節水灌溉系統中水泵有那些種類?
水泵是現代節水灌溉系統的重要組成部分。除自壓灌溉系統外,基本上所有的灌溉系統都需要利用水泵進行加壓。今天我們來闡述水泵選擇依據及過程,介紹水泵的使用與維護方法,以更好地掌握水泵性能
1農業灌溉用水泵常見類型
目前,農田排灌中常用的水泵有離心泵、混流泵和軸流泵等葉片泵。北方地區廣泛采用井泵、潛水泵等抽地下水來灌溉;南方的丘陵山區則利用水輪泵來提水灌溉。
1)軸流泵。軸流泵的主要結構包括泵體、泵軸、葉輪、進水管、導水葉、出水彎管等。其工作原理是:葉輪高速旋轉,葉片產生升力,將灌溉水向上推壓,沿出水管流出。葉輪不斷旋轉,將水連續推送到高處。軸流泵揚程1~13m,流量大,操作簡單,效益高,適于大面積農田灌溉和排澇。
2)離心泵。離心泵的主要結構包括泵體、泵軸、葉輪、泵蓋、支架等。其工作原理是:葉輪高速旋轉產生離心力,灌溉水在此離心力的作用下被提向高處,水在葉輪流道里被甩向四周,壓人蝸殼,此時葉輪人口處形成真空,繼而吸人新的水。葉輪不斷旋轉,完成連續吸水、壓水,將水從低處揚到高處或遠方。使用離心泵的要求,一是進出水流方向互成90°;二是必須保證真空;三是安裝高度不能超過10m。
3)混流泵?;炝鞅玫娜~輪形狀介于離心泵和軸流泵葉輪之間,所以混流泵的提水動力是離心力和升力的綜合作用,灌溉水與葉輪軸成一定角度被吸入與流出。混流泵的揚程與流量較大,高效范圍寬,適于平原河網地區和丘陵地區灌溉。
4)水輪泵。水輪泵的主要結構包括離心泵和作為動力用的水輪機。其工作原理是:水輪機轉輪與泵葉輪裝在同一根軸上,利用水流能量沖擊水輪機的轉輪,帶動水泵葉輪旋轉,使灌溉水平順地流進轉輪,再通過吸出管流出。水輪泵結構緊湊,靠水力作用運轉,不耗費油電,適于農田排灌和山區抽水,
5)潛水泵。潛水泵的主要結構包括立式電動機、水泵、進水部分和密封裝置。電動機在下方,水泵在上方,出水管部分在水泵上面,工作時電動機與水泵都浸沒在水中。潛水泵的特點是結構緊湊,體積小,質量輕,安裝使用方便。使用潛水泵的要求是供電線路必須有可靠的接地措施,以保證安全;嚴禁脫水運轉,潛水深度不超過10m;被抽取的水應為溫度不高于20℃、無腐蝕性、含沙量低的清水。
6)井用泵。井用泵專門抽提井水。井用泵的主要結構包括帶有濾水器的泵體部分,輸水管和傳動軸部分,以及泵座和電動機部分。根據井水面的深淺和水泵揚程的高低,井用泵可分為深井泵和淺井泵。深井泵結構緊湊,性能穩定,使用方便,適于平原井灌;淺井泵揚程一般小于50m,適于大口井和土井
2水泵的選擇
灌溉工程中選擇合適的水泵很重要,主要應考慮以下3個方面:一是需要灌溉面積的大小和需水量的多少:二是配套動力和管路的布置:三是當地水資源條件和使用要求。
2.1流量的確定
水泵流量可根據灌溉面積和單位面積的需水量確定。計算時應考慮渠道輸水和田間水滲漏、蒸發引起的損失,一般需增加5%~20%。確定水泵流量時應考慮水源的供水能力,避免井小泵大、水量供給不足。
2.2揚程的確定
水泵的揚程是指單位重力的水通過水泵后其能量的增值,揚程體現了水泵揚水的高度。在計算水泵的揚程時,應考慮管路中的水頭損失。此外,揚程的確定還必須考慮到水源水位的變化,應保證水泵在枯水位和洪水位都能正常運行。
2.3配套動力的確定
農業灌溉系統水泵的配套動力設備主要是電動機和柴油機兩大類。電動機的特點是運行成本低,操作簡單,工作可靠,便于實現自動控制;但包括輸、變電設備在內,其設備投資高受電網影響大。柴油機的特點是不受電源控制,比較機動靈活;但運行成本較高,設備結構復雜,容易產生故障,操作、維護比較困難。二者各有優缺點,應從實際出發,因地制宜,綜合考慮各種因素來選擇。
配套動力可利用以下公式確定:
式中:N軸為水泵軸功率,kW;N配為動力機配套功率,kW;K為安全備用系數;η傳為傳遞效率;η水為水泵的效率;γ為水容積,取γ=lkg/L;Q為水泵的額定流量,L/6。
2.4轉速配套及傳動方式的確定
在_工作時,除了要求水泵與動力機的功率匹配外,它們的轉速也必須相配合。只有當二者額定轉速相等或相近時,才能使機組正常運轉。
1)直接傳動。水泵和動力機的額定轉速相等或很接近時,可采用直接傳動,用聯軸器將二者直接連接起來。直接傳動的特點是結構緊湊,傳動平穩,效率高。目前我國的水泵轉速一般都按照異步電動機轉速設計,所以電動機帶動水泵大多數為直接傳動。
2)間接傳動。當水泵與動力機(一般為柴油機)的額定轉速不相配,或軸線不在同一直線,或轉向不同時,必須采用間接傳動。使用柴油機的水泵機組均采用皮帶傳動。皮帶傳動的特點是傳動平穩,可起緩沖、減震作用,當出現過載時,皮帶打滑保護機械零件免受破壞,結構簡單,維修方便。一般柴油機的皮帶輪由生產廠商隨車附帶,因此機組的轉速配套主要是通過改變或確定水泵皮帶輪直徑來實現??紤]到皮帶輪打滑引起轉速減低而采取的安全系數為1.02~1.05。 2.5管路及附件的選配
管路和附件的選配應遵循經濟、安全和便捷的原則進行。選取合適的管路直徑,降低管路中的流速,減少管路損失。附件應在保證安全的前提下選取,使其對管路損失達到最小。
3水泵的應用
3.1水泵的安裝
水泵的安裝必須嚴格按照產品使用說明書的要求進行,在泵房布置、管路布囂、動力連接等方面應考慮到水泵的安全有效運行。
3.2水泵的使用與維護
1)水泵啟動前應清除泵體及傳動裝置的灰塵和油污;清除進水池內及水泵濾網上的雜物;檢查各部件的安裝位置是否正確,各閥門開關是否靈活:檢查各部位的連接螺栓,如有松動需擰緊;檢查各軸承的潤滑情況,按要求加足潤滑油。
2)水泵運行時,隨時注意聲音和震動情況,發現隱患要及時調整,以防止事故發生:隨時注意各儀表指針變動情況,發現異常及時停車,查找并解決問題:經常檢查軸承溫度和潤滑情況;檢查進水口管路、填料有無漏氣現象
3)水泵運行結束后,應及時將水泵和管路中水放空,防止凍壞或生銹;擦干水泵及管路上的水漬和油污,保持清潔;檢查軸承油污磨損、點蝕等現象。
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