泵的設計選型基本要素

(一)泵的主要性能參數

泵的性能參數主要有流量和揚程，此外還有軸功率、效率、轉速和必需汽蝕裕量等。

1. 流量是指單位時間內通過泵出口輸出的液體量,一般采用體積流量或質量流量。泵在單位時間內，實際輸送液體的體積稱為泵的流量。

通常用字母Q 表示。單位是：m3/h、L/s。

水泵的流量，即出水量，一般不宜選得過大，否則，增加購買水泵的費用；流量大，功率大，還會增加線路、電器控制方面的費用。應具體問題具體分析。

2.揚程是指單位重量液體流經泵以后能量的增加值，即液體在泵出口和進口的水壓之差,通常用字母 H 表示。單位是：m。標準用：Pa、hpa、KPa、MPa。另外還有：mmhg、 kgf/cm2。所謂揚程是指所需要的總揚程，而不是提水高度，這一點對選擇水泵尤為重要。水泵揚程大約為提水高度的1.15～1.20倍。如:某水源到用水處的垂直高度20米，其所需揚程大約為23～24米。選擇水泵時應使水泵樣本(銘牌)上的揚程最好與所需揚程接近，這樣的情況下，水泵的效率最高，使用會更經濟。但并不一定要求絕對相等，“般偏差只要不超過20%，泵都能在較節能的情況下工作。

3.進口壓力Ps 和出口壓力Pd ，進、出口壓力指泵進出口管法蘭處的壓力，進出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。

4.溫度T 指泵的進口介質溫度，一般應給出工藝過程中泵進口介質的正常、最低和最高溫度。

5.裝置汽蝕余量NPSHa，也稱有效汽蝕余量。

6.操作狀態：分連續操作和間歇操作兩種。

7.泵的性能曲線

通常把表示主要性能參數之間關系的曲線稱為泵的性能曲線或特性曲線，實質上，泵性能曲線是液體在泵內運動規律的外部表現形式，通過實測求得。特性曲線包括：流量-揚程曲線（Q - H ），流量-效率曲線（Q - η），流量-功率曲線（ Q-N ）,流量-汽蝕余量曲線（Q -（ NPSH ）r ），性能曲線的作用是泵任意的流量點，都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程、功率、效率和汽蝕余量值，這一組參數稱為工作狀態，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設計工況點。

(二)輸送介質的物理化學性能

輸送介質的物理化學性能直接影響泵的性能、材料和構造，是選型時需要考慮的重要因素。介質的物理化學性能包括：介質名稱、介質特性(如腐蝕性、耐腐蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、比重、密度、粘度,汽化壓力等。必要時還應列出介質中的氣體含量，說明介質是否易結晶。

(三)現場條件

1、現場條件包括泵的安裝位置（室內、室外），環境溫度，相對濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險區域的劃分等級條件。危險區域包括：易燃、易爆、易毒、高溫、高空等特殊場合。

2、其它因素：選型時要考慮場地條件的限制、工程造價、安裝高度等，從而決定采用何種結構形式的泵型，如臥式泵、立式泵、液下泵、自吸泵等。

泵的選型原則

泵的選型就是根據泵的工作環境、條件，泵正常運行必需的性能參數，以及被輸送介質的物理、化學性質全面地考慮泵裝置系統中泵的技術性能指標、泵材質選用、電動機的匹配、密封的可靠性及節能、使用維護等綜合經濟指標的要求，在定型的泵產品中選擇出最合適的泵類型與型號規格。

合理選泵的原則，還要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術經濟指標，使之符合經濟、安全、適用的原則。具體來說，有以下幾個方面:

1. 必須滿足使用流量和揚程、壓力、溫度、汽蝕余量、吸程等工藝參數的要求，即要求泵的運行工況點（裝置特性曲線與泵的性能曲線的交點）經常保持在高效區間運行，這樣既省動力又不易損壞機件。

2.所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價便宜，又要具有良好的特性和較高的效率；投資少，運行、維護費用低。是技術先進，經濟合理，成熟可靠的產品，并具有較高的靈活性，既能夠滿足運行方式的需要。

3.具有良好的抗汽蝕性能，這樣既能減小泵房的開挖深度，又不使水泵發生汽蝕，運行平穩、壽命長，可靠性高、噪聲低、振動小。

4.綜合考慮到初始采購費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。

5.必須滿足介質特性的要求。

①對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵。

②對輸送腐蝕性介質的泵，要求過流部件采用耐腐蝕性材料。A、過流零部件和軸封等應符合被輸送液體的腐蝕性（pH 值）要求；B、腐蝕性較強的液體過流部件應選用非金屬材料制造，如：氟塑料、陶瓷、玻璃鋼、石墨等；C、一般情況下，金屬泵耐磨、耐壓、耐高溫的性能優于非金屬泵，而非金屬泵的耐腐蝕性能優于金屬泵。

③對輸送腐蝕性液體含固體顆粒介質的泵，要求過流部應選用既耐腐蝕又耐磨的金屬耐腐蝕材料制造,如高硅鑄鐵、雙相不銹鋼、鎳鉻合金、特種合金鋼等。必要時軸封應采用清潔液體沖洗。

④根據被輸送液體中所含固定顆粒的大小、含量的比例來選擇不同的過流部件。A 、輸送的液體中含固體顆粒較大、較多時，可選擇無堵塞設計的過流部件泵，如旋流泵、單通道葉輪泵；B、根據被輸送液體中所含的固體物的硬度、含量及腐蝕性來選擇過流部件的材料。

⑤對有毒性、易燃、易爆、有異味的液體，貴重介質，無菌輸送、真空輸送等應符合不允許泄露的原則，要求泵的密封部分安全可靠或選擇屏蔽泵、磁力泵、隔膜泵等。

⑥含有長纖維類液體：A、過流部件采用帶撕裂、切割的結構，確保葉輪不被長纖維纏繞；B、選用無堵塞的通道式、開式或單葉片葉輪；C、考慮配用電動機的機械特性（過載能力等）。

⑦高溫、高壓類液體：過流部件選用耐高溫、高壓材質，可依次選球鐵、鑄鋼、鉻鋼制作。 A、考慮過流部件高溫高壓下的機械強度等性能的要求和熱膨脹的情況； B、選擇耐高溫、高壓的軸封及冷卻裝置。

當泵的介質特性確定后，就可以根據工藝參數和介質特性來選擇具體泵的系列、結構形式和制作材料。

6.必須滿足現場環境的安裝要求：

①對安裝在由腐蝕性氣體存在場合的泵，要求采取防大氣腐蝕的措施。

②對安裝在室外環境溫度低于-20℃以下的泵，要求考慮泵的冷脆現象，采用耐低溫材料，結構型式選用筒形雙殼體離心泵。

③環境噪聲：對泵有低噪聲的要求，要考慮選用滑動軸承結構和水力的低噪聲設計，并配用低噪聲的電動機。

④相對濕度：在濕度高的環境使用，應考慮泵采取防銹措施；還得考慮配用電動機的防護和絕緣等級。

⑤電網條件：容量是否足夠；電網的頻率情況(國內50Hz、國外60Hz以及變頻使用情況)；電源的交、直流；電網電壓三相（380V）、單相（220V），還是異電壓（包括660V以上高電壓）、電源電壓變化的范圍；電源與泵使用地點的距離（長距離電纜輸送）的電壓降。

⑥對于一年檢修一次的泵，泵的連續運轉周期一般不應小于8000小時，應符合GB5656-2008（ISO5199）或ANSIB73.1M標準。石油、石化、化工等行業要求三年檢修一次的泵，應符合API610(第十版)標準規定，連續運轉至少為3年。

⑦對安裝在爆炸區域的泵，應根據爆炸區域等級,采用相應等級的防爆電機。

⑧對有特殊要求的使用場合，如真空輸送、高溫高壓輸送、低溫輸送等均應選擇特殊泵類。

7.確定泵型號和制作廠時，應綜合考慮泵的性能、效率質量、能耗、可靠性、安裝維修及價格和制造規范等因素。選具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點的泵。當所有參數都符合選型標準有兩種以上規格時，要以綜合指標高的為最終選定的型號。具體可以比較以下參數：效率高者為優，重量輕者為優，價格低者為優。

8.除以下情況外，應盡可能選用離心泵

①、有計量要求時，選用計量泵。

②、揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復泵；如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。

③、揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。

④、介質粘度較大(大于650~1000mm2/s)時，可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。

③、介質含氣量大于5%，流量較小且粘度小于37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。

⑥、對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。

⑦、如圖示：