A3：科技综合
绪论
潜水泵在选型时：水位、流量、杨程、井壁管尺寸、扬水管尺寸,扬水管的材质及水头损失系数，特别是井的涌水量(出水能力)都是必需考虑的因素。那么这些参数对潜水泵的正常运行有什么影响呢？
一、现状
北京地区属于严重缺水地区，水位变化非常明显，水位的变化对水泵的正常运行影响巨大。那么我们怎么应对呢？我单位会每天记录各井的水位数值，以便掌握水位变化的规律。下面图表为我单位每天所要填写的统计报表。
表1 20××年房山水源地每日水位统计表
只有准确地掌握了水位的变化，才能及时地调整水泵的型号。
例如：磁家务水源地更4#井的选型表
表2 水位对应潜水泵型号
为了保障安全供水，我们也就做了上述的基本选择。是否合理，还应该根据具体情况做多方面的分析后，才能做出最合理的选型。下面就关于井用潜水泵选型的因素分析如下：
二、观点分析
（一）流量与涌水量
1.根据管井的涌水量选择水泵流量：
流量是单位时间内水泵所输送液体的体积，涌水量是管井的出水能力。按照管井使用要求，水泵的出水量要小于或等于管井的出水能力。
否则，可能造成管井出水含沙量增加，破坏含水层的渗透稳定性，增大管井的维修、维护成本，影响管井的使用年限。同时，引起潜水泵泵轴、轴承以及叶轮的磨损。如果管井突然大量出砂，将叶轮、泵轴与轴承堵塞，会增加电动机负荷，造成出水中断。
2.涌水量的测定：
涌水量受季节和环境变化变动，我公司磁家务水源地在枯水期和丰水期的涌水量变化明显，为合理选定水泵流量，我们要掌握管井的涌水量。
①根据打井队给出的技术数据，选择一台适当流量、适当扬程的井用潜水泵。
②在井口出水管6米处安装一套精准的流量计。
③列表：
表3
④测定方法：
首先要测定井的静水位，并记录其数值；开启井泵后，用闸门控制出水量，观察动水位的降深，分别将1米、2米、3米、4米、5米降深时的五个流量数值，依次填入对应的表格内。（每一米降深的流量应维持一定的时间）
⑤为合理选择水泵流量，我们除了要测量管井的涌水量，还要掌握枯水期管井的最小涌水量。最后，确定水泵的流量，即：需水量≤水泵流量≤涌水量；
（二）水位与扬程
1.根据管井水位确定水泵的扬程：
水位是指地面至井内水面的距离,其中又分为静水位和动水位。
图1
水泵的扬程，是单位质量液体通过水泵后所获得的的能量，又叫总扬程或全扬程。水泵的总扬程是该水泵的扬水能力。即实际扬程加上水流经管路的损失扬程。
H全扬程=H实际扬程+H损失扬程。
2.总扬程也称全扬程的计算方法：
H总=P+Z+h动+V2/2g +h损 (公式1)
式中：
H总为总扬程（ｍ）；
h动为动水位（ｍ）；
h损为扬水管的损失扬程（泵出口以上管路至出水弯管水力摩擦损失）（ｍ）；
P为压力表的指示压力（Mpa，井口压力，满足水源输送的压力）；
Z为压力表的安装高度；（一般为0.3ｍ）；
V2/2g 为泵头出口损失（ｍ）。
（说明：上面所有数值均为米，压力数也由兆帕换算成米，用m表示）。
在做泵的特性曲线时应该考虑V2 /2g，我们在水泵选型时，流量是固定的常数，所以V2 /2g也是一个常数，一般在计算时我们可以忽略它的存在。而压力表的安装高度一般也在0.3米左右，也是一个相对常数。所以，压力表的数值、动水位的数值、扬水管的水头损失等，这几个因素决定了一台井泵总扬程的选用。
（三）流量与扬程
潜水泵的扬程是用来克服高度和阻力的，高扬程的水泵在高扬程点工作时，它的流量是设计点的额定流量。如果在低扬程工作时，相当于水泵的出口阻力减小，这时水泵的流量就会增加，超出其额定流量，电机就会超负荷运行，造成电机的发热，甚至烧毁。
下面的曲线表绘制了三条曲线分别是：①流量—扬程曲线（流量增大扬程降低） ②流量—效率曲线 ③流量—轴功率曲线（流量增大轴功率增加）④流量—允许吸上真空高度曲线（流量增大，允许吸上真空高度降低）
通过上面的曲线表可以说明，当水泵偏离额定点运行时流量与扬程、轴功率、效率、允许吸上真空高度之间的变化情况。
通过上面的曲线表也可以看出，潜水电泵在0.8~1.2Qp范围内运行是高效运行区间，如果水泵运行偏离这一区间，效率低下，浪费能源，增大运行成本。同时电机轴功率增加，影响电机寿命。
1.如果水泵扬程余量较大，水泵在工作时产生的轴向力发生变化，一般情况下，水泵在正常工作时水泵产生向下的轴向力，通过泵轴传递到电机的止推轴承上。但是，当水泵在偏大流量运行时，水泵在工作时水泵产生向上的轴向力，改变止推轴承的工作状态，造成水泵止推轴承损坏。
2.偏大流量运行，叶轮更会产生气蚀。
Hs=Vs2/2g+Hg+hw
H为吸上真空高度（m）；Vs泵吸入口水的流速（m/s）；g重力加速度（m/s3）；hw吸入管水头损失（m）；Hg几何安装高度（m）。
由泵吸入口吸上真空度这个公式，我们可以看出，当水泵安装好以后，它的Hg不变，Hs随Vs2/2g和hw的增大而增大。而Vs2/2g和hw因流量的增大而增大。所以，当水泵偏大流量运行时，Hs就会超过允许吸上真空高度，水泵就会产生汽蚀。产生汽蚀后，扬程、流量、效率降低，严重时产生振动，造成机泵损坏。
3.偏大流量运行，超出涌水量过多，造成管井出水含沙量增加，破坏含水层的渗透稳定性，增大管井的维修、维护成本，影响管井的使用年限。同时，引起潜水泵泵轴、轴承以及叶轮的磨损。如果管井突然大量出砂，将叶轮、泵轴与轴承堵塞，会增加电动机负荷，造成出水中断。
4.偏大流量运行时，如果通过减小出水阀门开度的方法较少流量。根据管路装置特性曲线公式：H=Hst+CQ3。我们可以知道，在管路装置已确定的情况下，采取调节出水阀门的开度改变管路水力损失，即改变管路阻力系数C的方法，使水泵一部分能力消耗在克服阀门阻力上，降低了水泵的装置效率。
当水泵型号确定后，其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。而水泵的流量会随扬程（管网压力）的增加而减小，因而运行扬程越高，流量越小，消耗功率也就越小。反之，运行扬程越低，流量越大，消耗的功率也就越大。所以当高扬程用于过低扬程抽水时，电机容易过载而发热，严重时可烧毁电机。若应急使用，则必须在出水管上装一个用于调节出水量的闸阀，以减小流量，防止电机过载。此情况不可长时间运行，若长时间憋泵运行时，泵壳内的水温会大幅上升，甚至将水汽化，可能会损坏水泵轴封。如果水泵泵体温度上升，引起其它机械方面的变化，如抱轴、卡壳等，不排除会烧电机。
以前我们总是有误区，认为水泵流量越大越好，可能短时间会降低水的成本，但是会增大机泵的损毁，等机泵损毁了，不但影响了正常供水，也增大了维修成本。所以，水泵的流量和扬程还是要根据水位变化及时调整下潜深度并更换合适的水泵型号。
如此说来，流量、扬程与水位的变化是有着最直接的关联，而水位的变化与水源井实际出水能力（涌水量）是密不可分的。
三、机泵的选型
根据根据以上分析，我们就可以比较合理地去选用一台井用潜
水泵的型号。如:表2中，100米的水位，我们选用的流量为125立方米/小时，扬程为144米。如果是按照以上理念，流量的选用就要小于125立方米/小时，流量为多少，那就根据表3 中的五种降深，五个流量值选取；而扬程的选用也要小于144米，我认为130米较为合理。各种因素考量如下：
1.井口压力：由于是水源井，井口不需要过高的压力，所以0.1兆帕完全能够满足源水的输送。0.1兆帕相当于10米，如果再加上压力表的安装高度0.3米，井口所需扬程为10.3米。
2.动水位：由于静水位是100米，按照降深不大于6米的原则，动水位应为100+6=106米
3.扬水管的沿程水头损失：我们暂且按照150毫米钢管，流量为125立方米/小时的大流量、大流速时水头损失，也就是扬水管的沿程水头损失计算方法如下：
h沿=Σ沿×L×Q2 (公式2)
式中：h沿——扬水管的水头损失；Σ沿——150毫米钢管的摩阻率；
L——扬水管的长度（按150米计算）；
Q2——流量的平方。
计算：查表得,150毫米钢管的摩阻率为41.85；
将流量125立方米/小时，转化为0.0347立方米/每秒；
h沿=41.85×150×0.0347×0.0347=7.56（米）。
所以，在不考虑井口弯头的局部水头损失的情况下，h损 大约为7.56米。这样总扬程就是10.3+106+7.56=123.86米。
由此我们可以推算出：当管网所需压力不变时，扬水管越短，水头损失越小，我们选择的扬程越小；动水位下降的越少，我们选择的扬程也同样越小。由于水泵的有效功率等于流量与扬程的乘积，所以在同样的流量下，扬程越小，所消耗的功率也越少。
四、经验总结
影响潜水泵正常运行的因素还有很多，这需要我们在工作中不断的摸索与探究。经验告诉我们，选择井泵型号首先要确定一口井的出水能力。选择流量时一定要小于井的涌水量，选择扬程时一定要确定一个总的扬程，另外降深一定要小于6米。如果流量过大、降深过大，就会形成地下水的过量开采，过量开采的后果是对含水层的冲刷，形成出砂、出浑水，甚至于井室下沉。实际上正常合理的使用一口井，其寿命一般都在几十年。
水泵选型的合理与否，不但决定了管井的使用寿命、保证了机泵的安全正常运行，降低管井和机泵的维修维护成本。而且水泵的合理选型，能够保证水泵在高效区间运行，对于供水企业节能降耗是一个重要的途径。
以上只是个人观点，是否成熟还望相关人员，以及专家、老师们的指教。