一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法与流程

本发明属于水利工程和流体机械工程技术领域，涉及一种泵装置的选型方法，特别是涉及一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法。

背景技术：

在泵站设计流量、扬程已知条件下，大型泵站设计的目的是确定泵装置型式、水泵机组台套、水泵叶轮直径、水泵转速，并优选水泵水力模型，确保泵站机组安全稳定、高效运行。由于需要兼顾的参数较多，至今未能形成有效的选型技术与方法。往往根据经验，采用试凑方法进行比选，工作效率很低。低扬程泵站进、出水流道损失占净扬程的比重较大，且很难进行理论计算，而通过等流量加水力损失校核水泵扬程理论上就不是保证泵装置在高效区工作。现有泵站设计选型过程无法保证设计质量，必然造成机组运行效率低，容易出现安全隐患。因此针对上述情形，有必要设计出一种大型泵站低扬程泵装置的选型方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有泵站设计选型过程中存在的不足，提出一种一种大型泵站低扬程泵装置的选型方法，通过数据分析，结合流动相似理论，将水泵nd值与泵装置比转数建立量化关系，使水泵选型过程程式化，极大提高了设计效率和设计质量。

本发明的技术方案是：一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法，其特征在于，所述选型方法的具体步骤如下：

(1)根据已知泵站设计流量q0和扬程h；

(2)通过机组台数z，由公式其中，q为水泵单机流量；q0为泵站设计总流量；z为机组台数，得出水泵单机流量q；

(3)通过初选nd值，将nd值代入公式其中，n11为水泵单位转速；h为泵站扬程，得到水泵单位转速n11；

(4)通过水泵单位转速n11，由简化的线性关系得，泵装置比转数ns＝3.2364n11-306.9；

(5)判断步骤(4)中的泵装置比转数是否有相对应的优秀水力模型；

(6)若步骤(5)中判断结果有与之相对应的优秀水力模型，则分别由下列两个公式计算出水泵转速n和水泵叶轮直径d；

其中，n为水泵的转速；ns为泵装置比转数；h为泵站扬程；q为水泵单机流量，

其中，n11为水泵单位转速；h为泵站扬程；n为水泵的转速；

(7)判断步骤(6)中n是否符合对应电机转速，若符合则选择该方案；

(8)若步骤(5)中判断结果不符合优秀水力模型，则进入步骤(3)通过调整nd值直至找到与之对应的优秀水力模型；若步骤(7)中的n与电机转速不对应则再次进入步骤(3)。

步骤(2)中所述不同机组台数z的方案数不少于3个，通过z求得水泵单机流量q。

步骤(3)中所述nd值范围为280～435。

步骤(6)中所述转速n与动力机及减速器变比相对应，选定转速方案数量不少于2个。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法，选型方法科学，原理清晰，通过已知泵站设计流量q0、扬程h，通过选取2～3个方案的机组台数z求得水泵单机流量q，通过调整nd值，获得与优秀泵装置相近的比转数，从而确定水泵的转速n及水泵叶轮直径d，通过泵装置模型试验数据库和比转数与nd值的量化关系，通过调整机组台数、nd值，快速实现水泵装置的优化选型，提高了选型效率，选型质量得到了提高。

附图说明

图1为本发明选型流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法，选型具体步骤如下：

(1)根据已知泵站设计流量q0和扬程h；

(2)通过机组台数z，由公式其中，q为水泵单机流量；q0为泵站设计总流量；z为机组台数，得出水泵单机流量q；

(3)通过初选nd值，将nd值代入公式其中，n11为水泵单位转速；h为泵站扬程，得到水泵单位转速n11；

(4)通过水泵单位转速n11，由简化的线性关系得，泵装置比转数ns＝3.2364n11-306.9；

(5)判断步骤(4)中的泵装置比转数是否有相对应的优秀水力模型；

(6)若步骤(5)中判断结果有与之相对应的优秀水力模型，则分别由下列两个公式计算出水泵转速n和水泵叶轮直径d；

其中，n为水泵的转速；ns为泵装置比转数；h为泵站扬程；q为水泵单机流量，

其中，n11为水泵单位转速；h为泵站扬程；n为水泵的转速；

(7)判断步骤(6)中n是否符合对应电机转速，若符合则选择该方案；

(8)若步骤(5)中判断结果不符合优秀水力模型，则进入步骤(3)通过调整nd值直至找到与之对应的优秀水力模型；若步骤(7)中的n与电机转速不对应则再次进入步骤(3)。

如图1所示，一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法的选型原理如下：

选型方法基于大数据，收集了优秀水泵水力模型组成的各类泵装置模型试验成果，比转数基本实现了低扬程范围的全覆盖。使用泵装置模型试验成果避免了精度不高的进、出水流道水力损失计算，有效提高泵装置性能的可靠性。

通过数据分析，得出泵装置扬程系数ψ与泵装置比转数ns的关系可以回归成ψ＝13285ns^-1.407，由于扬程系数ψ、单位转速n11分别为

则泵装置比转数表达为与单位转速的关系

ns＝0.6456n11^1.3732

简化为线性关系后得出

ns＝3.2364n11-306.9

由于扬程h已知，通过给定nd值，可获得泵装置比转数ns，也就明确了泵装置型式及水泵水力模型的选择。水泵机组流量q已知，根据比转数

即可求出水泵转速n，从而确定水泵叶轮直径d，最终实现水泵选型。