基础——离心泵分类及选型

泵的工作原理
众所周知，泵是输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。
泵的分类
泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。按照有无轴结构，可分直线泵，和传统泵。水泵只能输送以流体为介质的物流，不能输送固体。

泵的适用范围和特性比较
指标
叶片泵
容积泵
离心泵
轴流泵
旋涡泵
往复泵
转子泵
流
量
均匀性
均匀
不均匀
比较均匀
稳定性
不恒定,随管路情况变化而变化
恒定
范围m3/h
1.6~30000
150~245000
0.4~10
0~600
1~600
扬程
特点
对应一定流量,只能对应一定扬程
对应一定流量可以达到不同扬程,由管路系统确定
范围
10~2600m
2~20m
8~150m
0.2~100MPa
0.2~50MPa
效率
特点
在设计点最高,偏离愈远,效率愈低
扬程高时效率降低很少
扬程高时效率降低很大
范围(最高点)
0.5~0.8
0.7~0.9
0.25~0.5
0.7~0.85
0.6~0.8
结构特点
结构简单,造价低,体积小,重量轻,安装检修方便
结构复杂,振动大,体积大,造价高
同叶片泵
适用范围
粘度较低的各种介质(水)
特别适用于大流量,低扬程,粘度较低的介质
特别适用于小流量,较高压力的低粘度清洁介质
适用于高压力,小流量的清洁介质(
含悬浮液或要求完全无泄漏可用隔膜泵)
适用于中低压力,中小流量,尤其适用于粘度高的介质
离心泵的工作原理（叶片泵）
谈到水泵，一般都会想到离心泵，离心泵是叶片泵的一种。其工作原理如下：
水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。
离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提向高处的，故称离心泵。

轴流泵的工作原理
轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。
轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。
*轴流泵的一般特点：
（1）水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。
（2）扬程低（1～13米）、流量大、效益高，适于平原、湖区、河网区排灌。
（3）起动前不需灌水，操作简单。

混流泵的工作原理
由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。
泵的选型条件
1.输送介质的物理化学性
输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时需要考虑的重要因素。｛介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等｝
2.工艺参数（选型重要依据）
(1)流量Q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。泵数据表是上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.1～1.15倍。
(2)扬程H:工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05～1.1倍。
(3)进口压力Ps和出口压力Pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。
(4)温度T:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。
(5)装置汽蚀余量NPSHa:有效汽蚀余量
(6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。
3.泵的类型应根据装置的工艺参数、输送介质的物理和化学性质、操作周期和泵的结构特性等因素合理选择。
4.离心泵有结构简单，输液无脉动，流量调节简单等优点，因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵。
（1）有计量要求时，选用计量泵。
（2）扬程要求很高，流量很小无合适小流量高扬程离心泵可选时，可选用往复泵；如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
（3）扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。
（4）介质黏度较大（﹥650～1000mm2/s)时，可考虑选用转子泵，如：螺杆泵或往复泵；黏度特别大时，可选用特殊设计的高黏度螺杆泵和高黏度往复泵。
（5）介质含气量﹥5%，流量较小且黏度﹤37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。如允许流量有脉动，可选用往复泵。
（6）对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如：自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、自吸式容积泵。
综上所述：泵的类型的选择可以归纳为如下框图

5.如确定选用离心泵后，可以进一步考虑如下项目：
（1）根据介质特性决定选用哪种特性泵，如：清水泵、耐腐蚀泵，或化工流程泵和杂质泵等。介质为剧毒、贵重或有放射性等不允许泄露物质时，应考虑选用无泄漏泵（如：屏蔽泵、磁力泵）或带有泄漏收集和泄漏报警装置的双端面机械密封。如介质为液化烃等易挥发液体应选用低汽蚀余量蹦，如：筒型泵。
（2）根据现场安装条件选择卧式泵、立式泵（含液下泵管道泵）。
（3）根据流量大小选用单吸泵、双吸泵、或小流量离心泵。
（4）根据扬程高低选用单级泵、多级泵，或高速离心泵等。
以上各项确定后可根据各类泵中不同系列泵的特点及生产厂的条件，选择合适的泵系列及生产厂。
泵型号的确定
泵的类型、系列和材料选定后就可以根据泵厂提供的样本及有关资料确定泵的型号。
下面，我们以离心泵为例，确定离心泵的型号一般需要如下参数：
（1）额定流量和扬程的确定
额定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值时，取正常流量的1.1～1.5倍。额定扬程一般取装置所需扬程的1.05～1.1倍。对黏度＞20mm2/s或含固体颗粒的介质，需换算成输送清水时的额定流量和扬程，再进行以下工作。
（2）查系列型图谱
按额定流量和扬程查出初步选择的泵型号，可能为1种，也可能为2种以上。
（3）校核
按性能曲线校核泵的额定工作点是否落在泵的高效工作区内；校核泵的装置汽蚀余量NPSHa-必需汽蚀余量NPSHr是否符合要求。当不满足时，应采取有效措施加以实现。
当符合以上条件者有2种以上规格时，要选择综合指标高者为最终选定的泵型号。具体可比较以下参数：效率（泵效率高者为优）、重量（泵重量轻者为优）和价格（泵价格低者为优）。
原动机功率的确定
完整的水泵供水机组包含泵头，联轴器，原动机，底座等等配件。当我们选出需要的泵头的型号之后，我们需要确定所需要的原动机的功率：
1.泵的轴功率Pa计算

3.根据爆炸区域、防爆等级、电源和供气情况等选择合适的原动机。
参数意义：H—泵的额定扬程,m；Q—泵的额定流量,m3/s；ρ—介质密度,kg/m3；η—泵额定工况下的效率；Pa—泵额定工况下的轴功率,kW；Pd—泵出口压力,MPa；Ps—泵入口压力,MPa；ηt—泵传动装置效率；K—原动机效率裕量系数。