泵站運行工系統(tǒng)理論知識

培訓教材

適合泵站運維人員的系統(tǒng)理論學習，推薦理論學習+實際跟班的形式進行。對于大學沒有

好好系統(tǒng)學習的學生，也有較大的幫助）

二0一八年編訂

第一節(jié)水力特性

'水力學基礎

1.主要物理性質

密度（比重）T=1000Kg/m容重丫=9800N/m3

2.大氣壓

絕對壓強：考慮大氣壓的壓強

相對壓強：以一個大氣壓為壓力零點，與大氣壓的差值。

1個標準大氣壓=10.33mH20=760mmHg

2242

1個工程大氣壓=10mH20=1kg/cm=9.8N/cm=9.8N/10m

=0.1MPa

2

1mH?0=0.01MPa=0.1ka/cm

3.真空

正壓、負壓（真空）

真空:當某處的絕對壓力小于一個大氣壓力時，即認為該處存在真空

真空值Pv=Pa-P

真空度=Pv/PaX100%

4.水壓

（1）靜水壓強：方向與受力面垂直，大小與該點坐標有失，與受力面方向無

關。

（2）絕對壓強與相對壓強：正壓、負壓（真空度）

5.水能：

水能=位能+壓能+動能

水能與水頭（揚程）的關系

2

6.水能（水頭）損失

水頭損失=局部水頭損失+沿程水頭損失

揚程損失

二機械基礎

1.金屬材料分類分類黑色金屬：以鐵為基礎的合金，如鋼、生鐵有色金屬：以鐵

為基礎的合金，如銅、鋁、銅合金'鋁合金

2機械性能：金屬材料在使用過程中，受到外力作用時，表現(xiàn)出來的抵抗變形或破

壞的能力

1）強度：抵抗變形的能力（抗拉、抗彎、抗壓）

2）硬度：抵抗比它更硬物體壓入的能力

3）塑性：產生永久變形而不會被破壞的能力

4）韌性：在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力

3.鋼、鐵的區(qū)別

鋼：含碳量小于2%

鐵：含碳量大于2%

4巴氏合金特點①足夠抗壓強度和稍次于軸的硬度②足夠塑性和沖擊韌性

③摩擦系數(shù)小，導熱性好

3

第二節(jié)水泵的特性及參數(shù)

、水泵的特性參數(shù)

1?流量

流量，又稱排水量，出水量，是指水泵在單位時間內輸送出去的水量。（體積或重量）用符號

“Q”表示。單位為m3/h、m7s、L/S等。

水泵銘牌上的流量指水泵的額定流量（設計流量），在此工況運行時，效率最高。

2揚程

揚程又稱為水頭，是指被抽送的單位重量的液體從水泵進口到出口所增加的能量，用

符號“H”表示。單位為mH?o（lmH2O=9.8kPa）習慣簡稱為m。揚程在數(shù)值等于水在泵出口處的單位能

量，與進口處單位能量的差值。

設水泵在進口處斷面（I?I斷面），單位質量的水的能量為EI,在出口處斷面（n?n斷面），

單位質量水的能量為22

AV,HV,1

En,則揚程為H=En-E1.其中EZ1B-B,Euz/-or2gr2g

5E

圖

水泵揚程示意圖

4

H=H實+His.H=H吸+H壓

3?功率

功率是指水泵所需要的外加功率，它是由動力機通過泵軸傳遞而使葉輪軸上獲得的功

率，所以也稱軸功率，用符號“P”表示。單位是KW。

水泵在運行時不可避免地有各種損失，所以，除了軸功率之外，還有有效功率(P軟),

它是指被抽送水體實際得到的功率。

zfgQH'QH"、

P?=:g?(w)=(kw)

10001000

式中，丫一水的容量，N/m‘；Q-■水泵的流量,m'/s；H一水泵的揚程，m。

4?效率

效率標志著水泵傳遞能量的有效程度。它是水泵有效功率與軸功率的比值。一般用符號

””表示，通常寫成百分數(shù)“%”形式。

即=竺100%

P

葉片泵內的功率損失由三部分組成，即機械損失，容積損失和水力損失；與之相對應的

是機械效率，容積效率和水力效率。要提高水泵效率，必須盡量減小機械損失和漏水量；保

持過水表面光滑，避免銹和堵塞；并力求改善過水部分的設計、制造和裝配，從而達到經(jīng)濟運行的目的。

5?轉速

輕速是指泵軸每分鐘旋轉的周數(shù)。用符號“n”表示。單位是：轉/分鐘，即r/min。銘

牌上標示的為額定轉速。為了與同步電動機配套，采用電動機的轉速作為額定轉速。

6?允許吸上真空高度和臨界汽蝕余量

(1)允許吸上真空高度(Hs)，為了保證水泵內的壓力最低點不發(fā)生汽蝕而允許的水泵進

□處的最大真空度。水泵內的壓力最低點是指葉輪進口附近的葉片背面的低壓區(qū)，當該區(qū)的

壓力下降到水的汽化壓力后，就會在水泵葉輪進口處發(fā)生汽蝕，使水泵過流部件遭到破壞，并影響運行特

性，因此要盡量避免水泵發(fā)生汽蝕。即水泵在運行時，要保證水泵葉輪進口處

的真空度小于水泵生產廠家給出的允許吸上真空度[Hs]。

允許吸上真空高度(Hs)-指水泵在標準狀況下(即水溫為20C-表面壓力為一個標推

大氣壓)運轉時，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)?單位為

H1H20。水泵廠一般'常用Hs來反映離心泵的吸水性能。

(2)臨界汽蝕余量，是指泵內壓力最低點的壓力為汽化壓力時，泵進口處單位重量的水

所具有的大于該汽化壓力的剩余能量。也就是說泵進口處-泵進口處單位重量的水所具有的

5

這個剩余能量是為了保證泵內壓力最低點不發(fā)生汽蝕而必須具備的能量。

氣蝕余量[:h]——指水泵進口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能

量。水泵廠一般常用氣蝕余量來反映軸流泵的吸水性能。單位為mH?。。

二、水泵的汽蝕

汽蝕又稱空蝕（空化），是指水泵在運行過程中，由于某些原因使泵內局部位置的壓

力降低到水的飽和蒸汽壓力，水被汽化，形成汽飽，并隨水流向前運動，到達高壓區(qū)內受到

周圍液體的擠壓而潰滅。并由此形成的一系列對水泵過流部件的破壞作用稱為汽蝕。

1?汽蝕現(xiàn)象

在壓力一定的情況下，溫度上升水就會被汽化（沸騰），如在一個大氣壓力作用下，

水加熱到100C，就會被汽化。同理，當水溫一定時若水面上的壓力降到一定值，水也會被汽化。如水溫為

20c時，水面上的壓力降到0.24個大氣壓力，水就會開始氣.化（沸騰）

水泵運行時，泵內水的速度和壓力是變化的，速度越大，則壓力越小，通過在葉輪進

口處葉片背面的壓力最低，當此壓力小于或等于水的此水溫時汽化壓力時，水就會汽化，并

形成汽泡隨水流一起運動。當汽泡到達高壓區(qū)域時，蒸汽急劇凝結，汽泡破滅后，對過流表

面產生沖擊力，同時周圍水流迅速占據(jù)原來汽泡空間，水流質點相互撞擊，產生很大的局部

壓力。金屬過流表面由于受到長時間的連續(xù)打擊，受到機械破壞作用。同時過流表面局部會

產生高溫，會受到化學腐蝕以及熱電偶放電，從而受到化學破壞及電化破壞作用。水泵在汽

蝕狀態(tài)下運轉時，零部件特別是葉輪將會產生麻點、蜂窩孔、斷裂、穿孔，造成零部件的破壞，同時影響到

水泵的運行狀態(tài)。

2?吸上真空高度壓

吸上真空度是指水泵進口處水流的絕對壓力水頭小于大氣壓力的數(shù)值，即安裝在水泵

進口處真空表的讀數(shù)，用壓表示

2

V進

Hs二H吸」一h吸

2g

式中，Hs—水泵的吸上真空度。

H吸一水泵的安裝高度，即水泵基準面到進水池水面的高度。

2

Vi-水泵進口處的流速損失水頭。

2g

6

h吸一吸水管的水力摩擦損失水頭。

由此式可知，進水池水面和泵進口間的壓差，一方面用于把水體提升到H吸的高度，另

方面用于維持水的流動所需的流速水頭；同時用于克服因流動引起的水力摩擦損失。

2

假設y進、h%為定值，那么壓隨著H吸的增加，而增加當H貝增大至某一數(shù)值時，水泵

2g

開始發(fā)生汽蝕，此時相對應的Hs稱為最大吸上真空度以Hsmax表示。為了避免汽蝕的發(fā)生，規(guī)定留0.3m的

安全余量，即Hsmax減去0.3m，作為允許吸上真空度，以〔加〕表示?！矇骸持涤?，表明泵的抗汽蝕性

能愈好。水泵在運行時，應使其Hs<LHs］。

3.汽蝕余量△h

汽蝕余量是指在葉片泵進口處，單位重量的水所具有的大于汽化壓力的剩余能量。

式中△h---汽蝕余量5m;

血一一泵進口處的壓能，m;

2

2

丫進一一泵進口處的動能，叫

2g

—所抽水體在相應水溫下的汽化壓力，m。

2

水泵運行時葉輪片進口附近的水流壓力比水泵進口處的壓力還要低。當該點壓力低

于汽化壓力時，開始發(fā)生氣蝕。我們將泵進口處的總水頭與剛剛開始發(fā)生氣蝕的壓力（汽

化壓力）的差值，稱作臨界氣蝕余量，以^h而表示。為保證水泵運行時不產生氣蝕，

必須提供比△h時稍大的氣蝕余量，一般h*+0.3m。通常記作〔△h〕?！病鱤〕愈小，表明水泵的抗

汽蝕性能愈好。即欲使水泵不發(fā)生氣蝕，必須滿足4h>〔△h〕。

4.減輕汽蝕的措施

水泵產生氣蝕時，會產生噪音和振動。影響水泵性能，使流量、揚程、功率、效率下降；破壞機組零

部件；有時甚至無法工作。

葉輪葉片進口區(qū)域的壓力下降與很多因素有關。為防止汽蝕，就必須保證葉輪進口區(qū)

7

域的壓力應大于該水溫下的汽化壓力。通常采取以下措施：

1）合理確定水泵的安裝高度，要適當降低水泵安裝高度。

2）降低水泵的工作轉速，不能長時間超過額定轉速運行。

3）被抽水體水溫不宜過高。

4）盡量減小進水管路水頭損失，如增大管徑、縮短管長、減小管路閥件，提高管內

壁的光潔度。

5）改善葉輪的水力設計，提高其光潔度。

6）在易汽蝕部位涂環(huán)氧樹脂。

7）應盡量在額定情況下運行。

三、水泵工作點的調節(jié)

如果水泵的工作點，不在高效率區(qū)范圍內，或所求工作點的性能參數(shù)不符合流量的要求。就必須設

法改變水泵特性曲線或管路系統(tǒng)特性曲線，來移動工作點，使其符合經(jīng)濟運行

的要求。這種方法稱為水泵工作點的調節(jié)。常見的方法有以下幾種。

1、變閥調節(jié)

將出水管路上的閘閥關小時，管路阻力中增加一個附加局部阻力。，閘閥關得越小，

附加阻力越大，相應的流量就變得越小。

2、變速調節(jié)

采用降低或升高轉速的方法來擴大水泵的使用范圍。

水泵轉速的變化將引起水泵性能的變化，它們之間的關系稱為比例定律：

（1）流量與轉速的一次方成正比，即

Hi

（2）揚程與轉速的二次方成正比，即

（3）功率與轉速的三次方成正比，即

N

8

改變轉速的方法有兩種：是采用可變速的動力機，如柴油機；二是采用可變速的轉

動設備。比例定律只適用于相似工況。

3、變徑調節(jié)

沿外徑車小離心泵或混流泵的葉輪，改變葉片泵的特性曲線，從而調節(jié)葉片泵的

工作點，稱為變徑調節(jié)。軸流泵一般不宜車小葉輪。這種車小葉輪外徑改變水泵性能之

間的關系。稱為切削定律。

⑴葉輪切削前后的流量之比，等于切削前后葉輪外徑之比，即：9

Q2D2

(2)葉輪切削前后揚程之比，等于切削前后葉輪外徑二次方之比，即：

.2

HiDi

H2P2J

(3)葉輪切削前后，功率之比，等于切削前后葉輪外徑三次方之比，即：

型［3

N2D2

4、變角調節(jié)

用改變葉輪的葉片安裝角度，使水泵性能改變，以達到調節(jié)水泵工作點的方法，

稱為變角調節(jié)。它適用于有調節(jié)葉片角度裝置的水泵。

當進、出水池水位差變大時，把角度變小，在維持相當高效率情況下■適當?shù)販p

小出水量，使電動機不致過載；進、出水池水位變小時，把角度加大，使電動機滿載，

更多地抽水?？傊?，變角調節(jié)，可提高電機效率和功率。

另外，水泵起動時，將葉片安裝角調至最小，可以減輕電動機的起動負荷(大約

只有額定功率的25%);在停泵前，先把葉片安裝角調小，可以降低停泵時的倒流速度。

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第三節(jié)油系統(tǒng)

一、油的種類及作用油的種類很多，這里只敘述泵站的機組用油，大體可分為潤滑油和絕緣油兩

大類。

（一）潤滑油

1-透平油。有HU-22、HU-30、HU-46、HU-57四種，主要供給油壓裝置、主機軸承、油壓

啟閉機等。

2?機械油。有HJ?10、HJ-20'HJ-30三種，主要用于輔助設備軸承、起重機械和容量

較小的主機組潤滑。

3■壓縮機油。有HS-13和HS-19兩種，供空氣壓縮機潤滑用。

4?潤滑油脂（黃油）。供滾動軸承潤滑用。

（二）絕緣油1?變壓器油。有DB?10、DB-25、DB-45三種。供變壓器和互感器用。

2?開關油。有DU-10、DU-45號兩種，供斷路器用。泵站用量較大的是透平油（又稱汽輪機油）和

絕緣油（又稱變壓器油）。

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(三)油的作用

1、透平油的作用

(1)潤滑。油在軸承間或滑動部分形成油膜，以潤滑油的液體摩擦來代替固體間的干摩擦，減小設

備的發(fā)熱和磨損。

(2)散熱。機組轉動部件因摩擦會產生熱量，潤滑油在對流作用下，可將這部分熱量傳導給冷卻

水。

(3)傳遞能量。全調節(jié)泵葉片角度的調節(jié)和有些流道閘門的啟閉(如液壓啟閉機)、

頂機組轉子等都是由透平油傳遞能量的。

2、絕緣油的作用。

(1)絕緣。用油作為絕緣介質可以提高電氣設備運行的可靠性，縮小設備尺寸。

(2)散熱。變壓器因線圈通過電流而產生熱量，絕緣油可以吸收這些熱量，再經(jīng)冷卻設備將熱量傳

給水或空氣。

(3)消弧。

二、油的劣化與凈化處理

(一)油劣化的原因

油在運行或貯存過程，會因潮氣侵入而產生水分，或因運行中的各種原因而出現(xiàn)雜質、酸價增大、沉

淀物增多，從而使油階性質發(fā)生變化，將這種變化稱為油的劣化。油劣化的根本原田是油與空氣中的氧發(fā)

生作用，油被氧化了。使油加速氧化的因素有：

1"水分

水使油乳化，促進油的氧化，增加油的酸價和腐蝕性。水分進入油的途徑有：油在放置

過程中能吸收空氣小的水分；設備連結處不嚴密、漏水或油冷卻器破裂漏水；油冷卻器有砂眼水會滲入

油中；變壓器和貯油罐的油呼吸器干燥劑失效也會帶入空氣中的水分；在油的操

作系統(tǒng)中也可能混入水分。

2?溫度

油溫升高，吸氧速度快，會加速氧化，因此油劣化得快。

3?空氣

空氣中的氧和水氣引起油的氧化，空氣中的沙粒和灰塵將增加油中的機械雜質。

4?天然光線

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天然光中的紫外線促使油質劣化。試驗表明：經(jīng)天然光線照射后的油，再轉到避光處，油的劣化仍繼續(xù)

進行。

5.電流

機組運行中產生的軸電流會使油分解劣化，使油的顏色變深，并生成油泥沉淀物。

6.其他因素

如金屬的氧化作用，檢修后清洗不徹底，貯油設備用的油漆不合適而產生銹蝕，不同型

號的油混合等。

針對上述因素可采取相應的措施：如防止設備漏水至油中；加強油呼吸器的維護：保持

設備的正常工況，使油和設備不至過熱：減少油與空氣接觸，防止形成泡沫：避免陽光直射

貯油罐；在機組軸承中采用絕緣墊防止軸電流；采用正確的清洗方法與選用合適的油漆等。

但是，在長期運行過程中，油的性質仍會改變，需要采用油的凈化處理方法，才能恢復油原來的特性。

（二）油的凈化處理方法

1?澄清

這種方法設備簡單、便宜、方便，對油沒有傷害；但時間長，凈化不完全，酸質和可溶

性雜質不能除凈。

2.壓力過濾

是利用壓力濾油機把油加壓，通過具有能吸收水分和阻止一切機械雜質通過的過濾層

（常用的是濾紙）進行過濾，使油質凈化，這是泵站常用的凈化處理方法。

3?真空分離

真空分離的原理是根據(jù)油和水的沸點不同，而沸點又與壓力大小有關＞壓力增大，沸點

升高；壓力減小，沸點降低。真空濾油機就是把具有一定溫度（50-70C）的油，壓向真空

罐內，再經(jīng)過噴嘴擴散成霧狀，此時油中的水分和氣體在一定溫度和真空下氣化，形成減壓

蒸發(fā)，油與水分和氣體得到分離，再用真空泵經(jīng)油氣分離板，將水蒸氣和氣體抽吸出來，達

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到從油中除水脫氣的作用。

(三)油系統(tǒng)的組成

1.潤滑油系統(tǒng)

(1)推力軸承潤滑。推力軸承擔負著整個機組轉動部件的重量和水和軸向推力，大多

采用剛性支柱式，推力頭和主軸緊密配合在一起轉動，推力頭把轉動部分的荷重通過鏡板直

接傳給推力軸瓦，然后經(jīng)托盤、抗重螺栓、底座'推力油槽、機架最后傳給混凝土基礎。

鏡板和推力軸瓦，無論在停機或運轉狀態(tài)，都是被油淹沒的。由于推力軸瓦的支點和其重心有一定的偏

心距，所以，當鏡板隨同機組旋轉時，推力軸瓦會沿著旋轉方向輕微地波動，從而使?jié)櫥晚樌剡M入鏡

板和推力軸瓦之間，形成一個楔形油膜，這樣增強了磨擦的潤滑

和散熱的作用。

(2)電動機上、下導軸承的潤滑。大軸和軸頸一起轉動時，弧形導軸瓦分塊分布在軸頸外的圓周上，

大軸轉動時的徑向擺動力由軸頸傳給導軸瓦、支柱螺栓、油槽、機架。

停機時，油槽油淹到支柱螺栓的一半。機組運行時，軸頸隨著一道轉動，一方面把因磨

擦而產生的熱傳給油，熱油也隨之作圓周運動，又由于導軸瓦和軸頸的間隙經(jīng)常變化，造成一定的負壓，

使油槽中心部分的冷油，經(jīng)擋環(huán)和軸頸內圓之內隙而上移，再經(jīng)軸頸上導油孔

噴射到導軸瓦面上，使熱油和冷油形成對流，起到潤滑和散熱作用。

2?壓力油系統(tǒng)

壓力油系統(tǒng)是用來傳遞全調節(jié)水泵葉片調節(jié)機構所需能量的系統(tǒng)，它主要由油壓裝置和

調節(jié)器等組成。

圖5-2油壓裝置平面布置示意圖

1-電動機2-壓力油泵3-連接管道4-逆止閥5-彎管6-截止閥7-安全閥連接法蘭8-溢流閥9-壓力油輸油管

10-壓力油箱11-壓縮空氣進氣及放氣閥12-放油截止閥13-電接點壓力表14

■?壓力油箱吊環(huán)15-壓力油箱底腳16-空氣過濾器17-回油箱油位指示器18-進人孔蓋19-濾油網(wǎng)20-回

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油管21-回油箱

(1)油壓裝置。油壓裝置主要由回油箱、壓力油箱、電動油泵及管道、閥門等組成。壓力油箱為封閉

式圓筒形，筒上裝透明油位計、壓力表等，并由管道與油尖和高壓壓縮空氣連接。筒內貯油1/3左右，另

2/3充滿壓縮空氣。工作時，壓力油從壓力油箱中送到葉片調節(jié)系統(tǒng)。油位高時，要補充壓縮空氣，油位低

時，則用空氣閥放出多余的壓縮空氣，但壓力要保證在工作壓力范圍之內，壓力表就是監(jiān)視油壓的“電接

點壓力表不但監(jiān)視油壓，而且能自動控制油泵啟動，以保持壓力。

油泵，常用的是螺桿油泵和齒輪油泵，是油壓裝置的心臟。壓力油箱附件，包括逆止閥、安全閥、

壓力信號裝置'壓力表、濾網(wǎng)等。

油壓裝置的回油箱內的干凈油經(jīng)油泵吸入，經(jīng)連接管、逆止閥、連接彎管、截止閥、輸油管送到壓力油

箱，壓力油箱與壓力油系統(tǒng)母管相接，由支管送往每臺機組，經(jīng)截止閥進入受油器，受油器的回油均通向

回油母管，流向回油箱，經(jīng)濾網(wǎng)濾后繼續(xù)使用。

壓力油箱內貯存有壓縮空氣，箱上裝有四只電接點壓力表。在主機組運行過程中，壓力油箱向機組

葉片調節(jié)裝置供油，油壓逐漸下降，當降到正常工作壓力下限值時，第一只電接點閉合，使工作油泵啟

動，運轉載作，向壓力油箱補油，當壓力升到正常工作壓力上限值時，電接點斷開，使工作油泵停止運

轉。當工作油泵發(fā)生故障，油箱內壓力繼續(xù)下降到低于正常工作壓力下限值時，第二只電接點壓力表接

通，備注油泵啟動運轉。同理，到時斷開停止。在特殊情況下，若壓力油箱壓力仍繼續(xù)下降或到時仍繼續(xù)不

停地上升，油泵未能切斷，繼續(xù)

運轉。此時，第三只電接點壓力表發(fā)出壓力過低或壓力過高的信號，通知值班人員處理。第四只為備用。

回油箱有油位信號指示器，亦可發(fā)出油位過低或油位過高的信號，回油箱的正常油位一般為容器的

50%-60%正常情況下，壓力油系統(tǒng)在工作過程中耗油量是不大的。

(2)調節(jié)器。調節(jié)器是由受油器、配壓閥、操作機構三部分組成。也有的把配壓閥及本體合稱為受油

器，承擔調節(jié)葉片的功能。

(3)葉片角度調節(jié)裝置。全調節(jié)水泵葉片的調節(jié)，是通過葉片調節(jié)機構進行的。葉片與連桿一起，裝

在轉子體內，操作架上下移動，通過拐臂，連桿使葉片轉動，達到改變葉片安放角度的目的。

3.頂轉子系統(tǒng)

電動機的下機架上裝了四只制動器，制動器的活塞下腔接到高壓油管和壓縮空氣的管道

上，通過截止閥和電磁閥的動作，使制動器按人為控制分別執(zhí)行頂轉子或剎車制動的動作。

油頂一機組停止后，推力軸瓦與鏡板之間的油膜逐漸失去，按規(guī)定要求，停機48小時

(24小時)再啟動必須再頂起轉子4?61m■使推力軸瓦與鏡板之間重新進油形成油膜。

否則，有可能損壞軸瓦，增加啟動力矩使啟動困難。

14

步驟：

(1)將制動操作架上的高壓三通閥逆時針轉90。，切換

到頂轉子位置。即高壓手搖泵出口接通制動風閘。

(2)搖動手動泵使油壓增至額定壓力(約8.(M2MPa)，頂起轉子4?6mm.保持2?3min。

(3)打開手搖泵上的回油閥和制動風閘門排油閥，使制動風閘復歸，轉子落下。

(4)檢查風閘是否在落下位置。三通高壓閥順時針轉90度，切回到供氣位置，關閉排油

閥。

15

第四節(jié)氣系統(tǒng)

壓縮空氣的用途

(1)向油壓裝置的壓力油箱補給一定數(shù)量的壓縮空氣，以便貯備能量供給機組調整葉

片角度，工作壓力為25kg/cm：和40kg/cm’兩種>根據(jù)設計需要而定；

(2)機組停機時，供給制動器裝置的壓縮空氣，縮短停機時惰轉時間；

(3)供給虹吸式出水流道上真空破壞閥劫作的動力，保證停機后虹吸式出水流道斷流;

(4)供給站內電動工具檢修時用于吹掃、清潔以及其他用氣等；

二'氣系統(tǒng)的組成

氣系統(tǒng)包括空壓機'逆止閥、分離器、貯氣罐、安全閥有控制指示儀表等。

(一)空氣壓縮機

泵站常用的是活塞式壓縮機，它由機座、氣缸、活塞'連桿'配氣閥'飛輪等主要部件組成。

(二)貯氣罐

貯氣罐具有雙重作用。一方面，在空氣壓縮機工作時，可以消除氣體在系統(tǒng)中所產生的壓力波動現(xiàn)象>

起穩(wěn)壓作用；另一方面又能貯壓縮空氣。當壓縮空氣足夠使用時，空氣壓縮

機就可停止工作。貯氣罐應設置安全閥、壓力表計及排泄閥等。

(三)油水分離器

油水分離器主要由內體'外體兩部分構成。內體中裝有若干個小白鎏組成的過濾罩，使氣體

流動方向不斷改變，促使油水從氣體中分離出去。

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（四）汽水分離器

因為空氣中含有大量水分，進入壓縮機后，使壓縮空氣中也含有許多水分。其中一部分以水汽形式

進入各管路中，使管路和設備銹蝕。因此，在空氣壓縮機與貯氣罐之間裝設有汽水分離器?？諝膺M入汽

水分離器后，由于繞流而使水離析出來，以便排除。

（五）管道

壓縮機的空氣管道由連接氣缸、冷卻器和油水分離器的管子組成。冷卻水管道由一定直徑的黃銅管

組成。

三、氣系統(tǒng)的分類壓縮空氣系統(tǒng)根據(jù)其空氣壓力又分為高壓氣和低壓氣系統(tǒng)

（一）高壓氣系統(tǒng)高壓氣系統(tǒng)包括高壓空壓機，高壓貯氣罐和汽水分離器等。高壓氣系統(tǒng)的壓力

一般為

2.5~3.0MPa，如泵站內油壓裝置用氣。

（二）低壓氣系統(tǒng)

1.氣剎機組在停止運轉過程中，由于情轉時轉速慢慢下降，延續(xù)的時間較長，容易破壞鏡板

與推力軸瓦之間的油膜，特別是單向進油的推力軸瓦，不允許長時間的低速惰轉或倒轉。因此要利用制動器

裝置輸入一定壓力的壓縮空氣在機組轉速降到額定轉速的三分之一時，輸入壓縮空氣以制動。制動氣壓常為

0.5~0.7MPa，連續(xù)制動2min左右然后撤除。

2.真空破壞閥用氣氣動真空破壞閥的閥體為氣動平板閥，壓縮空氣通過電磁空氣閥進入氣缸活塞的

下腔，

將活塞頂起，于是真空破壞閥開啟。閥的頂部裝有限位開關，以此發(fā)出電訊號通知值班人員。停機完成

以后，當虹吸管內的空氣接近常壓時，閥盤、活塞桿及活塞等運動部件靠自重及彈簧力自行下落關閉。

3.吹掃及其他用氣

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第五節(jié)水系統(tǒng)

泵站的水系統(tǒng)，分為供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩大類。供水包括技術供水(也稱生產供水)、消防用

水和生活用水。排水主要是排除機組運行、檢修期間各種廢水'機械封水部分漏水、水工建筑物滲水以及調

相運行時進水流道、泵室內積水等。

-、供水系統(tǒng)

技術供水系統(tǒng)由水源、管網(wǎng)'用水設備及量測控制元件等組成。供水系統(tǒng)主要是供給機組的冷卻

水、潤滑水、機組檢修后主泵進水管的充水以及有關輔助設備的用水管'用水量大，

約占整個系統(tǒng)供水量的85%左右。其次是供給機房和設備的消防、清洗和生活用水，水量

少，約占整個系統(tǒng)供水量的15%左右。

(-)供水對象

1-推力軸承及導軸承油冷卻器

2■水泵導軸承的潤滑與冷卻

水導用于承受由主軸傳來的徑向力和振動力，并固定機組的軸線位置。水導軸承的溫度過高會發(fā)

生燒毀軸瓦事故；軸承磨損將使間隙增大，引起機組的擺度與振動值增大。水導軸承對水質及供水的可

靠性要求較高，由于橡膠瓦或尼龍瓦的傳熱性較差，一旦供水系統(tǒng)斷流即會燒瓦。因此要求有備用水源。

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當主水源斷流時，立即投入備用水源，并發(fā)出信號。若經(jīng)過一段時限仍無水流，則作用于停機。

(二)用水設備對供水的要求用水設備對供水系統(tǒng)的水量、水壓、水溫、水質有一一定的要求，原則上

是水量足夠，水壓合適，水溫適宜，水質良好。

(三)水源及供水方式

1?水源

供水設備的取水水源有進水池取水、排水廓道取水、出水池取水或其他水源。現(xiàn)在不少泵站采用水質

好、水溫低的地下水源作為第二水源。

2?供水方式一種是水泵直接供水方式，就是由供水泵直接向管網(wǎng)中供水，來保證水系統(tǒng)的水壓和水

量；另一種是水泵間接供水，供水泵向水塔供水，再由水塔通過供水干管、支管向機組提供冷卻潤滑水。

二、排水系統(tǒng)

按照不同的排水特征，排水對象分為下列三類：

1?生產用水的排水

此類排水量較大，排水設備位置較高，通常能自流排出。計有：

(1)大型同步電動機軸承油冷卻器的冷卻水；

(2)采用橡膠軸承的主泵導軸承的潤滑水；

(3)水環(huán)式真空泵和水冷式空氣機用水等。

2?滲漏排水和清掃回水

(1)泵房水下土建部分滲漏水；

(2)主泵油軸承密封漏水；

(3)主泵填料漏水(包括葉輪外殼縫的和出水管軸伸的)；

(4)濾水器沖洗污水，氣水分離器及貯氣罐廢水；

(5)其他設備及管道法蘭漏水。采用集水井或排水廊道將上述排水匯集起來，然后用泵排出。

3-檢修排水其排水量很大，高程很低，需用水泵排水，而且要求在短時間內將排出。

(1)水下部分積水：進水流道和泵室的，有時尚包括出水流道的；

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2）閘門漏水：進水閘門，有時包括出水閘門的。

第六節(jié)泵站的斷流裝置

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一、拍門

拍門斷流是大、中、小型泵站直管式出水流首家要用最多的一種方式。它具有結構簡單、管理方

便、造價便宜、運行可靠等優(yōu)點。

二、快速閘門在流道出口處，設置一個閘門，用油壓啟閉機或快速啟閉機控制。開機時，閘門吊起，

停機后，閘門落下?？焖匍l門斷流的顯著優(yōu)點是閘門可以全開，阻力損失很小。

對軸流泵而言，是不能笑閥啟動的，否則就會使啟動揚程增高，啟動功率加大，甚至超過電動機允

許的數(shù)值，從而使機組無法啟動。

另外軸流泵還具有低流量區(qū)運行很不穩(wěn)定，容易發(fā)生振動。因此，軸流泵不能關閥啟動

三、真空破壞閥

(1)停機時，真空破壞閥起斷流作用。斷路器跳開后，打開位于虹吸管頂部的真空破壞閥，將空氣

放進虹吸管內，破壞真空，并隨虹吸管內水位的降低繼續(xù)補給空氣，直到管內氣體的壓力與大氣壓相等為

止。從而截斷水流，防止反向虹吸形成。

(2)開機時。由于開機時虹吸管內水位升高，管內空氣受到壓縮，產生正壓，真空破壞閥便自動打

開，放出一部分空氣，減少管內正壓，相當于降低水泵的啟動揚程。

(3)檢修時。用排水泵排除進水管中積水時，打開真空破壞閥可防止泵站出口處的水翻越駝峰形成

反虹吸。

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第七節(jié)常用工具

1?通用工具的使用

(1)框形水平儀及使用。水電站安裝中常用的為0.02mm/m-格，即一格代表在Im長

度上兩端點的高差為0.02mm。

圖318框形水平儀

1-方框架；2-主水準器：3-輔助水準器

圖1-19水平梁和框式水平儀配合測章部件水平圖

I?框式水平儀’2-水平梁測址面IA-水平凳匚

4等IS墊鐵：5彝測部件

22

A

圖1—20水平梁結構圖

$=H，JyAq(1-D

式中S---水平誤差，mm；

Ai——第一次測定時框形水平儀內氣泡移動格數(shù)；

山一一第二次調頭測定時框形水平儀內氣泡移動格數(shù)，與第一次移動方向相同時取正

值，反之，取負值，

G—框形水平儀的精度；

仄一破測部件的直徑或長度，m.

(2)內徑千分尺及使用。

圖23S3型微傾式水準儀的外形圖

1?目鏡；2?物鏡；3?符合水準管；4?微動螺旋；5■圓水準器：6圓水準器校正螺旋；7?制動

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螺栓；8?準星；9■腳螺旋；10?十字絲；11?物鏡對光螺旋；12?微傾螺旋；13軸座；14連

接板

A

,5-

26高程測量

1?座環(huán)；2?標尺：3-水準儀：4高程基準點

(4)塞尺及其使用。

圖1?27塞尺

2?專用工具的使用

0EJ1-28中心架

1一端部角鋼：2一邊玄塑：3?加強箭F4求心器支座i5我心器固定螺孔

實際使用時應注意以下幾點。

(1)中心架要有足夠的剛度，放置求心器的平面應當平整，與求心器底板的結合應良好。

(2)常用直徑聲0.3?聲0.5的鋼琴線，重錘為7?19kg，可以構成比較理想的鉛垂線。

24

45

3.6

圖1-仙求心器

1-中心陶節(jié)螺釘；2.固宦調節(jié)攥母13支簞：4…鋼拜

線卷衢5J輪t廳?卷筒調整軸：7—中心滑動板：

S底板中S賒輪爪；】。一支承固定螺釘；

】】一求心器固宦孔

(3)為了保持鉛垂線位置穩(wěn)定，避免風力、偶然性振動等因數(shù)的影響，重錘的四周應加

焊翼板，并且浸沒在黏度較大的油桶中。

圖1-31重錘

1-穿線耳s2一檢定翼板；3一心錐;

4—錘簡；5—堵板

⑷對中方法及偏心。

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+y

圖1-32中心測量

(1-3)

我=寧(1-4)

式中：/A丫即為求心器向X、丫方向移動的距離。

百分表千分尺

第八節(jié)機組軸線的測量與調整

一、概述

（-）機組中心、軸線和旋轉中心

1?機組中心（固定部件）。立式水泵電動機組中心是指機組各固定部件（定子、上下機架、導葉體、葉輪

外殼、底座）中心的連線。在安裝過程中，由于中心的基準經(jīng)常改變和測量誤差累計，使各固定部件中心不可能

位于同一條鉛垂線上。

2.軸線（轉動部件）。電動機軸線與水泵軸線是指電動機主軸和水泵主軸的幾何中心線。立式機組軸線是

勵磁機軸，電動機主軸及水泵主軸等組成。

3.旋轉中心。轉動部件回轉圍繞著旋轉的那根幾何中心線）。

產生擺度的原因及其對機組運行的影響

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1.擺度產生的原因

(1)鏡板磨擦面與整根軸線不垂直。當軸線回轉時軸線必然偏離理論回轉中心線，如

圖1所示，而軸線上任意一點測得的錐度圓，就是該點的擺度圓，擺度圓直徑①即構成該點

的擺度。

(2)由于法蘭面與軸線的不垂直。當軸線旋轉時，便從折彎處形成錐形擺度圓，從而

產生擺度。如圖2所示。

(3)如果整體軸線與鏡板磨擦面垂直，而整體軸線偏離理

論旋轉中心線，軸線旋轉時，

依然會形成擺度圓，如圖3所示。從而形成擺度。(大型機組)

圖1圖3鏡板摩擦面面與線不垂直直圖2法蘭組合面發(fā)生曲折

所產生的擺度圓圖3.2法蘭組合面與軸線不垂直

---------------所產生的擺度圓

圖3軸線偏離旋轉中心

2.過大擺度對機組運轉的影響

(1)軸線的傾斜使機組重心發(fā)生改變，增大了離心慣性力，在運轉中對推力軸承將產

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生周期性的不均勻負載，引起機組振動。

(2)使主軸和導軸承四周間隙不均勻，惡化了導軸承工作條件，使瓦溫升高，也使其密封受到影響。

(3)嚴重的可能引起固定部分和轉動部分碰撞，使機組不能正常運行。

二'盤車測量

1.將上導、水導軸頸和法蘭盤處劃分為八個等分線，上下對應。

2.在上導、水導和法蘭處按x.y方向各架設兩塊百分表，以作相互校核用>表桿貼緊被

測部件，小針留有2-3皿壓縮量，大針對"0”.

3.各百分表處專人記錄，統(tǒng)一指揮。

4.一般取第2圈讀數(shù)，因為此時油膜均勻，擺度值較準確。

三'擺度的幾個概念

1)擺度：(凈讀數(shù))即主軸某軸號百分表的讀數(shù)，也稱為絕度擺度“3”。

2)全擺度：主軸某一個測量部位，直徑方向對應兩點的單廁擺度值之差，稱為主軸在該直

徑方向上的全擺度。

3)凈擺度：主軸某測量部位處與限位導軸承處同軸號的單側擺度值之差，稱為該點的凈擺

度。

4)凈全擺度：主軸某測量部位，某軸號的凈擺度值與直徑方向對應軸號的凈擺度值之差，稱為該部