農(nóng)村小型泵站的水泵選型分析

王世儒

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402160）

農(nóng)村小型泵站的水泵選型分析

王世儒

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402160）

隨著我國(guó)農(nóng)用水泵使用量的不斷增加，以潛水泵、自吸泵等為主的小型農(nóng)用水泵，因?yàn)槠鋬r(jià)格相對(duì)較低且操作簡(jiǎn)單而受到了越來(lái)越多農(nóng)戶的青睞。然而，因?yàn)樾⌒退蒙a(chǎn)廠家在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等各方面都存在很大的差距，不僅影響了用戶的正常使用，而且增加了用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)用水泵生產(chǎn)量的一半用來(lái)更換報(bào)廢產(chǎn)品。所以，農(nóng)戶越來(lái)越關(guān)注如何延長(zhǎng)水泵使用壽命。本文主要就小型水泵的選型與其特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析。

農(nóng)機(jī)；水泵；選型分析

體積相對(duì)較小且擁有水氣兩用功能是小型水泵最主要的特點(diǎn)。氣體與液體是其主要的工作介質(zhì)，而且如果水泵長(zhǎng)期處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)也不會(huì)對(duì)其造成損壞，再加上其體積相對(duì)較小，因此安裝拆卸也非常方便。正是因?yàn)樾⌒退镁邆湟陨咸攸c(diǎn)，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于抽水、液體采樣、自動(dòng)控制、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中其發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。

1 農(nóng)村小型泵站的水泵選型依據(jù)

水泵的選擇和使用必須以泵站的揚(yáng)程和流量為基礎(chǔ)。而農(nóng)田灌溉過(guò)程中，水泵的選擇則主要是根據(jù)地形的實(shí)際情況和蛇根草需要為標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 水泵選型的原則

①水泵的流量和揚(yáng)程必須滿足農(nóng)田灌溉的射進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和要求。同時(shí)，泵站的揚(yáng)程設(shè)計(jì)必須與水泵實(shí)際運(yùn)行的工作點(diǎn)為基礎(chǔ)，確保泵站最高及最低揚(yáng)程滿足泵站運(yùn)行工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求，才能將泵站的作用充分發(fā)揮出來(lái)。

②水泵的選擇不僅要滿足泵站揚(yáng)程、流量變化的需要，而且質(zhì)量必須符合相關(guān)的要求。如果可選擇的泵型較多，則應(yīng)在考慮經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上擇優(yōu)選擇。如果所選產(chǎn)品無(wú)法滿足泵站設(shè)計(jì)要求時(shí)，必須另行選擇新型產(chǎn)品，同時(shí)必須對(duì)新型產(chǎn)品的性能進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，在確定其符合泵站設(shè)計(jì)要求之后才能選用。如果泵站的揚(yáng)程變化相對(duì)較大，則應(yīng)選擇Q-H曲線陡降型的水泵；反之，如果泵站流量變化相對(duì)較大，則應(yīng)選擇Q-H曲線平緩的水泵。

1.2 水泵參數(shù)的確定

1.2.1 揚(yáng)程。所謂的揚(yáng)程，指的是水泵進(jìn)水口與出水口之間的壓力差［1］。其實(shí)際的數(shù)值指的是兩水面實(shí)際的垂直差于水在傳導(dǎo)管流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生摩擦造成的損失的揚(yáng)程之和，并不是通常所說(shuō)的提水高度，其對(duì)于水泵的選擇極為重要。在選擇水泵時(shí)，其揚(yáng)程的選擇應(yīng)為提水高度的1.15～1.20倍，如果水源處到用水處的垂直高度為20 m，那么所選擇水泵的揚(yáng)程應(yīng)在23～24 m。水泵名牌上的揚(yáng)程與實(shí)際所需揚(yáng)程越接近，其使用率也就越高。但是，不應(yīng)要求其絕對(duì)相等，只要其偏差不超過(guò)20%，就可以實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能運(yùn)行。

1.2.2 流量。單位時(shí)間內(nèi)抽取水量的體積或者質(zhì)量就是水泵出水量。如果水泵出水量過(guò)大，那么將會(huì)增加水泵購(gòu)置的費(fèi)用。因此，必須根據(jù)自身實(shí)際情況，合理選擇水泵的出水量，才能在有效降低水泵購(gòu)置費(fèi)用的基礎(chǔ)上，最大限度地發(fā)揮出水泵的工作效率。

1.3 配套動(dòng)力選擇

一般小型農(nóng)用水泵都采用的是電力和柴油機(jī)動(dòng)力2種形式，而動(dòng)力形式的選擇必須以實(shí)際使用情況及動(dòng)力配置為基礎(chǔ)。

1.3.1 電動(dòng)機(jī)選擇。一般選擇的是鼠籠型水泵，如果電網(wǎng)容量較小，則應(yīng)選擇繞線型水泵。而干燥且灰塵較少的地方，大多采用防護(hù)式水泵；塵土飛揚(yáng)且水花四濺的環(huán)境下，應(yīng)選用封閉式水泵。如果水泵長(zhǎng)期處于均勻負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，則電動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)采用連續(xù)工作制，同時(shí)確保其轉(zhuǎn)速與用水量保持一致，以便于水泵的正常啟動(dòng)。另外，在選擇水泵時(shí)還必須根據(jù)使用地電源的情況選擇單相火災(zāi)三相，如果使用地沒(méi)有三相電源，則必須選擇單相水泵，在有三相電源的情況下應(yīng)盡可能選擇三相水泵。

1.3.2 功率選擇。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須確保其功率等于配套水泵的1.0～1.3倍；假如需要配備柴油機(jī)，那么其功率應(yīng)等于水泵所需功率的1.3～1.5倍。電動(dòng)機(jī)配置過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)能源的現(xiàn)象；如果過(guò)小，則會(huì)因?yàn)槌?fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)被損壞。

2 農(nóng)村小型泵站的水泵選型方法

2.1 單純抽水或液體

如果水泵只是用來(lái)抽水或者其他溶液，那么所選擇的水泵就必須具備自吸功能，同時(shí)對(duì)水泵的流量和輸出電壓也有相應(yīng)的要求；如果所抽取的是水或者非油性介質(zhì)，那么要求水泵必須具備自吸功能；假如對(duì)水泵的流量要求較大而對(duì)壓力要求不高，那么應(yīng)選擇噪音小、壽命長(zhǎng)、自吸吸程相對(duì)較高的水泵；如果對(duì)水泵流量要求不高但對(duì)壓力要求較大，那么就必須選擇ASP、HSP等系列水泵。

2.2 水氣混合場(chǎng)合

如果水泵是用來(lái)抽水或者氣體，其要求體積較小、噪音較低、滿足連續(xù)使用的要求，同時(shí)在無(wú)人看管的情況下可以長(zhǎng)期空轉(zhuǎn)的水泵。首先必須選擇水氣兩用型且可以長(zhǎng)期空轉(zhuǎn)，同時(shí)滿足體積小、噪音低等要求，但是其對(duì)于水泵的流量、揚(yáng)程等要求相對(duì)較低。在使用小型水泵抽真空時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)液體進(jìn)入泵腔的現(xiàn)象，因此要求所選擇的水泵必須具備即可抽水又可抽氣的功能。在使用小型水泵抽水時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水泵干轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，很多傳統(tǒng)水泵都不具備干轉(zhuǎn)的功能，而長(zhǎng)時(shí)間干轉(zhuǎn)必然會(huì)造成水泵被損壞。而PHW系列產(chǎn)品不僅將真空泵與水泵的所有功能集成在一起，而且滿足了即可抽水又可抽氣的要求。不管是在哪種狀態(tài)下工作，都屬于其正常的工作范圍，即便是出現(xiàn)了干轉(zhuǎn)現(xiàn)象也不會(huì)造成水泵被損壞。

2.3 單純抽水或液態(tài)，不要求自吸能力

如果所抽取的介質(zhì)中含有少量油分、固體顆?；蛘邭?jiān)x擇水泵時(shí)必須選擇流量相對(duì)較大的水泵，這樣才可以將介質(zhì)中的雜質(zhì)順利抽出。但是必須注意的是，此類(lèi)介質(zhì)的粘度不能太大，而且不能有纏繞物。但是，水泵在工作的過(guò)程中可以允許介質(zhì)中含有少量油分，但切記介質(zhì)不能全部都是油，否則將會(huì)對(duì)水泵造成嚴(yán)重的損壞，并造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3 農(nóng)村小型泵站節(jié)能措施

3.1 皮帶傳動(dòng)節(jié)能措施

皮帶出現(xiàn)松弛現(xiàn)象的話將會(huì)對(duì)水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速造成不利的影響。研究發(fā)現(xiàn)，如果皮帶出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度將會(huì)降低10%，同時(shí)水泵的流量、揚(yáng)程也會(huì)分別出現(xiàn)10%和19%的降幅，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)將會(huì)導(dǎo)致泵站無(wú)法滿足實(shí)際的調(diào)水要求而影響泵站的運(yùn)行效率。如果皮帶張力處于正常狀態(tài)，那么其滑率應(yīng)在0.5%～1.0%，此時(shí)其傳動(dòng)效率將會(huì)達(dá)到96%以上；反之，如果皮帶出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，那么其滑率則會(huì)增至4%～8%時(shí)，此時(shí)其傳遞效率則分別為92%和84%。因此，泵站在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，必須及時(shí)調(diào)整皮帶松緊度，確保皮帶滑率在正常的范圍內(nèi)，才能確保泵站運(yùn)行效率的穩(wěn)步提高。

3.2 水泵運(yùn)行管理節(jié)能措施

水泵在實(shí)際運(yùn)行管理的過(guò)程中，必須做好以下工作，才能促進(jìn)水泵節(jié)能運(yùn)行效率的提高。一是水泵的維修保養(yǎng)必須及時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)零件損壞，必須及時(shí)予以更換。如果水泵葉輪出現(xiàn)破損，將會(huì)對(duì)水泵性能的發(fā)揮造成影響，導(dǎo)致水泵運(yùn)行效率降低。因此，必須定期檢查和保養(yǎng)水泵葉輪，才能確保水泵的高效運(yùn)行。二是控制密封間隙。在檢修過(guò)程中對(duì)磨損嚴(yán)重且失去彈性的填料函必須及時(shí)進(jìn)行更新，才能有效降低汽蝕和泥沙磨蝕對(duì)水泵造成的影響，從而將水泵的節(jié)能作用充分發(fā)揮出來(lái)。

3.3 管路運(yùn)行管理節(jié)能措施

首先，加強(qiáng)管路巡查與維護(hù)，確保管路密封性能。如果伸縮縫止水破壞或者管路出現(xiàn)破損，將會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓處空氣進(jìn)入管道，同時(shí)造成正壓處管路向外滲水，這樣不僅會(huì)降低水泵運(yùn)行的效率，而且會(huì)引起水泵機(jī)組的振動(dòng)。所以，必須進(jìn)一步加強(qiáng)水泵機(jī)組的巡查力度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修復(fù)問(wèn)題，從而大大降低能耗。其次，水泵在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中必須確保其管路閘閥處于全開(kāi)的狀態(tài)，切記不可運(yùn)用改變閘閥開(kāi)度的方式來(lái)調(diào)節(jié)水泵流量。

3.4 進(jìn)出水建筑物運(yùn)行管理節(jié)能措施

一是運(yùn)行調(diào)度確保對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。如果機(jī)組出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，將會(huì)引起水池主流出現(xiàn)偏斜的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致不對(duì)稱(chēng)擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生。所以，如果泵站運(yùn)行機(jī)組較多，必須采取對(duì)稱(chēng)開(kāi)機(jī)的方式，才能改善進(jìn)水流態(tài)，促進(jìn)泵站運(yùn)行效率的提高。二是及時(shí)清除進(jìn)水池及攔污柵前的污物。如果進(jìn)水池中雜物較多，不僅會(huì)導(dǎo)致水泵運(yùn)行效率下降，而且會(huì)造成水量不足，造成泵站運(yùn)行效率降低。所以，必須采取設(shè)置攔污柵的方式，及時(shí)攔截水中的雜物及淤泥等，才能將其對(duì)泵站運(yùn)行的影響降至最低。

4 結(jié)語(yǔ)

由于小型泵站的節(jié)能改造價(jià)值相對(duì)較高，而且產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。因此，必須充分重視小型泵站的節(jié)能改造工作。根據(jù)本站運(yùn)行的實(shí)際情況，科學(xué)合理地選擇水泵，才能在促進(jìn)泵站運(yùn)行效率全面提高的基礎(chǔ)上，提高泵站的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］錢(qián)福軍，夏衛(wèi)中.小型泵站能耗分析與節(jié)能研究［J］.人民長(zhǎng)江，2016（2）：36-41.

S277.1

A

1674-7909（2016）33-62-2

王世儒（1981-），男，碩士，講師，研究方向：泵站理論及水工材料研究。