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水泵基础知识
水泵基础知识
目 录
第一部分、中国泵类产品市场特点 4
一．中国的泵制造业目前存在的问题 4
1.市场特征及现状 4
2.泵制造企业统计数据 5
3.泵制造企业地域分布 5
二．泵类产品技术发展趋势 5
1.泵行业技术发展的趋势 5
2.市场需求趋势预测 7
第二部分、泵的基本知识 11
一．什么是泵？
11
二．泵在各个领域的应用 12
三．泵的基本参数 12
四．泵的汽蚀现象 14
五．泵的特性曲线及其应用 16
六．离心泵的工作点和流量调节 18
七．泵的全性能测试台 19
八．泵体常用材料175条 19
九．中国泵行业行业标准大全 20
第三部分、各种泵的基本原理 25
一．容积式液压泵的工作原理 25
二．叶片泵的工作原理 25
三．离心泵的工作原理 25
四．往复泵的工作原理 27
五．单螺杆泵的工作原理 28
六．螺杆泵的工作原理 30
七．真空助力泵的工作原理 33
八．通用机械真空泵设备工作原理 34
九．水环式真空泵/液环真空泵工作原理 35
十．罗茨泵的工作原理 35
十一.旋片式真空泵工作原理 36
十二.热泵知识 36
十三.隔膜式定量泵浦动作原理 38
十四.多功能气动隔膜泵的工作原理 38
十五.长柱塞抽油泵的工作原理及特点 40
十六.精密计量泵的基本原理及其控制方法 40
十七.柱塞式喷油泵结构工作原理 43
十八.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 44
十九.奈莫泵工作原理 45
二十.齿轮泵的工作原理 45
二十一.摆线内啮合齿轮泵的工作原理 46
二十二.LCD背光驱动电荷泵的原理 47
二十三.脉冲栓流气力输送泵的工作原理 48
第四部分、泵的选型方法 48
一.泵选型一般程序及需要考虑的几方面因素 48
二.泵的选型步骤、方法及选型要求 50
三.如何选择水泵型号和规格？
51
四.空调循环水泵的选择 51
五.潜水电泵的选型常识 53
六.排水泵的选择和要求 54
七.如何在复杂化学介质中选用化工流程泵 55
八.重载荷化工流程泵选用说明 57
九.螺杆泵应用特点与合理的选用方法 58
十.旋转柱塞泵的选择 59
十一.离心泵的类型和选用 59
十二.如何恰当选择计量泵 60
十三.双螺杆泵的选型技巧 65
十四.三螺杆泵的选型技巧 67
十五.建筑给排水中消防泵的选择 68
十六.选择生活给水泵的一般要求 69
十七.小型水泵的选择与使用方法 69
第五部分、安装、维护及其他 71
一.水泵隔振安装技术规程要求 71
二.齿轮泵代替柱塞泵功能技术情况分析 71
三.工程机械液压柱塞泵的使用与维修（直轴斜盘式柱塞泵） 73
四.活塞式隔膜泵使用操作方法 76
五.机械密封的密封失效原因分析 77
六．离心泵的调节方式与能耗分析 79
七.离心泵的联用 81
八.单螺杆泵特性试验 82
九.潜水排污泵的维护与保养 85
十.影响泵用机械密封外部条件的研究 86
十一.正确选择机械密封是防止液泵泄漏关键 90
十二.消防水泵接合器设计中的几个问题 96
十三.转子的静平衡和动平衡 97
第一部分、中国泵类产品市场特点
一．中国的泵制造业目前存在的问题
1.市场特征及现状
l 国有企业状况堪忧，前途黯淡
由于生产体制不适合生产力的发展，泵行业中国有企业大多数都不太景气，很多都已经停产、转让，濒临破产的边缘
l 民营企业纷纷崛起，扮演愈来愈重要的角色
由于民营的体制与国有体制相比，较适合生产力的发展，近几年来民营企业发展异常快速，民营企业的数量已远远大于国有企业的数量，民营企业的产值也远大于国有企业，泵企业中年产值最大的企业已经是民营企业。
民营企业仍在继续前进。
l 由于市场采购形式的变化，市场竞争异常激烈
由于采购市场的规范化和公开化，采购大多采取招投标、集中采购、政府采购等方式，使得市场竞争异常激烈，泵行业内企业之间自相残杀现象相当严重，价格大幅下降，利润变薄。
市场对产品质量、进度、价格、品牌等方面的要求越来越高。
l 基础研究工作开展的比较少，产品技术水平落后
前几年由于我国在基础研究的投人比较少，科研成果取得少，泵行业产品设计的基础理论和设计方法基本上没有什么大的发展，引进的一些国外产品也不是最先进的产品，总体上讲泵行业的技术水平是比较落后的。
l 由于传统的管理思想和企业经营者的素质较低，企业管理水平落后
到目前为止，大多数泵行业企业领导的实际文化水平不高，素质偏低，没有什么相应的先进管理模式，虽然许多企业已经拿到了1509000认证证书和生产许可证，但实际管理模式还是老的办法，企业的管理水平跟不上企业规模的发展速度，影响了企业的发展。
l 企业发展速度和规模加快，技术人员供不应求
我国的泵制造企业，尚未形成真正的品牌优势，不具备强大的市场影响力。
现在的市场竞争，实际上是品牌、质量、价格、服务与信誉的竞争。
我们要与国际知名品牌泵业公司合作，引进他们的先进技术和管理模式，结合中国实际，快速调整产品结构，开发实用性强、技术含量高、性能好的工业用泵。
批量生产规模经济，运用现代营销战略，对稳步开发国内市场至关重要，是我们发展工业用泵的一条极其可行的发展出路。
2.泵制造企业统计数据
表：
2002-2003年中国525家泵生产制造企业统计数据
年份 工业总产值（亿元） 产品销售收入（亿元） 利润总额（亿元） 从业人数（万人） 出口值（亿元）
不变价 当年价
2003年 193.73 199.49 184.02 8.29 14.12 34.15
2002年 163.42 166.09 150.97 5.2 14.46 28.12
3.泵制造企业地域分布
从上面的图可以看出，全国泵制造企业主要集中在华东沿海地区，华北沿海地区以及长江中游地区，以上三个地区泵制造企业占全国的64％；特别华东沿海地区（江苏、浙江、上海）的泵制造企业占全国的38％。
相对而言，西部地区泵制造企业就很少，占全国10％都不到。
浙江、江苏、山东、辽宁是泵制造企业分布最多的省市，四个省企业数相加共有273家之多，占全国的比重达49.5％。
泵制造企业数超过10家的这13个省市相加一共有460家，占全国的83.3％。
二．泵类产品技术发展趋势
泵在我国是应用最广泛的通用机械产品，据不完全统计，我国每年泵产品的产值在400亿元以上，每年全国发电量的20%一25%要消耗在泵产品上，全国泵产品的制造厂家在6000家以上。
1.泵行业技术发展的趋势
随着我国经济的高速发展，市场竞争异常激烈，泵产品的技术水平对提高企业知名度和竞争力有着非常重要的作用。
企业应非常严肃认真地对待这个问题。
企业应采取各种措施解决这个问题，如:
引进国外先进技术、开展科研攻关、与外企合资合作等。
通过不断的努力，提高产品的技术水平和质量。
以下就是今年泵行业技术发展的趋势
l 介质在泵内部流动的理论研究和产品设计方法需要突破研究开展的方向
l 外部流场的流动状态的掌握以及内部流场经计算后如何准确地进行判别。
l 规定工况点轴向力、径向力的准确计算，变工况后的轴向力、径向力计算。
l 多级泵平衡鼓、平衡盘的准确设计。
l 泵产品准确的结构计算。
l 泵产品水力部分的优化设计。
l 建立一大批高效的可靠的混流泵、轴流泵水力模型。
l 三元理论和二元理论设计方法在泵产品设计中的准确应用和推广。
l 泵产品的计算机辅助设计CAD、辅助试验CAT、辅助制造CAM
l 计算机技术在全球范围内发展速度异常快速，各行各业都普遍广泛地应用计算机技术，但在泵行业应用开展的不好，计算机的应用主要处于绘图和计算器的作用，虽然开展了一些研究内容，但并不十分理想，没有得到广泛的应用。
研究开展的方向:
² 开发理想实用的设计软件。
² 用计算机技术和流体理论对内部流场进行准确的计算。
² 泵产品水力部分模型制做应采用计算机技术。
l 泵产品的机电仪一体化技术研究
随着国民经济的快速发展，各行各业都陆续规范化，使用单位对泵产品的要求越来越高，对机电仪一体化的要求越来越多，很多企业由于技术水平不高，一时还达不到用户的要求。
主要内容:
自动监控、自动调节工况、变频技术应用、故障诊断分析等。
l 特殊泵产品的设计
在泵产品使用领域内，对泵产品有一些特殊的使用要求，由于种种原因，泵产品还不满足这方面的要求，只能用一些相近的产品进行替代。
但由于不能完整全面的满足要求，使用效果并不理想。
今后应广泛地开展这方面的研究。
几种近期应研究的产品:
² 气混输泵的设计与制造。
² 临界、超临界锅炉给水泵的设计与制造。
² 透平机械的设计与研究。
² 烟气脱硫泵的设计与研究。
² 泵产品的可靠性研究
l 随着各行各业的快速发展，泵的使用单位对泵的可靠性要求愈来愈高，从历史上看泵行业对这方面研究得较少，主要是沈阳水泵研究所开展了一些工作，编制了二个标准:
JB/T6881-1993《泵可靠性测定试验》、JB/T68s2一1993《泵可靠性验证试验》，根据实际的应用需要，应开展这方面的研究。
l 泵产品的节能研究
泵产品的节能工作开展的时间比较长，但近期的效果不理想，随着使用市场的规范和我国加人WTO后，这个问题又变得重要起来。
传统的节能观点主要是考虑效率指标，实际上这是不正确的，是不全面的，产品的可靠性、选型、过流部件的材质、密封问题、使用寿命、工况点调节等方面对节能都有着重要的影响。
应全方位的考虑节能问题
2.市场需求趋势预测
预计到2005年，工业泵工业总产值将达到150亿元，可实现销售收入160亿元。
2010年，工业泵行业工业总产值预计达到180亿元，销售收入达190亿元，是2000年的150%。
行业经济效益将得到明显的提高。
泵产品国内市场的占有率也将从目前的84%左右，提高到90%。
其中，火电、核电和"三大化工"中的重点产品市场2005年和2010年占有率分别达到75%和80%以上。
未来10年，也是泵行业出口创汇增加幅度最大的时期，预测2005年、2010年的出口创汇额分别可达4.5亿美元和7亿美元左右。
2005年和2010年产品的出口额将占到工业总产值的25%和32%左右。
产品重点发展为超临界火电机组配套用锅炉给水泵、空冷火力发电机组用泵、核电站用泵，逐步填补油田、海上采油、炼油和油品、石化等方面的特殊用泵空白，形成工业泵行业新的经济增长点。
工业泵出口的主要国家和地区是，东南亚、孟加拉、巴基斯坦、南非等地。
表2005～2010年中国工业泵发展预测
项目 单位 2005年 2010年
协会 行业 协会 行业
工业总产值（不变价） 亿元 75.0 150.0 100.0 180.0
销售收入（当年价） 亿元 80.0 160.0 110.0 190.0
重要产品产量 万台 30.7 42.2
离心泵 万台 3.4 4.2
锅炉给水泵 万台 1.4 1.5
轴流泵 万台 0.1 0.2
混流泵 万台 1.4 1.8
旋涡泵 万台 0.7 0.9
深井泵 万台 1.3 1.5
潜水电泵 万台 3.6 4.8
喷灌泵 万台 6.0 8.0
离心油泵（化工流程泵） 万台 1.2 1.6
耐腐蚀泵 万台 2.0 2.6
螺杆泵 万台 1.3 3.0
污水泵 万台 6.8 10.2
泥浆泵、渣浆泵 万台 0.7 0.8
水环真空泵及压缩机 万台 0.5 0.6
计量泵（比例泵） 万台 0.5 0.6
生产能力增长率 ％ 50 150
利润 亿元 1.7 3.4 2.4 4.1
税金 亿元 8.2 9.8
就业人口 万人 11 21 14 20
出口创汇 亿美元 3.0 4.5 6.0 7.0
l 未来各行业的市场需求
² 电力
电力工业是国民经济的基础产业，近期，电力企业将进入大反展阶段。
火力发电将采用超临界和超级临界常规火电机组。
核电将提高设备的国产化。
火电和核电的反展为泵行业提供良好的机遇，增添了新的市场。
全国人均发电量约60KW.h，是世界人均用电水平的40%；我国人均装机容量是0.2KW，是美国的6.6%。
生活用电市场尚待开发，因此，发电设备装机容量还将稳步发展，电站泵还将有一定的市场，年需各种泵几千台，其中主要泵种年需求量估算如下：
给水泵90～100台前置泵90～100台
循环泵60～70台强制循环泵20～25台
冷凝泵60～70台冷凝器用水环真空泵60～70台
离心式处灰泵800～900台往复式降灰泵400～450台
偶合器30～35台计量泵800～900台
处灰冲洗往复泵120～170台环保用隔膜泵400～500台
水煤浆和煤泥浆用泵120～170台冶金尾矿用泵500～700台
² 核电
由于安全、清洁、经济、可靠、所以法国，德国、英国美国、加拿大、日本、韩国等发达国家核电发电量占总发电量的比重已大于17%，其中法国甚至于高达70%以上。
而中国，2000年核电发电量16.2TW.h，占总发电量的比重仅为1.1%，装机容量2.7GW，占0.9%。
2010年核电发电量将达120TW.h，占比将提高到4。
8%，装机容量20GW，占3.7%，差距仍很远。
因此，核电站用泵将有较大的发展。
预测每年平均需要泵种如下：
主泵、上冲泵、停推领却泵、喷淋泵、高压安全注水泵、硼酸泵、锅炉给水泵、辅助给水泵、计量泵等合计1400～1800
² 石油及石油的采集输炼
石油和天然气是中国的主要能源，加快油气资源的开发，保持油气产量稳定持续增长，一直是国家极为关注的战略任务。
海上采油是采油工业重点发展的部门。
现有油田采集输用泵需要更新，新开发的油田又要装备足够的采集输用泵，因而采集输用泵将有一个很大的市场。
特别是沙漠油田的开发和海上采油规模的扩大，为工业泵行业提供了良好的市场机遇。
今后中国仍将从国外进口一定数量的原油，因此，近期将继续增大中国原油炼制你呢光里和油品的加工深度，这部分的泵需求量也将增长。
其中主要泵种需求量估算如下：
单位：
台
石油油田稠油泵约4500电潜泵800～900
注水泵1000～1500增压泵1500～2000
聚合物注水泵150～200海上石油工业泵200～240
原油炼制离心油泵、离心水泵、耐腐蚀泵、氨泵、往复泵、比例泵、齿轮泵、旋涡泵、螺杆泵、电动试压泵、泥浆泵等合计4000～5000
² “三大化工”
“三大化工”是指以石油、天然气或煤为原料，通过人工合成生产乙烯、化肥和煤化工产品的工业。
世界上常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平和规模的主要标志。
中国三大化工产品的产量还不到世界总产量的5％，远远满足不了国内的需求，因此，发展“三大化工”及所需的设备制造是近期的主要任务。
化工用泵主要有两大块市场，第一原有装置的改扩建工程，第二是“三大化工”向大型化发展的大容量泵的需求。
其中主要泵种需求量估算如下：
单位：
台
离心泵、高速泵、化工流程泵、耐腐蚀泵、耐磨泵和液下泵等合计约105000～120000
² 环保及城市自来水供应
中国政府把环保产业列入了优先发展领域。
中国水污染治理市场潜力巨大。
中国将要成倍增加城市污水和工业污水处理设施的建设，大规模的普及建设城市污水处理厂，在中国乃至世界各国都是空前的壮举，由此带来的污水处理用泵的巨大市场。
我国水资源总量居世界第6位，但人均水量只列世界第88位，相当世界平均水平的1/4，因此，城市自来水建设用泵仍将有一个稳定的需求量。
其中主要泵种需求量估算如下：
单位：
台
环保环保用泵合计约4000～6000
城市自来水供应大型轴流泵、S泵等合计约1200～1500
² “三农”及城乡市场
今后，中国将重点开发农业、农村和农民服务的机械装置和产品，随着人民生活水平的提高，城乡人民日常所需的泵产品也越来越多。
其中主要泵种需求量估算如下：
小型螺杆泵、油浸式潜水泵、潜污水泵、自吸泵、管道泵、抽水机等合计约250万台
A. 未来行业产品结构调整及发展重点
² 优先发展的重点产品
工业泵优先发展的重点产品是：
为国家重点建设服务配套产品；与国外相比，在我国仍处在落后地位或在国内尚属空白的泵产品；有国际竞争力的出口创汇的产品，市场潜力大的消费类泵产品等。
核电站用泵：
核电站用泵将是未来十年市场增长幅度最大的泵，在中国也是与国外竞争力最薄弱的泵种。
火电机组用泵：
大型火电机组用泵，包括超临界机组、空冷机组，蒸汽-燃气轮机联合循环机组、除硫装置用泵等。
三大化工用泵：
开发耐强腐蚀又耐磨的料浆泵、输送固体颗粒开式叶轮流程泵、高吸入压力泵、超低温泵、高温泵、高粘度泵、易凝固介质泵、成品介质泵、溶剂泵、无泄漏泵、气动泵、贫液泵、涡轮机组等。
重点是开发大中型磁力泵，以解决无泄漏、输送危险性、腐蚀性和稀有贵重的液体需要。
油田、采油、炼油、及油品深加工用泵
油田用泵方面，开发小块油田注水泵，解决注水矿化高引起注水腐蚀问题；开发稠油集输泵、油气混输泵、深井涡轮采油泵，提高深井潜油泵的质量和性能指标。
海上采油方面，开发高压海上平台注水泵，以及注水模块和注水模块中的其他海上平台用泵。
在炼油及油品深加工方面，扩大现有流程泵的性能范围，使其满足年处理500~800万t炼油厂的生产需要，开发及提高沥青泵、溶剂泵、渣油加氢脱硫泵、加氢进料泵；开发高压小流量泵，并提高其效率和耐汽腐性。
开发水处理用泵系列和环保用泵，以及除泵外的水处理设备，扩大服务领域。
发展水利排涝、河道、港口疏浚用潜水混流泵等泵产品。
开发特种大泵，如渣浆泵，煤水泵和排水泵等.城市地铁、高层建筑、道路桥梁用泵。
² 适当限制发展的产品
适当限制发展的产品的原则是：
生产能力严重过剩的通用泵产品，在建能力过剩的投资热点产品和产品技术已过成熟期，开始进入衰败的产品。
目前工业泵产品已严重过剩，根据第三次全国工业普查，泵类产品生产能力利用率57.2%，产品销售率97.3%，库存量超过生产量30%。
库存量的增加必定反映了这些泵的通用产品市场及能力过剩，因此，泵行业要限制再新增加企业。
² 坚决禁止生产的产品
全部淘汰60年代及以前水平的产品，淘汰50%70年代水平的产品和行业中公布的淘汰产品。
对能耗高、效率低、寿命短、振动和噪声大的产品，以及使用在特殊场合的泵，其泄漏量不能符合要求的产品应予以禁止生产。
第二部分、泵的基本知识
一．什么是泵？
1. 泵是输送液体或使液体增压的机械。
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。
2. 泵主要用来输送水、油、酸、碱、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。
3. 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。
4. 容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。
5. 动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。
6. 其他类型的泵，以其他形式传递能量。
如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。
7. 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。
8. 泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以画成曲线来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己特定的特性曲线
二．泵在各个领域的应用
1.
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