关于水轮泵介绍

[拼音]：shuilunbeng

[外文]：water turbine pump

利用水流落差提水的农田排灌机械。由水轮机（动力机械）和水泵（提水机械）组成（见图）。水轮机和水泵有同轴直联的，也有通过齿轮或胶带传动的。常用水轮机的类型有轴流式和混流式；水泵的类型有轴流式、混流式和离心式，分别适用于不同的工作水头和扬程。如由轴流式水轮机和离心式水泵同轴直联构成的水轮泵，在具有一定的水头和足够流量的水流流经水轮机的导叶时，可推动转轮快速转动，带动与转轮同轴的水泵叶轮转动。流入泵的水流受离心力作用，经泵壳并沿着出水管向上提升，即可用于农田排灌的需要。

凡水头大于1米，流量大于0.1米3／秒的江河、溪流、水库及渠道跌水均可修建水轮泵站。水轮泵站的水工建筑物与水电站相似，按取得集中水头的方式有堤坝站、渠道站、塘库站和潮汐站等多种类型。

（1）堤坝站。可利用筒车、水碓及引水工程的原有水坝或建新坝。低水头时可用明槽引水入水轮泵；中、高水头时用压力水管接涡壳引水。用以抽水或兼发电，或提、引、蓄相结合，把周围的山塘、水库相互连通，以增加水的流量。 ②渠道站。建于有急滩、 瀑布和坡降大的山溪，以及输水干渠沿程的跌水、放水闸、节制闸等处，其水头高低悬殊。一般平原干渠的节制闸壅升的水头约1～2米，可在闸内或闸旁安装轴流式水轮机的水轮泵；如在干渠高水头跌水上建站，可用压力水管引水接入混流式水轮机，并采用增速传动带离心泵；在高渠或高塘库灌低田的场合，如水源流量不足，而田下另有水源、扬程又不高时，可装双水源水轮泵，在高渠经水轮泵放水下田的同时，还可抽取下水源的水上田。

（3）塘库站。利用山塘、水库的有压放水孔口安装水轮泵，提水上灌位于库顶的高田。由于塘库水位的变化使水头比变幅大，宜用桨叶可调的水轮机带水泵或用双水轮泵切换成串联或并联。水头高宜并联，水头低则串联；而在非灌溉季节则可将水泵部分卸开，改联电机发电。

（4）潮汐站。建于近海口的河段上，在有海潮顶托的淡水区内，利用河网港浦建造水闸与河流隔开，闸内形成潮汐蓄能水库，利用水库河流间每昼夜两次潮汐历程中形成的水位差，装水轮泵提水。

反映水轮机和水泵性状的参数是比转数。

水轮机的比转数用nSt表示。当水轮机的工作水头为H(米)，转速为nt(转/分)，功率为N(千瓦)时，其比转数nSt=1.167ntN1/2H-5/4。

水泵的比转数用nSp表示。当水泵扬程为h(米)，转速为np（转／分钟），流量为q（米3／秒）时，其比转数nSp=3.65npq1/2h-3/4。

组合成水轮泵的水轮机和水泵，二者的比转数之间须符合如下关系：

nSp/nSt=(np/nt)(h/H)-5/4C1/2Z3/4S-1/2ηd1/2ηp1/2， 式中C=1或2，分别用于单型或双型水轮机;Z为水泵的级数；S=1或2，分别用于单吸或双吸泵; ηd为传动效率， ηp为水泵的效率。水头比h/H 表征水轮泵在不同水头下所能获得的最佳扬程。它是水轮泵的重要参数。当水轮机为单型;水泵为单级、单吸;两者之间为直联时，则C、Z、S、ηd和ηp/ηt均为1，水头比

。

当水头比增加时，流量比q/Q减小（Q为水轮机的工作流量），反之亦然。以式表之为：

(h/H)(q/Q)=ηtηpηd。

式中ηt为水轮机效率。水轮泵的性能随工作水头 H的变化而变化。在相似工况下：h∝H， (q/Q)∝H1/2。

常用轴流式水轮机的比转数在400～1000之间，适于20米以下的低水头使用;混流式水轮机的比转数在100～400之间，适用于较高的水头。轴流式水泵常用于10米以下的低扬程，混流泵和离心泵适用于较高的扬程。在低水头段单个水轮机配单级水泵时，其水头比不宜大于6～7。为获得较高的扬程而提高水头比，可采取的方法一是将多台（不宜多于3～4台）水轮泵并列安装而使水泵部分互相串联，二是采用多级泵，三是在机泵之间采用增速传动。