失。要求吸水管路管件少、管路短,每臺水泵設(shè)置單獨(dú)的吸水管。如果條件限制難以保證時(shí),應(yīng)保證每臺工作泵有一條吸水管。
6、采用自灌式工作的水泵,應(yīng)在吸水管路上設(shè)置離閘閥,以便水泵檢修時(shí)斷水。
7、為減小吸水管進(jìn)口處的水頭損失和改善吸水井的水流狀態(tài),吸水管進(jìn)口通常采用喇叭口形式。當(dāng)水泵采用自灌式工作或真空設(shè)備引水時(shí),不設(shè)底閥;水泵采用壓水管壓力水灌泵時(shí),應(yīng)設(shè)底閥。如水中有較大的懸游雜質(zhì)時(shí),喇叭口外面還需加設(shè)濾網(wǎng),以防水中雜物進(jìn)入泵內(nèi)。
底閥是一種止回閥,型號較多,它的作用是水只能吸入泵,而不能從吸水喇叭口流出。普通底閥結(jié)構(gòu)示意如圖4所示。底閥水流阻力大,容易卡澀、磨損,導(dǎo)致漏水,因此,需經(jīng)常更換。底閥過去一般用水下式,裝于吸水管的末端,在泵停車時(shí),蝶形閥門在吸水管中水壓力及自重作用下落座,使水不能從吸水管逆流,F(xiàn)多采用水上式底閥至泵吸入口間的水平管段有足夠的長度,以保證泵充水啟動后,管中能產(chǎn)生足夠的真空值,具體見圖5。
圖4 鑄鐵底閥
圖5 水上式底閥
8、水泵吸水管流速宜采用下述值:吸水管直徑小于250mm時(shí),流速宜為1.0~1.2m/s;管徑在250~1000mm時(shí),流速宜為1.2~1.6m/s;直徑大于1000mm時(shí),流速宜為1.5~2.0m/s。
【例5-2】設(shè)泵安裝高度為4m,底閥距離吸水池中低水位為3.5m。試計(jì)算該水上式底閥正常工作所需的吸水管水平段L1的長度(m),如圖6所示。
圖6 水上式底閥計(jì)算示意圖
【解】設(shè)泵啟動前L1段內(nèi)的壓力為P1空氣容積為V1,垂直段L2內(nèi)壓力為P2,空氣容積為V2。開始啟動后,管段L1與L2中的壓力為P。按波義耳定律:P(V1+V2)=P2•V2。
假設(shè)忽略水頭損失,則因泵的安裝高度Hss=4m,得:P=0.6atm。又因底閥前后的吸水管徑相同,故V1及V2可以用L1及L2來替代。因此:0.6(L1+3.5)=1×3.5,得:L1=2.33m。
考慮到水管內(nèi)的水頭損失和泵填料盒漏氣及經(jīng)過水上式底閥本身的水頭損失等,還須乘以修正系數(shù)K,其值見表1。
因此,L1段水管長度應(yīng)為:L1=2.5×2.33=5.8(m)(取6m)
表1 修正系數(shù)K
安裝高Hss(m) |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
K值 |
1.9 |
2.1 |
2.5 |
3.0 |
3.7 |
二、吸水管路布置
泵站采用一臺水泵一條吸水管的布置,一般不設(shè)聯(lián)絡(luò)管,如果因?yàn)槟撤N原因,必須減少泵吸水管的條數(shù)貳設(shè)置聯(lián)絡(luò)管時(shí),則在其上應(yīng)設(shè)置必要數(shù)量的閘閥,以保證泵站的正常工作。但是這種情況應(yīng)盡量避免,因?yàn)椋诒脼槲胧焦ぷ鲿r(shí),管路上設(shè)置的閘閥越多,出事的可能性也越大。
圖7 吸水管路的布置
圖7(a)所示為三臺泵(其中一臺備用)非自灌式工作水泵工作各設(shè)一條吸水管路的情況。泵軸線高于吸水井中高水位,所以吸水管路上不設(shè)閘閥。
圖7(b)所示為三臺泵(其中一臺備用)采用兩條吸水管路的布置。在每條吸水管路上裝設(shè)一個(gè)閘閥1,在公共吸水管上裝設(shè)兩個(gè)閘閥2,每臺泵附近裝設(shè)一個(gè)閘閥3。當(dāng)兩個(gè)閘閥2都關(guān)閉的時(shí)候,水分別由兩條吸水管路引向泵H1和H3。其他情況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(H1和H2或H2和H3),要開啟兩個(gè)閘閥2中的一個(gè)。如果閘閥1中有一個(gè)要修理,則一條吸水管將供應(yīng)兩臺泵吸水。
設(shè)置公共的吸水管路,雖然縮短了管線的總長度,但卻增加了閘閥的數(shù)量和橫聯(lián)絡(luò)管,所以它只適用于吸水管路很長而又不能設(shè)吸水井的情況。
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