泵站工程考試練習(xí)題及答案解析一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個最符合題意的選項，請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.某泵站設(shè)計流量為3.2m3/s，進水池最低運行水位為18.50m，出水池最高運行水位為32.80m，系統(tǒng)總水頭損失為2.4m，則該泵站設(shè)計揚程為（）。A.14.3m??B.16.7m??C.19.1m??D.12.9m答案：B解析：設(shè)計揚程=出水池最高水位－進水池最低水位+總水頭損失=32.80－18.50+2.4=16.7m。2.對于采用雙吸離心泵的泵站，當(dāng)單泵流量為1.6m3/s、轉(zhuǎn)速為590r/min時，其比轉(zhuǎn)數(shù)ns最接近（）。A.90??B.125??C.160??D.210答案：C解析：ns=3.65n√Q/H^0.75，取H=16.7m，Q=1.6m3/s，n=590r/min，代入得ns≈160。3.泵站前池出現(xiàn)表面漩渦但尚未吸氣，此時最經(jīng)濟有效的工程措施為（）。A.降低進水管口高程??B.增設(shè)消渦梁??C.加大前池寬度??D.提高運行水位答案：B解析：消渦梁可破壞環(huán)量，抑制表面漩渦發(fā)展，投資低、施工快，對運行水位無額外要求。4.某泵站采用6kV高壓異步電機，額定功率900kW，功率因數(shù)0.86，效率0.96，則其額定電流最接近（）。A.94A??B.104A??C.114A??D.124A答案：C解析：I=P/(√3Ucosφη)=900/(1.732×6×0.86×0.96)≈114A。5.在泵站出口設(shè)置虹吸式流道，其主要目的在于（）。A.降低水泵揚程??B.實現(xiàn)快速斷流??C.減小水錘壓力??D.提高裝置效率答案：B解析：虹吸式流道利用駝峰頂部負壓，停機時虹吸破壞閥進氣，可在1s內(nèi)實現(xiàn)快速斷流，防止機組倒轉(zhuǎn)。6.根據(jù)GB/T50265—2019，泵站主變壓器容量選擇應(yīng)滿足（）。A.不小于最大運行負荷的1.1倍??B.不小于1.2倍且考慮5年負荷增長C.不小于1.25倍且與電機啟動方式匹配??D.不小于1.3倍且與無功補償同步設(shè)計答案：C解析：規(guī)范明確主變?nèi)萘俊?.25倍最大運行負荷，并校驗電機直接啟動或軟啟動時的電壓降。7.某泵站進水流道為肘形，進口寬度2.5m，設(shè)計流速0.85m/s，若模型比尺1:10，則模型流量為原型流量的（）。A.1/10??B.1/100??C.1/1000??D.1/31.6答案：B解析：按弗勞德相似，Qp/Qm=(Lp/Lm)^2.5，故Qm=Qp/100。8.水泵全特性曲線中，“S”形區(qū)域的出現(xiàn)說明（）。A.小流量區(qū)出現(xiàn)駝峰??B.大流量區(qū)功率過載??C.小流量區(qū)揚程上升??D.大流量區(qū)效率驟降答案：A解析：揚程—流量曲線出現(xiàn)正斜率段即“S”形，易引發(fā)運行不穩(wěn)定，屬駝峰特性。9.采用變頻調(diào)速的泵站，當(dāng)頻率由50Hz降至40Hz時，水泵軸功率約變?yōu)樵瓉淼模ǎ?。A.80%??B.64%??C.51%??D.40%答案：C解析：離心泵功率∝n3，(40/50)3=0.512≈51%。10.泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)SOE分辨率不應(yīng)低于（）。A.1ms??B.2ms??C.5ms??D.10ms答案：A解析：DL/T1071—2007規(guī)定SOE分辨率≤1ms，以保證事件順序記錄的準確性。11.對于立式軸流泵，其臨界汽蝕余量NPSH3與進口流速v1的關(guān)系可近似表示為（）。A.NPSH3∝v1^0.5??B.NPSH3∝v1^1.0??C.NPSH3∝v1^1.5??D.NPSH3∝v1^2.0答案：D解析：軸流泵NPSH3主要與動能頭相關(guān)，NPSH3≈v12/2g，故近似平方關(guān)系。12.泵站出水鋼管直徑1.4m，壁厚14mm，材料Q355，最大水錘壓力0.9MPa，則最小環(huán)向應(yīng)力最接近（）。A.45MPa??B.60MPa??C.75MPa??D.90MPa答案：B解析：σ=pd/2t=0.9×1.4/(2×0.014)=45MPa，但需考慮水錘動載系數(shù)1.3，故45×1.3≈60MPa。13.泵站采用前池—進水池聯(lián)合布置，當(dāng)佛汝德數(shù)Fr<0.3時，主要應(yīng)校核（）。A.側(cè)向進水回流??B.表面波涌??C.底部沖刷??D.泥沙異重流答案：A解析：小Fr數(shù)回流顯著，易引起流速分布不均，導(dǎo)致水泵進口預(yù)旋。14.根據(jù)SL317—2018，泵站自動化等級達到“少人值班”時，現(xiàn)場運行人員每班不宜超過（）。A.1人??B.2人??C.3人??D.4人答案：B解析：規(guī)范推薦“少人值班”每班≤2人，且應(yīng)具備遠程視頻巡檢條件。15.水泵出口設(shè)微阻緩閉止回閥，其快關(guān)角度一般取（）。A.60°??B.70°??C.80°?D.85°答案：B解析：快關(guān)70°可在1~2s內(nèi)關(guān)閉80%以上過流面積，有效削減水錘峰值。16.采用熱繼電器作電機過載保護，其整定電流宜為電機額定電流的（）。A.100%??B.105%??C.110%??D.125%答案：C解析：考慮誤差及溫升，熱繼電器整定值取1.1倍額定電流。17.泵站出水壓力水箱最高運行水位34.2m，最低運行水位28.4m，水泵中心線高程19.0m，則最大靜態(tài)揚程為（）。A.15.2m??B.9.4m??C.16.7m??D.12.8m答案：A解析：最大靜態(tài)揚程=34.2－19.0=15.2m。18.水泵啟動前需進行“盤車”，其主要目的是檢查（）。A.電機絕緣??B.軸承潤滑??C.轉(zhuǎn)動部件卡澀??D.葉輪間隙答案：C解析：盤車可直觀判斷轉(zhuǎn)子是否卡澀、異物纏繞，是啟動前必檢項目。19.泵站進水閘后設(shè)固定式攔污柵，柵條厚度8mm，凈距100mm，阻塞系數(shù)為（）。A.0.074??B.0.080??C.0.088??D.0.095答案：A解析：β=t/(t+s)=8/108=0.074。20.根據(jù)ISO9906:2012，水泵效率容差等級1級允許的效率下降值為（）。A.3%??B.5%??C.7%??D.9%答案：B解析：等級1容差5%，等級2容差7%，等級3容差9%。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）21.下列因素中，直接影響泵站裝置效率的有（）。A.進水流道水力損失??B.電機負載率??C.出口拍門漏水量??D.水泵軸承型式??E.管網(wǎng)調(diào)度方式答案：A、B、C解析：裝置效率ηa=ηpump×ηmotor×ηpipe，流道損失、拍門漏水降低ηpipe，負載率影響ηmotor，軸承型式與管網(wǎng)調(diào)度對裝置效率無直接量值關(guān)系。22.關(guān)于泵站水錘防護，下列說法正確的有（）。A.水泵出口不設(shè)任何閥門時，事故停泵水錘升壓最大B.兩階段關(guān)閉蝶閥可有效降低水錘C.空氣罐適用于長輸管道系統(tǒng)D.減壓池設(shè)置位置越靠近泵站效果越差E.變頻軟停泵可削減直接水錘答案：A、B、C、E解析：減壓池靠近泵站可縮短水錘波反射路徑，效果越好，D錯誤。23.造成軸流泵出口壓力表周期性擺動的原因可能有（）。A.葉片角度不一致??B.進水池漩渦??C.導(dǎo)葉體磨損??D.電機轉(zhuǎn)子斷條??E.出水管氣囊答案：A、B、C、E解析：電機轉(zhuǎn)子斷條導(dǎo)致電流波動，對壓力影響較小，其余均直接引發(fā)壓力脈動。24.泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，屬于“遙信”量的有（）。A.水泵運行狀態(tài)??B.電機繞組溫度??C.35kV斷路器位置??D.出水流量??E.攔污柵差壓答案：A、C解析：遙信為開關(guān)量，B、D、E為模擬量。25.下列關(guān)于泵站前池設(shè)計的說法，符合規(guī)范要求的有（）。A.側(cè)向進水時，前池擴散角不宜大于30°B.正向進水時，池長不小于5倍進水池寬度C.應(yīng)設(shè)置底流消能工以消除回流D.前池末端應(yīng)設(shè)整流柵E.最低運行水位下應(yīng)保證不小于0.5m淹沒深度答案：A、B、D、E解析：回流屬低能流態(tài)，無需底流消能，C錯誤。26.對采用液力偶合器啟動的泵站，其特點包括（）。A.啟動電流小??B.可空載啟動電機??C.可變速運行??D.傳遞效率100%??E.需設(shè)置冷卻系統(tǒng)答案：A、B、C、E解析：液力偶合器存在滑差，效率約96%～98%，D錯誤。27.下列關(guān)于泵站出水管道支墩設(shè)計的說法，正確的有（）。A.支墩間距應(yīng)滿足鋼管撓度不超過L/250B.在垂直彎頭處應(yīng)設(shè)防滑墩C.水平彎頭處受力與流速平方成正比D.地震區(qū)應(yīng)校算支墩抗滑移穩(wěn)定E.支墩混凝土強度等級不應(yīng)低于C20答案：B、C、D、E解析：鋼管撓度限值L/200，A錯誤。28.泵站運行中，導(dǎo)致電機軸承溫度超標(biāo)的常見原因有（）。A.潤滑脂老化??B.軸承室進水??C.負載過低??D.冷卻風(fēng)扇損壞??E.軸電流腐蝕答案：A、B、D、E解析：負載過低軸承摩擦熱減小，不會導(dǎo)致溫升超標(biāo)。29.根據(jù)《泵站技術(shù)管理規(guī)程》，對水泵機組進行A級檢修應(yīng)包括（）。A.葉片探傷??B.軸承間隙測量??C.電機絕緣直流耐壓??D.轉(zhuǎn)輪動平衡??E.流道防腐答案：A、B、C、D解析：流道防腐屬日常維護，非A級檢修必做內(nèi)容。30.下列關(guān)于泵站節(jié)能診斷測試的說法，正確的有（）。A.測試前需校準流量計、壓力變送器B.測試點應(yīng)不少于3個不同流量工況C.每個工況穩(wěn)定時間不少于30minD.電機輸入功率應(yīng)采用兩瓦特表法E.應(yīng)繪制裝置效率—流量曲線答案：A、B、C、E解析：高壓系統(tǒng)采用三瓦特表法，D錯誤。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.泵站進水池淹沒深度越大，水泵汽蝕性能越差。（）答案：×解析：淹沒深度增加，進口壓力升高，汽蝕性能改善。32.水泵并聯(lián)運行時，各臺泵揚程必須相等，否則無法并聯(lián)。（）答案：√解析：揚程不等則出現(xiàn)逆流或搶水，無法穩(wěn)定并聯(lián)。33.在相同流量下，比轉(zhuǎn)數(shù)越高的泵，其揚程越低、葉輪外徑越小。（）答案：√解析：比轉(zhuǎn)數(shù)ns∝n√Q/H^0.75，ns高則H低，葉輪外徑減小。34.泵站出水管道上設(shè)置空氣閥，主要作用是排出水錘波。（）答案：×解析：空氣閥用于排補氣，削減水錘需采用緩閉閥、空氣罐等措施。35.采用前導(dǎo)葉可調(diào)機構(gòu)，可使軸流泵在寬廣流量范圍內(nèi)保持高效率。（）答案：√解析：前導(dǎo)葉可調(diào)可改善來流預(yù)旋，擴大高效區(qū)。36.泵站變壓器室與高壓配電室可共用同一通風(fēng)系統(tǒng)。（）答案：×解析：變壓器室含油設(shè)備，應(yīng)獨立通風(fēng)，避免火災(zāi)蔓延。37.水泵運行中，進口真空表讀數(shù)突然降至零，可能是進口濾網(wǎng)完全堵塞。（）答案：×解析：濾網(wǎng)完全堵塞，流量驟降，真空表讀數(shù)應(yīng)大幅升高而非降至零。38.對于長距離輸水工程，泵站設(shè)置中間加壓泵可顯著降低管道最大水錘壓力。（）答案：√解析：分段加壓縮短水錘波傳播距離，降低瞬態(tài)壓力。39.泵站采用超聲波流量計，其測量精度不受水質(zhì)電導(dǎo)率影響。（）答案：√解析：超聲波為時差法，與電導(dǎo)率無關(guān)，適用于各類水質(zhì)。40.根據(jù)《水利安全生產(chǎn)標(biāo)準化評審標(biāo)準》，一級標(biāo)準化泵站評審得分不得低于90分。（）答案：√解析：一級達標(biāo)分數(shù)線為90分（滿分100分）。四、簡答題（每題8分，共40分）41.簡述泵站進水流道設(shè)計的基本原則，并說明肘形流道與鐘形流道各自的適用條件。答案要點：（1）基本原則：①保證流速分布均勻，無不良漩渦；②水力損失小，提高裝置效率；③滿足NPSH要求，防止汽蝕；④結(jié)構(gòu)簡單，施工方便；⑤便于檢修清淤。（2）肘形流道：適用于立式軸流泵、導(dǎo)葉式混流泵，泵軸穿過流道彎段，結(jié)構(gòu)緊湊，土建投資低，但彎段易產(chǎn)生流速不均，需設(shè)導(dǎo)流墩。（3）鐘形流道：適用于臥式雙吸離心泵，進口流道呈鐘形漸縮，水力損失極小，流速分布均勻，但占地面積大，土建成本高，常用于高揚程、高效率要求場合。42.某泵站運行中發(fā)現(xiàn)電機定子繞組溫度持續(xù)上升至135℃，請列出可能原因及對應(yīng)處理措施。答案要點：原因：①冷卻風(fēng)道堵塞，風(fēng)量不足；②環(huán)境溫度過高>40℃；③電機過載，電流超額定值；④電源電壓不平衡>2%；⑤軸承損壞導(dǎo)致轉(zhuǎn)子掃膛；⑥繞組絕緣老化，匝間短路；⑦測溫元件誤報。措施：①清掃風(fēng)罩、更換濾網(wǎng)；②增設(shè)臨時通風(fēng)或噴霧降溫；③調(diào)整葉片角度或關(guān)小出口閥降載；④檢查高壓柜接觸器、電纜接頭，重做接線；⑤更換軸承，檢查軸頸磨損；⑥停機做直流耐壓、局放試驗，必要時更換繞組；⑦校驗PT100及溫度儀，確認信號無誤。43.說明泵站出水鋼管水錘計算步驟，并寫出Allievi公式中最大壓力升高值Δh的表達式。答案要點：步驟：①確定計算工況：事故停泵、泵出口閥拒動；②建立管道系統(tǒng)圖，分段給出管長、直徑、波速a；③計算管道特性常數(shù)2ρ=aV0/(gH0)；④選擇計算模型：剛性水錘或彈性水錘；⑤用特征線法編程求解，得壓力—時間過程；⑥校核管道、管件最大壓力是否小于額定壓力1.3倍；⑦提出防護措施：兩階段關(guān)閉、空氣罐、泄壓閥等。Allievi公式（直接水錘）：Δh=aΔV/g，其中ΔV為流速變化值，a為波速，g為重力加速度。44.闡述泵站前池泥沙淤積的危害及水力清淤技術(shù)要點。答案要點：危害：①減小過水?dāng)嗝?，增加進口流速，引發(fā)汽蝕；②形成異重流，導(dǎo)致水泵含沙量升高，磨損過流部件；③淤積物纏繞濾網(wǎng)，增加水頭損失；④減小淹沒深度，易形成吸氣漩渦；⑤清淤頻繁，增加運行成本。水力清淤要點：①利用汛期高水位差，開啟沖沙閘形成高速底流，F(xiàn)r>1.5；②布置沖沙槽，槽底比前池底低0.8~1.2m，坡度1:20~1:30；③采用噴嘴射流輔助，噴嘴流速15~20m/s，射程覆蓋淤積面；④沖沙時機選擇夜間低負荷，防止吸入泥沙；⑤沖沙流量不小于泵站總流量的30%，持續(xù)10~15min；⑥結(jié)合機械攪吸，對死角區(qū)配置潛水?dāng)嚿称?；⑦沖沙后及時排除渾水，防止二次淤積。45.比較泵站采用“一拖一”與“一拖二”變頻調(diào)速方案的優(yōu)缺點。答案要點：“一拖一”：優(yōu)點——每臺泵獨立調(diào)速，控制靈活，可實現(xiàn)最優(yōu)效率跟蹤；故障互不影響，冗余度高；電機電纜短，損耗小。缺點——變頻器數(shù)量多，初投資高；占地面積大；諧波總量大，需多套濾波裝置?！耙煌隙保簝?yōu)點——變頻器數(shù)量減半，初投資低；諧波集中治理，濾波成本低；占地少。缺點——切換控制復(fù)雜，需增設(shè)高壓切換柜；任一臺泵故障或檢修時，另一臺泵無法調(diào)速；電纜長，線損略增；運行效率略低于“一拖一”最優(yōu)跟蹤。結(jié)論：高揚程、大流量、年運行>5000h的泵站宜采用“一拖一”；中等規(guī)模、投資受限、年運行<3000h的泵站可采用“一拖二”。五、計算題（共30分）46.（10分）某泵站安裝3臺同型號雙吸離心泵，單泵設(shè)計點：Q=1.5m3/s，H=18m，η=86%，電機效率ηm=96%，功率因數(shù)cosφ=0.88。若3臺泵并聯(lián)運行，總流量4.05m3/s，求此時泵站裝置效率ηa及10h耗電量。解：單泵軸功率Psh=ρgQH/η=1000×9.81×1.5×18/0.86=308.3kW單泵電機輸入功率Pin=Psh/ηm=308.3/0.96=321.1kW總輸入功率Ptotal=3×321.1=963.3kW有效功率Pe=ρgQtotalH=1000×9.81×4.05×18=715.2kW裝置效率ηa=Pe/Ptotal=715.2/963.3=74.2%10h耗電E=Ptotal×10=963.3×10=9633kWh答案：ηa=74.2%，耗電9633kWh。47.（10分）一條DN1200鋼管，長L=2400m，波速a=1050m/s，穩(wěn)態(tài)流速V0=2.2m/s，若末端閥門在t=2s內(nèi)線性關(guān)閉，求最大水錘壓力升高值，并判斷屬于直接水錘或間接水錘。解：水錘相長Tr=2L/a=2×2400/1050=4.57s關(guān)閉時間Tc=2s<Tr，屬直接水錘Δh=aV0/g=1050×2.2/9.81=235.5m答案：最大壓力升高235.5m，為直接水錘。48.（10分）某立式軸流泵裝置，葉輪中心高程19.2m，進水池最低運行水位17.8m，水溫30℃（飽和蒸汽壓頭0.43m），水泵必需汽蝕余量NPSH3=8.5m，吸入管水頭損失hs=0.35m，求該泵最大允許安裝高度，并判斷現(xiàn)有安裝是否安全。解：最大允許安裝高度[Hg]=Ha－Hv－h(huán)s－NPSH3Ha=17.8－19.2=－1.4m（已低于葉輪）[Hg]=－1.4－0.43－0.35－8.5=－10.68m現(xiàn)有葉輪中心19.2m，進水池17.8m，實際淹沒深度1.4m，即Hg=－1.4m>－10.68m，故安全。答案：最大允許安裝高度－10.68m，現(xiàn)有安裝安全。六、案例分析題（共30分）49.（15分）閱讀下列運行日志并回答問題：日志摘錄：08:001泵啟動，Q=1.4m3/s，H=16.2m，軸承溫度45℃，振動2.1mm/s。09:153泵啟動，Q=1.35m3/s，H=16.0m，軸承溫度48℃，振動2.3mm/s。10:30中控室報“1泵軸承溫度72℃”，現(xiàn)場檢查潤滑脂乳化，油封漏水。11:00切換至2泵，停1泵，2泵運行正常。問題：（1）分析1泵軸承溫度異常升高的根本原因；（2）給出應(yīng)急處理及后續(xù)永久整改措施；（3）提出避免類似故障的技術(shù)管理建議。答案：（1）根本原因：油封失效→冷卻水進入軸承室→潤滑脂乳化→潤滑失效→摩擦熱劇增→溫度飆升。（2）應(yīng)急：立即停泵，關(guān)閉進出口閥，啟用備用泵；對1泵軸承強制風(fēng)冷，防止抱軸；拆除軸承室清理乳化脂，更換新脂；臨時加裝測溫報警線，每15min巡檢。永久整改：更換耐水高溫氟橡膠油封，采用雙唇結(jié)構(gòu)；軸承室增設(shè)迷宮密封+甩水環(huán)；潤滑脂改用復(fù)合鈣基防水脂；將軸承溫度測點接入DCS，設(shè)置二級報警70℃、停機80℃。（3）技術(shù)管理：①建立油封壽命臺賬，每8000h強制更換；②年度檢修做油封滲漏試驗，壓力0.05MPa保壓10min無滲漏；③潤滑脂取樣化驗，含水量>200ppm立即更換；④推廣在線振動溫度一體化