水泵转动惯量

水泵转动惯量计算方法
水泵转动惯量计算方法（估算）
在进行停泵水锤计算时，需要计算水泵的转动惯量。

在进行水锤计算时，最好是以厂家提供的参数为准。

如果水泵厂家不能够提供水泵的转动惯量，可依照下述方法进行推算。

在水锤计算时，水泵的转动惯量包含三部分：电机转动惯量、水泵叶轮及所含流体的转动惯量。

其中电机转动惯量所占比重最大，水泵叶轮大概为电机的10%，内含流体为电机的5-10%左右。

1、电机转动惯量计算方法
电机的转动惯量计算公式为：GD2=887.5（0.7355NP/n）1.435。

其中Np为电机功率（kW）;
n为电机转速（r/min）。

这个公式比较老，基于以前的制造工艺得到，其计算值偏大。

目前的电机制造工艺水平已经很高，因此电机的转动惯量取该值的1/3至1/5，一般情况下取1/5比较保守。

2、水泵的转动惯量
泵的转动惯量为电机转动惯量的10%。

3、内含流体的转动惯量
流体的转动惯量为电机转动惯量的5%
则水泵总的转动惯量为电机、水泵及流体的转动惯量之和。

管道停泵水锤模拟分析及水锤防护措施建议摘要：本文以长距离输水管线为研究对象，建立水力分析模型，对不同运行工况下停泵水力过渡过程进行分析研究。

主要分析无防护措施停泵水锤水力模型及为消除或减小该现象而采取防护措施后的水锤水力模型。

通过对关阀时间、排气阀，水泵惯量等各种变化工况进行模拟停泵水锤分析，结果表明排气阀可以有效的降低管道负压，关阀时间和水泵惯量对管道正压有调节作用但是对管道负压的调节作用很小。

该模拟分析结果可以缩短泵站和输水管线的设计时间，优化供水工程的投资建设，为泵站和长距离输水管线的安全运行和优化设计提供技术依据。

关键词长距离输水停泵水锤模拟分析防护措施1 引言水锤分析是基于一种水中压力波传导理论的非稳态瞬变流分析技术，对于各种管路系统在水流突变状况下的安全防护具有重要意义。

对于静扬程高、距离长、管道起伏频繁、流速大的长距离输水管线系统而言，在突然停泵、启泵、关阀、开阀等过程中，由于操作不当、防护设施配置不合理或失效等原因引起管路中水流的瞬间急剧变化。

因为管道较长，管线前面的水流速度还是正常的供水流速，而水泵处的水流速度会减小直至为零，因此管线中的水柱会被拉断，产生真空负压；当管道中水柱流速下降，会在自身的重力和负压吸引力的双重作用下产生水柱撞击，形成水锤。

当这种局部压力骤升或突降超过管材、阀门、水泵等设施的承受能力时，就会造成管道爆裂、变形、水泵电机损坏等灾难性事故。

因此，对于长距离输水管线要求必须进行水锤计算分析。

当前，随着水资源短缺和地域分布不均加剧，长距离输水项目建设日益增多，且大多具有距离长、口径大的特点，随着输水距离的增大，沿途地形、地质等也呈日益复杂化趋势。

通过计算机模拟不同工况条件下的的管道压力变化，针对模拟分析结果采取相应的防护措施，确保了供水系统的安全稳定运行。

本文依托某电厂的用水管线，模拟分析了排气阀的设置，水泵的关阀时间，水泵惯量及液压气动罐位置对管线瞬变流动压力波的影响。

ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ化工设计２０２１，３１（１）液体输送管道水击现象的产生及防控雷鸣远 北京石油化工工程有限公司西安分公司　西安　７１００７５摘要　本文简要介绍压力液体输送管道发生水击现象的原因，以及可能导致的后果。

揭示管道水击计算方法和影响因素，并且基于设计层面阐述避免水击现象发生的有效措施。

关键词　压力管道　水击现象　防控措施雷鸣远：工程师。

２０１１年毕业于西安交通大学热能动力专业。

现在从事火电厂热力系统设计工作。

联系电话：１５３１９７５４１７５，Ｅ－ｍａｉ：１５３１９７５４１７５＠１６３ ｃｏｍ。

在实际工程中，带压液体输送管道作为压力管道的一个类型，是电力、化工、钢铁、水泥等行业工艺流程中不可或缺的重要部分之一。

在有压液体管道实际运行中，由于阀门快速开闭、泵启停、气体混入、流体相变等因素，造成管内液体流速发生激变，因此流体动能随之也发生激变，这种激变导致管内产生“压力波”，以接近音速的传播速度在管内流速发生突变的界面之间来回折返，从而在瞬间造成管内压力的急剧波动，对管道、阀门、连接件以及设备产生短暂且巨大的力学冲击，这种现象被称为水击现象。

使管道压力升高的水击现象叫做正水击，使管道压力降低的水击现象叫做负水击。

其破坏程度足以造成管道破裂或瘪塌、附件损坏、部件疲劳寿命缩短、环境噪音等危害。

１　水击现象的几个过程水击现象既然是一种“压力波”，那么利用波的传播速度求出特征时间，就可将水击问题按照时间划分，便于对此问题展开研究。

另外，讨论水击现象时，必须考虑水的压缩性和管壁的弹性，这是产生水击现象的基本条件［１］。

假设某压力源头（如水泵、水箱、水池等）压力值恒定为Ｐ０，有一长度Ｌ、内壁光滑、材质均匀的出水管道，管道设置一个阀门作为控制水流的开关。

阀门开启时管内流速为Ｖ０，当Ｂ点阀门突然快速关闭之后，管内产生水击“压力波”，波速为ａ，按照时间划分，有以下４个典型过程：（１）ｔ＝０～Ｌａ。

抽水蓄能电站过渡过程计算影响因素分析郑应霞;胡雄峰;邱绍平【摘要】Transient process calculation is the basis of regulation guarantee design. Taking the transient process calculation in feasibility study of a domestic pumped storage power station as an example, the effects on the transient process calculation results exerted by the following factors are calculated and analyzed through Hysim:draft head, runner model characteristics, diameter of tailrace tunnel, generator-unit's moment of inertia and closure law of guide vanes. It is founded that the draft headand runner model characteristics have more significant impact on the transient process calculation results. As the draft head and the station layout can be basically determined in feasibility study while the characteristics of the generator-unit developed by different man-ufacturers are variable, so concern should be attached to the characteristics of the generator-unit in its bid invitation so as to meet the demand of regulation guarantee design.%过渡过程计算是调节保证设计的一种计算手段，也是调节保证设计的基础。

南水北调淮阴二站泵系统起动动态特性近似计算严登丰李彦军陈松山1．泵机组特性(1)转动惯量。

淮阴二站同步电动机与全调节轴流泵直接传动，影响泵机组起动加速转动变化过程的因素除动力矩、阻力矩外，机泵转动部件惯性力矩（M I ）影响很大。

惯性力矩：dtdn J M I 30π=（1）式中n 为转速(r/m in)；J 为转动惯量（kg ﹒m 2）。

转速150=n r/m in；电动机转动惯量19=m J t ﹒m 2,水泵转动惯量11=P J t ﹒m 2,合计转动惯量J =30t ﹒m 2。

(2)电动机动力特性。

TL2800-40/3250同步电动机，额定电压U 0=10kV ，额定电流=0I 190A ，超载系数λ=2.06。

电动机采用异步起动方式，起动过渡过程中动力矩即电动机异步转矩M m ：KKK K K K K Km M S S S S S S S S S S M M //22//22+≈+++=（2）式中M m 、M K 分别为电动机瞬间转矩和最大转矩；S K 为相应的最大转矩M K 的临界转差率。

根据计算，M 0=1.818×105Ｎm ，M K =λM 0=3.745×105Ｎm 。

电动机起动瞬间S =1，即起动转矩（堵转矩）KKK K K K KM S S S S S M M /123/1221+≈++=（3）达亚同步时，S =0.05，即牵入转矩KKK K K K KM S S S S S M M /05.020220/05.0222+≈++=（4）TL2800-40/3250同步电机M 1=0.66M 0，M 2=1.26M 0，联立式（3）及式（4），即有：2/12112)]20/()05.0[(M M M M S K --=（5）代入具体值，可求得S K =0.56。

(3)水泵特性。

水泵模型为ZBM791-1000。

泵机组起动以叶片-6º为例，参考严登丰编著《泵站工程》（中国水利水电出版社，2005），泵扬程特性、效率特性表达式及各系数常数如下：)/()/(20202n n C Q n n B AQ H ++=（6）)}]()([/{2/1202H K Q Q Q K Q K H H K QH v z f m P +-+++=η（7）A m =-115.4364，B m =7.8687，C m =9.4652，平均扬程分析误差ΔH =1.6×10-3m ；K fm =4.011，K Vm =0.0062，K zm =99.9395，K mm =0.0274效率分析误差Δη=1.1×10-3。

浅谈长距离压力输水工程水锤防护设计摘要：长距离输水工程管线长，管道起伏大，输水安全性要求高，而水锤是影响长距离压力输水工程运行的一个重要因素，根据调查统计，在城市给水阀门和工业企业的给水泵站中，绝大部分水锤事故都属与停泵水锤事故。

本文本工程在对压力系统水锤分析时只对停泵水锤进行分析并提出防护设计措施。

关键词：长距离压力输水管道；停泵水锤；防护设计1、工程概况本长距离输水工程，设计流量：20万m3/d（考虑5%的沿程漏损和水厂自用水后为21万m3/d），从取水泵房至水厂主要采用焊接钢管，双管并联，单线长6.2km，管径为DN1200，壁厚10mm；取水泵房设计地面38.5m，泵进口约37.15米，原水引水管余压约2.5-5m。

水厂设计地面标高97.5m，配水井水位标高101.3m，原水进水余压1.0m。

2、模型建立2.1应用软件简介。

本工程水锤分析软件采用奔特力-海思德软件公司的HAMMER软件，该软件将水锤效应（waterhammer）的复杂原理结合成为简单易用的工程工具，建模以节点和管段的稳态计算结果为基础，协助水利工程师顺利地进行任何复杂的水锤水击水力计算与设计。

2.2建模数据。

水泵参数：4台水泵并联工作，3用1备。

其中PMP-1及PMP-2水泵Q=2188m3/h、H=63m，电机功率560kW。

PMP-3及PMP-4水泵Q=4375m3/h、H=63m，电机功率1000kW。

PMP-4为备用泵。

根据取水泵房内远期水泵配置和原水压力管道平面方案布置图及简化的纵断面图，建立水锤计算模型。

示意如下：由上图可知，管线稳态运行时泵后压力最大为70m，管道沿线各节点压力在70m水头范围内，而设计中要求原水输水管的安全可靠性较高，设计泵站后管道采用D1220X10钢管，管线在远期21万m3/d设计流量时可以保证在流量恒定的前提下安全运行，危及管线系统安全的潜在因素是由于事故停泵而引起的停泵水锤，这也是本设计关注的重点。

基于 ETAP电力系统分析软件的水泵电机启动分析及研究摘要：利用ETAP软件电机起动仿真功能，对比分析了电机直起和变频起动对起动电流、电网冲击等影响，根据项目实际情况，给出电机起动策略建议。

关键词：ETAP软件；电动机；直接起动；变频起动1.引言水泵电机作为输送液体或使液体增压的机械设备，在水行业中有着广泛的应用和重要地位。

在给水行业中，受限于扬程、流量等设计要求，电机往往采用大容量高压异步电机，根据起动方式不同，对工程造价、水量调节、对电网造成的影响等方面均有所差异。

如何正确分析并选择电动机起动方式，对给水厂整体工程设计来说至关重要。

1.电动机起动方式简介异步电机起动方式主要分为全压直接启动、星三角起动、自耦减压起动、软起动、变频起动等多种方式。

1.1.全压直接启动全压直接起动是一种不采用其他外接起动装置，或起动时的接线方式不作改变，由电网直接供电并起动的方式。

这种方式的优点是造价最低，操作及维护简单，但对起动时电网电压的影响较大，因此往往应用在不大于11kW的小功率电机。

1.1.星三角起动星三角起动在起动时将定子绕组接成星型，待起动完毕后再接回三角形，以此降低起动电压及起动电流，减小对电网电压的冲击。

此种起动方式结构相对简单，造价较低，但起动转矩为直接起动的1/3，因此在轻载或无载场合应用较多。

1.1.自耦减压起动自耦减压起动时需在电动机前端增设自耦变压器，利用自耦变压器抽头实现减压，一般用于大容量电动机起动，造价较前两种起动方式略高。

1.1.软起动软起动通过设置软起动器，利用可控硅的移相调压原理实现的电动机起动，主要应用于高压大容量电机。

具有起动电流小，起动效果好等特点，但造价较高，且需要专业的维修人员。

同时由于电力电子元件在电网中容易造成较大谐波，对电网也有一定影响，往往需要配套滤波装置。

1.1.变频起动变频启动，即利用变频器改变起动时的电网频率来完成电动机的起动，其控制效果最好，控制功能最全，但造价最高，维护需要专业人员。

水泵泵轴跳动标准及校直1、泵轴跳动标准1）轴颈的锥度与椭圆度不大于轴径的1/2000。

但最大不得超过0.05mm，且表面不得有伤痕。

2）轴弯曲超过允许值可采用机械法或加热法进行校直。

轴允许跳动值如下表所示（单位：mm）：轴径处轴中部（1500转/分）轴中部（3000转/分）多级泵轴≤0.02 ≤0.10 ≤0.08 ≤0.052、泵轴的校直方法1）冷直法（1）利用手摇螺旋压力机校直轴径较小及弯曲较大时，可采用此法。

首先将轴放在三角缺口块内架住，或放在机床上利用顶针顶住轴的两端，然后将轴弯曲的凸面顶点朝上。

用螺旋压力机压住凸起顶点，向下顶压，直到轴校直为止。

（2）利用捻棒敲打校直轴径较大及弯曲较小时，可以采用此法。

这个方法是利用捻棒来冷打轴的弯曲凹面，使轴在此处表面延伸而较直。

捻棒应由硬度低于泵轴硬度的材料制成，或在硬度高的材料上镶铜套，捻棒的边缘必须有园角。

在直轴时，将轴的凹面朝上，并支持住最大弯曲的凸面顶点。

在两端用拉紧装置向下加压，然后利用1-2公斤重的锤子敲打捻棒，使轴的凹面材料受敲打而延伸。

捻打时,先自最低凹面中央进行敲打，逐渐移向两侧，并沿圆周三分之一的弧面上进行，但越往中央敲打密度应当越大。

轴的校直量与敲打次数通常成正比。

注意最初敲打时，轴校直较快，以后较慢。

敲打时应注意掌握捻棒，勿损伤轴的表面。

（3）用螺旋千斤顶较直当轴的弯曲量不大时（为轴长的1%以下），可以在冷态下用螺旋千斤顶较直。

在矫直时，考虑到轴的回弹，要过矫一些，才能保证矫正后的轴比较正直。

这种方法的精度可达到每米0.05-0.15毫米。

（4）用钢丝绳矫直2）局部加热法将弯曲的凸面朝上，在周围用石棉布包扎，然后用喷灯或气焊急热。

加热温度约比材料临界温度低100℃左右。

急热后，由于金属产生塑性变形，使其表面长度缩短，在冷却后虽有所拉伸，但已不能恢复原始状态了，从而造成与原始弯曲方向相反的反弯曲，使凸面平坦而达到直轴目的。

如在凹面加温火助其热胀伸长，则效果更好。