水泵「选型计算」、「故障诊断」...

引言：“我们厂的水泵又双叒叕坏了！哎...到底哪种水泵「皮实」一点？又该怎么选择确定水泵的具体型号？”

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离心泵VS潜水泵

通常在污水处理中所采用的水泵分为两种：一种安装于污水外，称为离心泵即干式泵，另一种直接安装在污水中，称为潜水泵。

1、离心泵

由于离心泵安装于污水外，运行时只有水泵的吸水管和叶轮淹没在污水中，能够保持设备的干燥，避免泵体受污染，方便后续的管理、养护及维修。

但是由于其构造关系，如果水泵中没有水就无法进行介质的输送，且极易损伤叶轮和泵体导致设备损坏。

因此，

◎ 当污水厂的占地足够大，且客户要求水泵安装于水池外，可以考虑采用离心泵。

◎ 当水泵必须置于液体外，且启动液面低于水泵叶轮淹没水位时，必须选用带引水辅助设备的离心泵或自吸泵。

2、潜水泵

但由于潜水泵的泵体安装在水池内，运行时水泵及管件均淹没在水中，不存在进水管灌水及水泵吸程的问题，水池的有效容积会更大。

但其缺点就是设备浸入污水中会受到腐蚀 ，养护管理及维修较为麻烦。

因此，

◎ 当污水厂占地面积不大，且对水泵的安装环境无特殊要求，建议采用潜水泵；

◎ 若水池深度超出水泵吸程 ，则必须采用潜水泵。

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污水泵VS清水泵

根据输送介质中所含杂质的多少，又可将水泵分为两种：一种是清水泵，另一种是污水泵。

1、清水泵

清水泵对输送介质的清洁度要求较高，一般要求介质中固体体积含量不超过0.1%，粒度不大于0.2mm，否则极易堵塞水泵，对泵体、叶轮造成损坏。

一般来说，

对于清洁度较高，物理化学性质类似于清水的污水，建议采用清水泵进行输送，如清洗废水、含油废水等。

2、污水泵

污水泵的结构原理同清水泵一样，但进行了一些内部构造的更改，如加大水泵流道、增大叶轮间隙、取消叶轮护圈、增加锯齿片等，因此可以输送含杂质较多的介质。

一般来说，

对于含有大量杂质（如较大固体颗粒、各种纤维）的污水，必须选择污水泵来作业，如生活污水、纺织业废水、造纸业废水等。

需要特别说明的是，对于有腐蚀性的或高温的污水，必须有针对地选用特殊材质的耐腐蚀泵，如塑料、不锈钢等材质制造的水泵，否则泵体容易被腐蚀，使整个系统的运行受到影响。

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如何确定选择水泵的具体型号？

要想选择到合适的具体水泵型号，就必须先根据具体的设计参数计算出所需水泵的流量和扬程，然后根据实际水泵的特性曲线进行比较和选择。

1、水泵流量的计算

根据工程设计水量和设计水泵数量 ，即可计算出单台水泵的设计流量。计算公式如下：

Q=Q总/n

式中，

Q——单台水泵设计流量（m3/h）；

Q总——工程平均小时流量（m3/h）；

n——水泵台数（台）。

值得一提的是，对于小流量的工程一般采用2台水泵，一用一备；对于大流量的工程可采用3台水泵，两用一备。

运行时两台水泵同时运行，若使用中的水泵出现故障则更换备用水泵，故障水泵可拆下进行维修，这样备用水泵的投资比一用一备要更经济。

最后，需要说明的是，采用多台水泵时应尽量选用同型号水泵 ，方便维护管理。

2、水泵扬程的计算

众所周知，水泵总扬程是由水泵吸水高度、扬水高度及管路水头损失三方面共同决定的。因此，一旦水泵流量、管径及管道布置确定，水泵设计扬程就可确定了。

H≥h1+h2+h3+h4

式中，

H——水泵总扬程（m）；

h1——吸水管水头损失（m），一般包括吸水喇叭口、90度弯头、直线段、阀门，渐缩管等；

h2——出水管水头损失（m），一般包括渐扩管、止回阀、阀门、短管、90度弯头（或三通）、直线段等；

h3——集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差（m）；

h4——安全水头（m），估算扬程时可按0.5m~1.0m计 ，注意详细计算时应慎用，以免工况点偏移。

值得一提的是，对于污水处理工程而言，水泵的主要作用是提升高程而不是长距离送水，输水管路一般不长，沿程阻力损失可忽略不计。

因此，水头损失只需计算局部阻力损失即可，具体计算公式如下：

hx= ξx·[(Vx^2)/(2g)]

式中，

x——1、2（1吸水管，2出水管）；

h——局部水头损失之和（m）；

ξ ——局部阻力系数之和；

v——水管流速（根据水泵流量及管径计算）；

g——重力加速度，为9.81m/s2。

需要说明的是，若采用潜水泵，则吸水管水头损失h1（1吸水管）可不考虑。

3、水泵选取的原则

通常来说，水泵制造商会针对其生产的每一款水泵提供水泵的高程-流量特性曲线（H-Q），水泵的效率-流量曲线（η-Q）。

针对每个不同的工程，计算得出实际所需要的水泵的高程为Hc，流量为Qc，在上图中显示为一个具体的坐标点C。

水泵特性曲线图

选取水泵的原则如下：

1）选取的水泵的H-Q曲线必须同时满足流量和扬程的要求。

理想状态是点C能落在曲线上，但实际工程中这种情况很少，此时必须在保证流量的前提下，让水泵工况点扬程略高于设计扬程（所选择的水泵的H-Q曲线需要略高于工程需求点C）。

2）一般水泵的工况点不会是水泵的最高效率点，但要求工况点应靠近水泵的最高效率点 ，以保证水泵的运行效率（Qc位于η-Q曲线的波峰位置附近）

同时，由于水泵在运行过程中，水池中的水位是变化的，水泵或者水泵组在这个范围内变化时都应处于高效区。

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污水厂水泵故障分析的3种方法

1、水泵听诊法

水泵在正常运转情况下，所发出的声音是具有一定规律的。

当出现重、杂等异常声音时，就可以大致地判断水泵内部是否出现松动、撞击以及不平衡等安全隐患，或可以通过用手锤敲打水泵部件，听是否存在破裂的杂音，就可以判断是否出现裂纹。

当让，有的同行会采用电子听诊器来进行判断。通过对水泵同一位置、同一转速、不同时间的信息进行对比，来判断水泵是否存在安全隐患。

◎ 当耳机出现清脆尖细的杂音时，一般诊断为相对体积较小、强度较高的部件发生裂纹或者是局部缺陷造成的；

◎ 当耳机出现低沉混杂的杂音时，一般诊断为相对尺寸较大、强度较低的部件发生裂纹或者是局部缺陷造成的；

◎ 当耳机发出的杂音增加较快时，则说明水泵的故障正在发展，杂音越大，说明故障越严重。

2、振动及温度测定法

水泵的轴承振动对轴承的损伤非常敏感，如压痕、裂纹、锈蚀等磨损都会在轴承的振动测量中反映出来。

因此，通过水泵轴承的振动测量器及频率分辨器等可以精确地测量振动的大小，通过对频率分布可推断出水泵的异常情况。

轴承损坏时，严重的会引起设备的停机，因此在重要的轴承最好加装温度传感器。

正常情况下，轴承润滑或再润滑后会伴随自然温度的上升，并持续一到两天。

采用配备有热电偶探头的温度计来测量滚动轴承、主轴箱以及电动机等部件的表面温度，具有判断位置迅速、数据准确以及触测方便等优点。

3、视觉观察法

通过视觉观察，可以判断水泵部件有无松动及裂纹等损伤，润滑油脂是否正常，水泵设备是否运行正常，有无异常情况等，通过对水泵设备上各类仪表仪器的显示状态，来了解水泵运行状态的变化。

这里常用的一种视觉观察法为磁塞法。

磁塞法指的是通过设备，将设备润滑油中的磨损颗粒进行收集，从而实现磨损的状态监测。

其原理是将带有磁性的赛头插入润滑油中，收集磨损产生的铁质的颗粒，直接用肉眼或者借助显微镜来观察磨损颗粒的大小、形状以及数量，从而来确定水泵部件的磨损情况。

◎ 发现颗粒小且数量较少，说明水泵运转正常；

◎ 如颗粒较大，则要引起注意，密切观察水泵的运行状态；

◎ 假如多次出现大颗粒现象，就是即将出现故障的前兆，要立即停机检查。

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水泵常见的5个故障问题与应对措施

由于水泵的型号、使用程度、使用方法各异，发生故障和问题也多种多样，以下对于经常见到的水泵故障、故障原因及具体的处理方法进行了总结。

1、水泵无法启动

1）故障原因：

水泵无法启动可能是电源或者是水泵自身故障两方面的原因。

2）应对措施：

◎ 首先查看电源的供电情况，看看电源的接头否牢靠，开关是否紧密，保险丝是否完好。

◎ 如果出现短路、短路、保险丝烧坏等问题，应及时进行修复。

◎ 如果不是电源问题，应检查水泵自身有没有故障：是否是填料太紧导致叶轮与泵体间有杂物。泵轴是否发生弯曲或者生锈。

◎ 如果有上述问题，应将填料放松，同时对引水槽进行疏通，或者拆去泵轴进行校正或更换新泵轴。

2、水泵不上水或者流量不足

1）故障原因：

◎ 吸水管有漏水现象或者底阀出现漏气；

◎ 进水口发生堵塞；

◎ 底阀在水下的深度不够；

◎ 水泵运转速度不够；

◎ 叶轮磨损过于严重；

◎ 吸水达不到或者超过指定高度：也有可能不是水泵本身的问题，而是当地水量太小。

2）应对措施：

◎ 查看这时水泵的电流电压是否有异常。如果电流明显变小，比如只有平常的一半或者稍多，就有可能是叶轮磨损或者止逆阀出现堵塞现象。如果跟平时电流相比没有太大差异，有可能是管垫、管子或是泵体出现了漏水现象。倘若比平时的电流还大，就要从易损件的磨损方面找问题。

◎ 对吸水管和底阀进行检查，查找是否有漏气源。对进水口的淤泥等堵塞物进行清除。查看底阀的入水深度，确保不小于进水管直径的2倍，如果不够要加深底阀的入水深度。

◎ 检查电压，看是否是因为电压过低带动不起来。或者动力与转速不相配套或者出现皮带打滑现象，造成转速过低。

3、电动机过热

1）故障原因：

◎可能是因为电源电压过高；

◎也可能是水泵或者电动机本身出现了问题。

2）应对措施：

◎ 检查电源电压：如若电压变化浮动很大，就是因为电压不稳造成的，应暂时立即停止使用，以防造成更严重的后果。或者对电动机安装相应的散热保护措施进行保护。

◎ 查看水泵：有可能是水泵的选用与电动机不配套，使电机长时间运行后温度过高；还有可能是工作时间超过了电动机的规定工作时间，此时，应该严格限制使用时间和次数，选用正确的热保护，并且要按说明书上标定的定额使用。

◎ 查看电动机本身的接线：有可能是接线错误造成的高温，如果接线错误要迅速接回正确的方法。

◎ 检查是否是通风系统出现问题：看看风扇有没有被损坏，风扇的旋转是不是正确，有没有异常物把通风孔堵塞。

◎ 查看电动机的绕组：如果绕组受潮或者是绕组上有灰尘、沙粒等附着物，有可能会导致绕组的绝缘性降低，应立刻予以清除。

◎ 查看周围环境：当周围温度高于 35 度时，会使进风的温度升高，造成电动机的过热，应尽量改善工作环境。比如搭建荫棚来遮阳等等。

4、功率损耗过大

1）故障原因：

◎ 螺旋杆的运转速度太高；

◎ 水泵的主轴出现弯曲或者水泵与电机的主轴出现不同心或者不平行现象；

◎ 选用了不适合的水泵扬程；

◎ 水泵中有堵塞物；

◎ 电机的滚珠或轴承出现损坏。

2）应对措施：

◎ 首先对电路电压进行检查，减少水泵的转速。

◎ 对水泵主轴进行矫正，对水泵与电机的位置进行相对调整。

◎ 尽量选择适合扬程的水泵。

◎ 清理水泵中或者周围的泥沙等堵塞物。

◎ 将电机的滚珠轴承进行更换。

5、泵体出现剧烈的振动

1）故障原因：

◎ 电动转子出现不平衡转动的现象。

◎ 轴承出现磨损发生弯曲。

◎ 水泵转动部分零件出现松动、破损。

◎ 管路支架不稳，出现晃动。

◎ 水泵安装不牢或者安装过高。

◎ 电机滚珠轴承损坏。

◎ 水泵主轴发生弯曲，主轴与电机主轴不平行。

2）应对措施：

◎ 安装是尽量保证水泵的平稳，水泵不宜装得过高。

◎ 对水泵的电机轴进行更换。

◎ 矫正发生弯曲的主轴，调整电机与水泵的位置使两者平行。