泵的知識

    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、運行管理。
    1、管材多采用鋼管或鑄鐵管。采用鋼管時，接口可采用焊接或盤接，能有效地減少漏氣的可能性，同時即使發生漏氣也容易修復。
    2、泵吸水管內真空值達到一定值時，水中溶解氣體就會因管路內壓力減小而不斷逸出，如果吸水管路的設計考慮欠妥時，就會在吸水管道的某段（或某處）上出現積氣，形成氣囊，影響過水能力，嚴重時會破壞真空吸水。為了使泵能及時排出吸水管路內的空氣，吸水管應有沿水流方向連續上升的坡度i，一般大于0.005，以免形成氣囊（圖1）。由圖可見，為了避免產生氣囊，應使沿吸水管線的高點在泵吸入口的頂端。
    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有一定的淹沒深度、懸高和間距。為防止池中產生旋流和渦旋破壞水泵的吸水條件（吸入空氣），吸水管進口應遵循以下規定：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，當淹沒深度不夠時應加設水平擋板，見圖2。為了防止泵吸入井底的沉渣，并使泵工作時有良好的水力條件，吸水管的進口高于井底不小于0.8D（D為吸水管喇叭口或底閥擴大部分的直徑，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，每臺水泵設置單獨的吸水管。如果條件限制難以保證時，應保證每臺工作泵有一條吸水管。
    6、采用自灌式工作的水泵，應在吸水管路上設置離閘閥，以便水泵檢修時斷水。
    7、為減小吸水管進口處的水頭損失和改善吸水井的水流狀態，吸水管進口通常采用喇叭口形式。當水泵采用自灌式工作或真空設備引水時，不設底閥；水泵采用壓水管壓力水灌泵時，應設底閥。如水中有較大的懸游雜質時，喇叭口外面還需加設濾網，以防水中雜物進入泵內。
    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。普通底閥結構示意如圖4所示。底閥水流阻力大，容易卡澀、磨損，導致漏水，因此，需經常更換。底閥過去一般用水下式，裝于吸水管的末端，在泵停車時，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。現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，流速宜為1.0~1.2m/s；管徑在250~1000mm時，流速宜為1.2~1.6m/s；直徑大于1000mm時，流速宜為1.5~2.0m/s。
    【例5-2】設泵安裝高度為4m，底閥距離吸水池中低水位為3.5m。試計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 水上式底閥計算示意圖

    【解】設泵啟動前L1段內的壓力為P1空氣容積為V1，垂直段L2內壓力為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。
    考慮到水管內的水頭損失和泵填料盒漏氣及經過水上式底閥本身的水頭損失等，還須乘以修正系數K，其值見表1。
    因此，L1段水管長度應為：L1=2.5×2.33=5.8(m)(取6m)

表1  修正系數K

    二、吸水管路布置
    泵站采用一臺水泵一條吸水管的布置，一般不設聯絡管，如果因為某種原因，必須減少泵吸水管的條數貳設置聯絡管時，則在其上應設置必要數量的閘閥，以保證泵站的正常工作。但是這種情況應盡量避免，因為，在泵為吸入式工作時，管路上設置的閘閥越多，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一個閘閥1，在公共吸水管上裝設兩個閘閥2，每臺泵附近裝設一個閘閥3。當兩個閘閥2都關閉的時候，水分別由兩條吸水管路引向泵H1和H3。其他情況運轉時（H1和H2或H2和H3），要開啟兩個閘閥2中的一個。如果閘閥1中有一個要修理，則一條吸水管將供應兩臺泵吸水。
    設置公共的吸水管路，雖然縮短了管線的總長度，但卻增加了閘閥的數量和橫聯絡管，所以它只適用于吸水管路很長而又不能設吸水井的情況。