田家治

摘要：水泵是節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的重要設(shè)備。介紹農(nóng)業(yè)灌溉常用水泵類型，闡述水泵選擇依據(jù)及過程，介紹水泵的使用與維護(hù)方法，以更好地掌握水泵性能，充分發(fā)揮其在現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的重要作用，促進(jìn)節(jié)水型農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械 水泵 節(jié)水灌溉 選擇 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S277.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1161（2015）02-0057-02

我國是全球主要貧水國家之一，水資源緊缺已經(jīng)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，尤其對(duì)于用水量大的農(nóng)業(yè)牛產(chǎn)來說，必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和節(jié)水型農(nóng)業(yè)的發(fā)展，噴灌、滴灌、滲灌等現(xiàn)代灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并取得了節(jié)約水資源、提高灌溉水利用率的良好效果。

水泵是現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)的重要組成部分。除自壓灌溉系統(tǒng)外，基本上所有的灌溉系統(tǒng)都需要利用水泵進(jìn)行加壓。

1農(nóng)業(yè)灌溉用水泵常見類型

目前，農(nóng)田排灌中常用的水泵有離心泵、混流泵和軸流泵等葉片泵。北方地區(qū)廣泛采用井泵、潛水泵等抽地下水來灌溉；南方的丘陵山區(qū)則利用水輪泵來提水灌溉。

1）軸流泵。軸流泵的主要結(jié)構(gòu)包括泵體、泵軸、葉輪、進(jìn)水管、導(dǎo)水葉、出水彎管等。其工作原理是：葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉片產(chǎn)生升力，將灌溉水向上推壓，沿出水管流出。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，將水連續(xù)推送到高處。軸流泵揚(yáng)程1～13m，流量大，操作簡單，效益高，適于大面積農(nóng)田灌溉和排澇。

2）離心泵。離心泵的主要結(jié)構(gòu)包括泵體、泵軸、葉輪、泵蓋、支架等。其工作原理是：葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，灌溉水在此離心力的作用下被提向高處，水在葉輪流道里被甩向四周，壓人蝸殼，此時(shí)葉輪人口處形成真空，繼而吸人新的水。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，完成連續(xù)吸水、壓水，將水從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。使用離心泵的要求，一是進(jìn)出水流方向互成90°；二是必須保證真空；三是安裝高度不能超過10m。

3）混流泵。混流泵的葉輪形狀介于離心泵和軸流泵葉輪之間，所以混流泵的提水動(dòng)力是離心力和升力的綜合作用，灌溉水與葉輪軸成一定角度被吸入與流出。混流泵的揚(yáng)程與流量較大，高效范圍寬，適于平原河網(wǎng)地區(qū)和丘陵地區(qū)灌溉。

4）水輪泵。水輪泵的主要結(jié)構(gòu)包括離心泵和作為動(dòng)力用的水輪機(jī)。其工作原理是：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與泵葉輪裝在同一根軸上，利用水流能量沖擊水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪，帶動(dòng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)，使灌溉水平順地流進(jìn)轉(zhuǎn)輪，再通過吸出管流出。水輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，靠水力作用運(yùn)轉(zhuǎn)，不耗費(fèi)油電，適于農(nóng)田排灌和山區(qū)抽水，

5）潛水泵。潛水泵的主要結(jié)構(gòu)包括立式電動(dòng)機(jī)、水泵、進(jìn)水部分和密封裝置。電動(dòng)機(jī)在下方，水泵在上方，出水管部分在水泵上面，工作時(shí)電動(dòng)機(jī)與水泵都浸沒在水中。潛水泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，安裝使用方便。使用潛水泵的要求是供電線路必須有可靠的接地措施，以保證安全；嚴(yán)禁脫水運(yùn)轉(zhuǎn)，潛水深度不超過10m；被抽取的水應(yīng)為溫度不高于20℃、無腐蝕性、含沙量低的清水。

6）井用泵。井用泵專門抽提井水。井用泵的主要結(jié)構(gòu)包括帶有濾水器的泵體部分，輸水管和傳動(dòng)軸部分，以及泵座和電動(dòng)機(jī)部分。根據(jù)井水面的深淺和水泵揚(yáng)程的高低，井用泵可分為深井泵和淺井泵。深井泵結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，使用方便，適于平原井灌；淺井泵揚(yáng)程一般小于50m，適于大口井和土井

2水泵的選擇

灌溉工程中選擇合適的水泵很重要，主要應(yīng)考慮以下3個(gè)方面：一是需要灌溉面積的大小和需水量的多少：二是配套動(dòng)力和管路的布置：三是當(dāng)?shù)厮Y源條件和使用要求。

2.1流量的確定

水泵流量可根據(jù)灌溉面積和單位面積的需水量確定。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮渠道輸水和田間水滲漏、蒸發(fā)引起的損失，一般需增加5%～20%。確定水泵流量時(shí)應(yīng)考慮水源的供水能力，避免井小泵大、水量供給不足。

2.2揚(yáng)程的確定

水泵的揚(yáng)程是指單位重力的水通過水泵后其能量的增值，揚(yáng)程體現(xiàn)了水泵揚(yáng)水的高度。在計(jì)算水泵的揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)考慮管路中的水頭損失。此外，揚(yáng)程的確定還必須考慮到水源水位的變化，應(yīng)保證水泵在枯水位和洪水位都能正常運(yùn)行。

2.3配套動(dòng)力的確定

農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)水泵的配套動(dòng)力設(shè)備主要是電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)兩大類。電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是運(yùn)行成本低，操作簡單，工作可靠，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；但包括輸、變電設(shè)備在內(nèi)，其設(shè)備投資高受電網(wǎng)影響大。柴油機(jī)的特點(diǎn)是不受電源控制，比較機(jī)動(dòng)靈活；但運(yùn)行成本較高，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易產(chǎn)生故障，操作、維護(hù)比較困難。二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，綜合考慮各種因素來選擇。

配套動(dòng)力可利用以下公式確定：

式中：N軸為水泵軸功率，kW；N配為動(dòng)力機(jī)配套功率，kW；K為安全備用系數(shù)；η傳為傳遞效率；η水為水泵的效率；γ為水容積，取γ=lkg/L；Q為水泵的額定流量，L/6。

2.4轉(zhuǎn)速配套及傳動(dòng)方式的確定

在_工作時(shí)，除了要求水泵與動(dòng)力機(jī)的功率匹配外，它們的轉(zhuǎn)速也必須相配合。只有當(dāng)二者額定轉(zhuǎn)速相等或相近時(shí)，才能使機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1）直接傳動(dòng)。水泵和動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)速相等或很接近時(shí)，可采用直接傳動(dòng)，用聯(lián)軸器將二者直接連接起來。直接傳動(dòng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，效率高。目前我國的水泵轉(zhuǎn)速一般都按照異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，所以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵大多數(shù)為直接傳動(dòng)。

2）間接傳動(dòng)。當(dāng)水泵與動(dòng)力機(jī)（一般為柴油機(jī)）的額定轉(zhuǎn)速不相配，或軸線不在同一直線，或轉(zhuǎn)向不同時(shí)，必須采用間接傳動(dòng)。使用柴油機(jī)的水泵機(jī)組均采用皮帶傳動(dòng)。皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，可起緩沖、減震作用，當(dāng)出現(xiàn)過載時(shí)，皮帶打滑保護(hù)機(jī)械零件免受破壞，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。一般柴油機(jī)的皮帶輪由生產(chǎn)廠商隨車附帶，因此機(jī)組的轉(zhuǎn)速配套主要是通過改變或確定水泵皮帶輪直徑來實(shí)現(xiàn)。考慮到皮帶輪打滑引起轉(zhuǎn)速減低而采取的安全系數(shù)為1.02～1.05。

2.5管路及附件的選配

管路和附件的選配應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)、安全和便捷的原則進(jìn)行。選取合適的管路直徑，降低管路中的流速，減少管路損失。附件應(yīng)在保證安全的前提下選取，使其對(duì)管路損失達(dá)到最小。

3水泵的應(yīng)用

3.1水泵的安裝

水泵的安裝必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明書的要求進(jìn)行，在泵房布置、管路布囂、動(dòng)力連接等方面應(yīng)考慮到水泵的安全有效運(yùn)行。

3.2水泵的使用與維護(hù)

1）水泵啟動(dòng)前應(yīng)清除泵體及傳動(dòng)裝置的灰塵和油污；清除進(jìn)水池內(nèi)及水泵濾網(wǎng)上的雜物；檢查各部件的安裝位置是否正確，各閥門開關(guān)是否靈活：檢查各部位的連接螺栓，如有松動(dòng)需擰緊；檢查各軸承的潤滑情況，按要求加足潤滑油。

2）水泵運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)注意聲音和震動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)隱患要及時(shí)調(diào)整，以防止事故發(fā)生：隨時(shí)注意各儀表指針變動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停車，查找并解決問題：經(jīng)常檢查軸承溫度和潤滑情況；檢查進(jìn)水口管路、填料有無漏氣現(xiàn)象

3）水泵運(yùn)行結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將水泵和管路中水放空，防止凍壞或生銹；擦干水泵及管路上的水漬和油污，保持清潔；檢查軸承油污磨損、點(diǎn)蝕等現(xiàn)象。

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SelectionandApplicationofWaterPumpforAgriculturalIrrigation

TIANJiazhi

Abstract：Waterpumpisanimportantdeviceinthesystemofwatersavingirrigation.Thearticleintroducesusualtypesofwaterpumpinagriculturalirrigation，expoundsselectionreferenceandprocessofwaterpump，introducesthemethodofuseandmaintenanceofwaterpump，inordertobettergrasptheperformanceofwaterpump，bringitintofullplayinthesystemofmodernwatersavingirrigation，andpromotethesustainableclevelopmentofwatersavingagriculture.

Keywords：agriculturalmachinery；waterpump；watersavingimgation；selection；application