机电设备：水泵的选择原则及选择程序

泵是一种机械设备，用于将液体从一个地方输送到另一个地方，通过增加液体的压力或动能来实现。根据不同的工作原理，泵可以分为许多不同的类型，如离心泵、往复泵、螺杆泵、喷射泵等。

泵应用广泛、品种繁多，正确选择泵的类型和型号直接关系到泵能否达到系统设计要求、泵的可靠性和使用寿命、泵的购置成本和寿命周期内总成本等。现实中，由于选型不合理，导致许多泵处于不正常运行状态，造成能源浪费，维修成本增加，甚至根本不能正常使用。所以，泵的选型需要认真进行，反复比较不同方案的优劣，以保证泵的正常运行。

一、 泵的选择原则

水泵选择需要遵循以下原则：

1、遵规守约：

确保设计、制造、安装、使用符合国家法律、法规和标准的要求，保证水泵的安全可靠。

2、注重节能：

选购水泵时应考虑整个输送系统的效率，采用能实现低廉耗能、低噪声、低污染的技术和新型产品，采取措施努力提高输送系统的效率，缩短成本。

3、经济合理，从简选择：

选型时，应结合泵的用途、技术条件、产品性能及价格，采取节能的合理方案，达到最佳经济效益。优先选择结构简单的泵。因为结构简单的泵与结构复杂的泵相比，前者具有可靠性高、维修方便、寿命周期内总成本低等优点。例如：单级泵和多级泵、叶片式泵和往复式泵。

4、信誉确保：

在水泵选型时，应做好充分的可靠性分析，确保水泵的质量安全，合格的水泵才能满足客户的需要。

5、根据使用环境和应用要求，确定水泵的用途、性能及结构材料。

6、根据水泵运转所需要的输入功率，结合电力情况，确定水泵的机械性能参数。

7、根据水泵正常运行所需水量及压力，确定水泵的流量和扬程。

8、根据较准和相关管路及驱动机构，确定水泵的叶轮结构及其他技术参数。

9、综合考虑水泵的性价比及价格，确定水泵的选型。

离心泵优先选则，离心泵具有转速高、体积小、重量轻、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵。

10、要求特殊的应用环境及场所

安装在爆炸区域或特殊场合的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机或其他有效措施。

 

二、 泵选择的程序

1、 确认环境条件

包括环境温度、相对湿度、大气压力、空气腐蚀性、危险区域等级、防尘防水要求。

2、确认操作条件

指液体吸入侧液面压力（绝对）、排出侧液面压力、间歇或连续工作、位置固定或移动、安装维修方便性。

3、确认介质性质

包括介质名称、温度、密度、粘度、饱和蒸汽压力、固体颗粒直径和含量、气体的含量、腐蚀性、挥发性、燃爆性、毒性。

 

4、 泵过流部件材质选定

泵的过流部件材质选择应根据所输送介质的化学、物理性能和泵的压力等因素进行综合考虑。以下是一些常见的过流部件材料：

1）铸铁：在输送腐蚀性较弱的介质时，可选用铸铁作为过流部件的材料。铸铁价格相对较低，耐腐蚀性较好，但耐磨性和耐高温性能较差。

2）不锈钢：对于输送腐蚀性较强或要求高温耐受性的介质，可选用不锈钢作为过流部件的材料。不锈钢具有较好的耐腐蚀性和耐磨性，耐高温性能也较好，但价格相对较高。

3）橡胶：橡胶材料在泵的过流部件中广泛应用，如密封圈、衬套等。橡胶材料具有良好的弹性和耐磨性，可以适应各种形状的管道和容器，同时也具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。

4）工程塑料：工程塑料在泵的过流部件中也有应用，如叶轮、泵壳等。工程塑料具有较好的耐腐蚀性和耐磨性，同时价格相对较低，适用于输送一些酸碱性的介质。

除了以上常见的过流部件材料外，还有一些复合材料、陶瓷等材质可供选择。在选择过流部件材料时，应根据具体的使用环境和工况条件进行综合考虑，确保材料性能能够满足实际需求。

根据泵送介质的物理化学性质主要考虑以下几个方面：

（1） 介质的腐蚀性

泵过流部件的耐腐蚀性能满足使用要求即可，不可追求过高的耐腐蚀性能，否则，将大幅度增加泵的购置成本。

（2） 介质是否含固体颗粒

因为固体颗粒的硬度和含量直接关系到泵过流部件的耐用性。

（3） 介质的温度（压力）

介质的温度（压力）越高，泵过流部件的材质强度应越高。一般的，温度>250℃时，应选用铸钢件或钢件。

（4） 有卫生级或禁止污染要求的介质

选择相应的过流部件材质。另外，泵的结构应是便于清洗的。

 

5、选定泵性能参数

（1）计算法

A. 流量：指单位时间内泵所输送的液体的体积或质量，是泵的重要性能指标之一。流量的大小直接影响到泵的输出能力和效率。

如工艺设计中能算出泵正常、最小、最大的三种流量。选择时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

B. 扬程：指泵所输送的液体的能量增量，即泵出口压力与进口压力之差。扬程的大小直接影响到泵的输送能力和输送距离。

一般要用放大5%-10%余量后的扬程来选型。特别注意：离心泵流量、尤其是扬程的余量不宜过大，否则，泵工作时可能发生汽蚀，造成流量、扬程达不到要求。一旦出现这种情况，一般地，可采取切割叶轮外径或关小泵出口阀门的补救措施。

C. 功率：指泵的有效功率和轴功率，单位为kW。有效功率是指泵的输出功率，即泵传递给液体的功率；轴功率是指原动机传给泵轴的功率。

泵配带功率形式及大小由生产厂选配，并在产品样本中标出。

D. 汽蚀余量：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，用（NPSH）r表示。

校核泵的装置汽蚀余量、必须汽蚀余量是否匹配。当不能满足时，应采取有效措施加以实现。汽蚀余量分为有效汽蚀余量NPSHa和必需汽蚀余量NPSHr。对于给定的泵，在给定的速度和流量下所需的气蚀余量称为所需气蚀余量，通常用NPSHr表示。

（2）类比法、试验法

当泵管路系统的阻力值不能准确计算时，可用类比法或试验法确定所需泵的流量、扬程等性能参数。

6、选定泵的安装型式

根据管路布置、安装场地选择卧式、直联、立式和法兰安装式、底板安装式、耦合式、移动式安装。

 

7、 确定泵的台数和备用率

确定泵的台数和备用率需要考虑多个因素。

1）、对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联合作：

2）、一般来说，正常运转的泵，通常只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，但从节能角度讲，应选择一台大泵而不用两台小泵。然而，在某些情况下，可能需要两台泵并联工作，例如流量很大，一台泵无法满足需求，或者需要50%的备用率的大型泵。对于某些大型泵，可以考虑使用70%流量要求的泵并联操作，这样在一台泵检修时，另一台泵仍然可以承担生产上70%的输送。对于需要24小时连续不停运转的泵，应备用三台泵，一台运转，一台备用，一台维修。

3）备用率指的是备用泵的台数和操作泵台数的比值。例如两台操作泵并联一台操作，另一台备用，则备用率为100%。若三台泵并联，两台操作一台备用，则备用率为50%。泵的备用率应综合考虑各种因素的影响，包括液体的性质、工艺上的要求、泵本身运转的可靠性、维修的难易程度、泵的价格等。例如煤油厂加热炉的离心油泵或热电厂的锅炉加水泵，操作时任何时候也不允许停泵的情况下，必须一台泵操作一台泵备用，即备用率100%。对输送含有固体粒子的液体，因为泵的零件容易损坏，经常停泵检修，所以也必须采用100%的备用率。对间歇操作的设备或随时可以停泵的情况下，就可以不用备用泵，以减少投资。

确定泵的台数和备用率需要综合考虑各种因素，根据实际需求和工况条件进行选择。同时，也需要注意安全和节能的问题，以确保设备能够安全、高效地运行。

8、此外，选择水泵时还需要注意以下问题：

1）、弄清楚水泵输送的流体特性，包括温度、水质如颗粒的直径极其含量、腐蚀性、毒性、是否有燃烧爆炸性等。

2）、根据使用需求，选择需要的水泵类型及台数等。如对计量有要求的话，可选择计量泵。若是流量小杨程高，那么需使用旋涡泵或者往复泵。当流量大而扬程低，需使用轴流泵或者混流泵。

3）、选择水泵各个部件的材质，这时主要是根据水泵内流体腐蚀性、是否含有固体颗粒、介质的温度压力，据此选择部件材质，必要时要与水泵厂家沟通。其中介质的温度要是越高，那么材料强度就要越高，当温度在250度以上时，需使用钢件、或铸钢件。

4）、选择水泵的性能和参数。水泵的流量一般是以最大流量为标准，若是没有最大流量，则可选择正常流量的1.1倍。而扬程是要放大5%至10%。注意，离心泵的流量或扬程的余量要是过大，会导致汽蚀、导致流量扬程均不达标。