Hướng dẫn chọn kích thước máy bơm giếng sâu: Cách tính lưu lượng và cột áp tổng động

Một máy bơm giếng sâu không nên được lựa chọn chỉ dựa trên độ sâu giếng, kích thước ống xả hoặc công suất động cơ.Cùng nhau, hai giá trị này tạo thành điểm công việc bơm: dòng chảy tại một đầu được chỉ định.

Nếu yêu cầu dòng chảy được đánh giá thấp, hệ thống có thể không đáp ứng nhu cầu tưới tiêu, cung cấp nước hoặc quy trình.hoạt động xa phạm vi hiệu quả của nó, quá tải động cơ, chu kỳ quá mức hoặc chạy giếng dưới mức bơm an toàn.

Hướng dẫn này giải thích cách tính tỷ lệ dòng chảy và TDH cần thiết cho một máy bơm giếng sâu hoặc lỗ khoan,làm thế nào để tránh các lỗi phổ biến và làm thế nào để sử dụng điểm công việc kết quả trên đường cong hiệu suất của nhà sản xuất.

Để đo một máy bơm chìm giếng sâu, xác định dòng chảy mà ứng dụng yêu cầu và tính toán TDH trong điều kiện hoạt động dự kiến.

Đối với một giải phóng mở vào một bể thông gió, đầu áp lực cần thiết tại cửa ra có thể là bằng không.áp suất dư cần thiết phải được chuyển đổi thành mét hoặc feet nước và thêm vào TDH.

Máy bơm cuối cùng được chọn từ đường cong hiệu suất Q-H tại điểm làm việc được tính toán. Đừng chọn một máy bơm chỉ vì đầu hoặc dòng chảy tối đa của nó dường như vượt quá yêu cầu;hai giá trị tối đa đó xảy ra tại các điểm hoạt động khác nhau.

Tỷ lệ dòng chảy là khối lượng nước phải được cung cấp mỗi đơn vị thời gian. Nó thường được thể hiện bằng m3/h, L/s hoặc US GPM. Lưu lượng thiết kế chính xác đến từ ứng dụng,không phải từ đường kính đầu ra của máy bơm.

Các điểm khởi đầu điển hình bao gồm:

• Nước tưới nông nghiệp: nhu cầu nước cho cây trồng, diện tích tưới, kích thước khu vực tưới, tỷ lệ ứng dụng và giờ bơm có sẵn.
• Cung cấp đô thị hoặc cộng đồng: nhu cầu trung bình, nhu cầu vào giờ cao điểm, khối lượng lưu trữ và năng suất giếng được phép.
• Chuyển nước công nghiệp: tiêu thụ quy trình, khối lượng lô, lịch sử hoạt động và yêu cầu dư thừa.
• Chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản: tiêu thụ hàng ngày, sử dụng cao điểm, nhu cầu lưu thông hoặc trao đổi nước.
• Nhập thùng: khối lượng thùng có thể sử dụng được chia cho thời gian nhấp được phép.

Ví dụ: một bể lưu trữ 400 m3 phải được lấp đầy trong năm giờ.

Dòng chảy thiết kế cũng phải phù hợp với năng suất bền vững của giếng. một máy bơm loại bỏ nước nhanh hơn tầng dưới nước và giếng có thể phục hồi có thể gây ra quá nhiều rút, không khí lôi kéo,dòng chảy không ổn địnhKhi nhu cầu vượt quá năng suất giếng an toàn, tăng lưu trữ hoặc kéo dài thời gian bơm thường an toàn hơn so với lắp đặt một máy bơm lớn hơn.

Ba độ sâu thường bị nhầm lẫn trong quá trình lựa chọn bơm giếng sâu:

• Mức nước tĩnh: khoảng cách từ điểm tham chiếu ở đầu giếng đến bề mặt nước khi giếng đã phục hồi và máy bơm không hoạt động.
• Mức nước bơm, còn được gọi là mức nước động: mức nước trong khi giếng được bơm ở hoặc gần dòng chảy thiết kế.
• Độ sâu thiết lập bơm: độ sâu vật lý mà ở đó ống hút bơm hoặc bộ máy bơm được lắp đặt.

Đối với thành phần nâng dọc của TDH, sử dụng mức nước bơm dự kiến ở dòng chảy thiết kế.Máy bơm có thể được lắp đặt dưới mức nước bơm để duy trì ngâm và làm mát động cơ, nhưng nước dưới mức bơm đã được áp suất ở cả hai bên của máy bơm và không tạo ra một nâng tĩnh bổ sung bằng nhau.

Một thiết kế thực tế nên xem xét mức nước bơm thấp nhất dự kiến, bao gồm sự suy giảm nước ngầm theo mùa, thu hút lâu dài và can thiệp từ các giếng gần đó.Các thiết lập máy bơm phải duy trì đủ sâu để chìm an toàn, nhưng vẫn tôn trọng xây dựng giếng, các vùng trầm tích, yêu cầu làm mát động cơ và giới hạn cáp.

Nâng thẳng đứng là sự khác biệt độ cao giữa mức nước bơm và độ cao xả cuối cùng.

Nếu mực nước bơm ở độ sâu 60 m dưới mặt đất và nước đi vào bể thông gió 12 m trên mặt đất:

Nếu điểm xả nằm dưới đầu giếng, hãy sử dụng sự khác biệt độ cao thực tế thay vì thêm khoảng cách bằng cách cơ học.Tính toán nên mô tả sự thay đổi năng lượng giữa bề mặt nước nguồn trong điều kiện bơm và điểm phân phối.

Mất ma sát là đầu tiêu thụ khi nước di chuyển qua đường ống chính, đường ống ngang và phụ kiện. Nó thay đổi với dòng chảy, đường kính ống bên trong, chiều dài ống, độ thô,tuổi và số lượng van và phụ kiệnMột ống nhỏ có thể có chi phí thấp hơn ban đầu nhưng có thể thêm tiêu thụ đầu và năng lượng đáng kể trong suốt cuộc đời của hệ thống.

Đối với hệ thống nước, các kỹ sư thường tính toán lỗ ống thẳng bằng phương trình Hazen-Williams hoặc phương trình Darcy-Weisbach.và tính toán tổn thất tại dòng chảy thiết kếSau đó bao gồm các tổn thất nhỏ từ các thành phần như khuỷu tay, tay, máy giảm, van kiểm soát, van cách ly, máy đo lưu lượng, bộ lọc và điều kiện vào hoặc ra.

Một luồng công việc thực tế là:

1. Danh sách từng phần ống theo vật liệu, đường kính bên trong và chiều dài.
2. Tính toán tốc độ và mất ma sát trong mỗi phần tại dòng chảy thiết kế.
3. Thêm các hệ số chiều dài tương đương hoặc tỷ lệ mất mát cho các phụ kiện và van.
4. Bao gồm các tổn thất thông qua bộ lọc, bộ trao đổi nhiệt hoặc thiết bị khác từ dữ liệu của nhà cung cấp.
5. Tham gia các tổn thất để có được đầu ma sát hệ thống tại dòng chảy công việc.

Nếu nhu cầu dự án thay đổi, tính lại tổn thất thay vì mở rộng theo đường thẳng.búa nước và chi phí vận hành quá cao, trong khi một ống lớn không cần thiết làm tăng chi phí vốn.

Nếu điểm cung cấp phải duy trì áp suất, chuyển đổi áp suất đó thành đầu nước và thêm nó vào TDH. Đối với nước sạch gần nhiệt độ môi trường:

• 1 bar tương đương khoảng 10,2 m đầu nước.
• 1 psi là khoảng 2,31 ft của đầu nước.
• 1 m đầu nước là khoảng 9,81 kPa.

Ví dụ, áp suất đầu ra cần thiết là 3 bar là:

Không thêm áp suất khí quyển vào một hệ thống mở. Nếu chất lỏng bơm có mật độ khác đáng kể so với nước,Chuyển đổi áp suất thành đầu phải sử dụng trọng lượng đặc tính của chất lỏng.

Một số tính toán kích thước đơn giản kết hợp tất cả các tổn thất động trong một khoản bồi thường ma sát. Để có kết quả đáng tin cậy hơn, xác định các tổn thất được biết riêng biệt.van điều khiển, máy đo nước và thiết bị xử lý có thể gây ra mất mát đầu có ý nghĩa, đặc biệt là ở dòng chảy cao hoặc khi bị ô nhiễm.

Sử dụng dữ liệu giảm áp suất của nhà sản xuất khi có sẵn.đường ống nước sạch đường kính lớn và đường dây dài với nhiều thiết bị không nên nhận được cùng một khoản phíMột biên thiết kế khiêm tốn có thể phù hợp với sự không chắc chắn, nhưng kích thước đầu quá lớn có thể di chuyển điểm hoạt động ra khỏi khu vực hiệu quả tốt nhất.

Giả sử một dự án cung cấp nước giếng sâu có các điều kiện hoạt động sau:

• Dòng chảy cần thiết: 80 m3/h.
• Mức nước bơm: 60 m dưới mức tham chiếu đầu giếng.
• Nhập bể: 12 m trên mực tham chiếu đầu giếng.
• Mất đường ống và thiết bị được tính toán ở 80 m3/h: 8 m.
• Áp lực dư cần thiết tại kết nối bể: 3 bar, tương đương với 30,6 m nước.
• Thiết bị mất thêm: 2 m.

Đầu tiên tính toán nâng thẳng đứng:

Sau đó tính TDH:

Do đó, điểm làm việc cần thiết là khoảng 80 m3/h ở 113 m TDH. Đây là điểm phải nằm trên đường cong hiệu suất máy bơm.Tính toán không có nghĩa là một máy bơm được dán nhãn với một đầu tối đa 113 m sẽ cung cấp 80 m3/hMô hình phải tạo ra cả hai giá trị tại cùng một điểm hoạt động.

Một đường cong máy bơm cho thấy làm thế nào đầu thay đổi với dòng chảy cho một mô hình cụ thể, tốc độ, cấu hình động cơ và số bước.Điểm hoạt động thực tế xảy ra khi đường cong bơm cắt đường cong hệ thống.

Khi xem xét một mô hình ứng cử viên:

• Đặt 80 m3/h trên trục dòng chảy ngang và khoảng 113 m trên trục đầu dọc.
• Xác nhận đường cong mô hình đi qua hoặc gần điểm này trong phạm vi hoạt động được khuyến cáo của nhà sản xuất.
• Ưu tiên hoạt động gần khu vực hiệu quả và ổn định của mô hình, không ở đầu tắt hoặc ở cuối bên phải của đường cong.
• Kiểm tra công suất hấp thụ tại điểm làm việc và chọn một động cơ với biên dịch vụ cần thiết theo các điều kiện tiêu chuẩn và địa điểm áp dụng.
• Kiểm tra hiệu quả, lưu lượng tối thiểu, lưu lượng tối đa cho phép, số bước, kích thước xả và hiệu suất không quá tải nếu có.
• Xem xét hệ thống ở mức nước tối thiểu và tối đa dự kiến.một mức nước cao hơn có thể di chuyển máy bơm đến một điểm hoạt động dòng chảy cao hơn và có thể làm tăng tải động cơ.

Hoạt động tần số biến có thể cung cấp tính linh hoạt điều khiển, nhưng động cơ, cáp, làm mát, tốc độ tối thiểu, bảo vệ hài hòa và phạm vi hoạt động của máy bơm đều phải được kiểm tra.Một VFD không sửa chữa một lựa chọn thủy lực không phù hợp về cơ bản.

Thiết lập độ sâu bơm là quyết định lắp đặt, không phải thay thế cho TDH. Đặt bơm dưới mức nước bơm thấp nhất dự kiến với sự chìm đầy đủ để ngăn ngừa xoáy,Không khí xâm nhập và mất mát làm mátĐồng thời, tránh đặt máy bơm trong một khu vực sản xuất trầm tích hoặc quá gần đáy giếng.

Độ chìm cần thiết phụ thuộc vào thiết kế máy bơm, dòng chảy, đường kính giếng, tốc độ đầu vào và yêu cầu của nhà sản xuất.trong giếng đường kính lớnChứng minh tốc độ làm mát và hướng dẫn cài đặt cho động cơ đã chọn.

Điểm hoạt động thủy lực thu hẹp các mô hình có sẵn, nhưng gia đình sản phẩm cuối cùng cũng phụ thuộc vào đường kính giếng, chất lượng nước, vật liệu, điện áp và điều kiện lắp đặt.

• Dòng QJ: được thiết kế để nâng nước giếng sâu hoặc giếng khoan và có sẵn trong các cấu hình cho các nguồn nước và vật liệu khác nhau.bao gồm các dự án có dòng chảy cao hơn và chi phí cao hơn.
• SP series: 4-inch, 6-inch, 8-inch và 10-inch submersible borehole pump range cho phép lựa chọn theo đường kính khoan và điểm làm việc.do đó, dòng chảy và đầu phải được kiểm tra trên đường cong mô hình cá nhân hơn là suy luận từ đường kính bơm.
• Dòng QS: phù hợp với các nhiệm vụ chuyển nước nhỏ hơn hoặc khác nhau trên tàu ngầm, khi yêu cầu thủy lực và sắp xếp lắp đặt phù hợp với loạt.điều kiện làm mát và hình học giếng phù hợp trước khi sử dụng nó như một lựa chọn lỗ khoan.

Đối với nước ăn mòn hoặc khoáng chất, lựa chọn vật liệu là một phần của kích thước bơm vì ăn mòn và hao mòn ảnh hưởng đến độ tin cậy.Thép không gỉ hoặc hợp kim khác tùy thuộc vào loạt và phương tiệnMột phân tích nước nên được xem xét trước khi chọn vật liệu ướt.

Độ sâu giếng không bằng đầu nâng. Sử dụng mức nước bơm, độ cao xả, ma sát và áp suất cần thiết.Độ sâu thiết lập bơm được kiểm tra riêng biệt cho sự chìm và an toàn lắp đặt.

Mức nước giảm trong khi bơm. Sử dụng mức tĩnh phục hồi có thể đánh giá thấp độ nâng và gây ra dòng chảy không đủ khi máy bơm đang hoạt động.

Các đường ống dài, đường kính bên trong nhỏ, van và bộ lọc có thể thêm đầu đáng kể.

Đầu tối đa thường gần không dòng chảy, và dòng chảy tối đa xảy ra ở đầu thấp hơn nhiều.

Một biên độ không xác minh lớn có thể làm tăng kích thước máy bơm, tăng tốc độ và tiêu thụ điện, và di chuyển hoạt động ra ngoài phạm vi ưa thích.Giải quyết sự không chắc chắn thông qua các kịch bản hoạt động thực tế và xem xét đường cong.

Để có được một khuyến nghị và báo giá bơm hữu ích về mặt kỹ thuật, hãy cung cấp:

• Tỷ lệ dòng chảy cần thiết và liệu nó là liên tục, đỉnh hay biến động.
• Mức nước tĩnh và mức nước bơm ở dòng chảy thử được chỉ định.
• Độ sâu giếng, đường kính bên trong vỏ và giới hạn cài đặt bơm.
• Độ cao xả và áp suất dư thừa cần thiết tại điểm giao hàng.
• Vật liệu cột và đường ống, đường kính bên trong, chiều dài và phụ kiện.
• Nhiệt độ nước, pH, hàm lượng clo, hàm lượng cát và các dữ liệu phân tích nước khác có sẵn.
• Nguồn cung cấp điện: điện áp, tần số, giai đoạn và phương pháp khởi động hoặc điều khiển.
• Định hướng lắp đặt, điều kiện làm mát, chiều dài cáp và điều kiện môi trường hoặc độ cao địa phương.

Với các thông số này, nhà sản xuất có thể tính toán hoặc xác minh TDH, xác định các đường cong ứng cử viên, kiểm tra tải động cơ và đề xuất vật liệu và phụ kiện.

Không. Đầu cần thiết dựa trên mức độ nước bơm, độ cao phân phối, ma sát và áp suất đầu ra cần thiết. tổng chiều sâu giếng và chiều sâu thiết lập bơm là các tham số lắp đặt,Các thành phần nâng dọc không tự động.

Sử dụng mức bơm hoặc nước động dự kiến ở dòng chảy thiết kế. Cũng đánh giá mức hoạt động theo mùa thấp nhất. Mức nước tĩnh hữu ích để hiểu sự rút nước,nhưng nó thường làm giảm giá trị nâng trong khi bơm.

Đối với nước sạch gần nhiệt độ môi trường xung quanh, nhân khoảng 10 bar.2Vì vậy, 3 bar là khoảng 30,6 m của đầu nước. Đối với mật độ chất lỏng khác, điều chỉnh chuyển đổi bằng cách sử dụng trọng lực cụ thể.

Việc lắp đặt máy bơm sâu hơn bên dưới bề mặt nước bơm làm tăng độ chìm, nhưng nó không tự động thêm chiều sâu đầy đủ vào thang máy tĩnh.Tính toán độ nâng từ mực nước bơm đến độ cao xả.

Không. Đầu tối đa và dòng chảy tối đa là các điểm cuối của đường cong và không xảy ra cùng nhau. Mô hình được chọn phải đáp ứng dòng chảy và TDH cần thiết tại một điểm làm việc trong phạm vi hoạt động được khuyến cáo của nó.

Không có tỷ lệ phần trăm phổ biến phù hợp với mọi dự án. Đầu tiên tính toán tổn thất đã biết và biến đổi độ nước đáng tin cậy. Chỉ thêm một khoản trợ cấp hợp lý cho sự không chắc chắn còn lại,sau đó xác minh cả hai điểm hoạt động bình thường và trường hợp tồi tệ nhất trên đường cong.

Định kích thước máy bơm giếng sâu chính xác bắt đầu với một điểm nhiệm vụ, không phải với một độ sâu giếng hoặc xếp hạng động cơ. tính toán dòng chảy cần thiết từ nhu cầu thực tế, sử dụng mức nước bơm cho nâng dọc, thêm ống,Thiết bị và thiết bị bị mất, chuyển đổi áp suất đầu ra cần thiết, và sau đó phù hợp với dòng chảy kết hợp và TDH theo đường cong hiệu suất của nhà sản xuất.

Đối với ví dụ trong hướng dẫn này, công suất cần thiết là khoảng 80 m3/h ở 113 m TDH. Một lựa chọn cuối cùng vẫn cần xác nhận đường kính giếng, mức nước, đường ống, nguồn điện,chất lượng nước, làm mát động cơ và đường cong của mô hình được chọn.

Cần một đề xuất bơm giếng sâu? gửi SLAPK dòng chảy yêu cầu của bạn, nước tĩnh và bơm mức độ, độ cao xả, chi tiết đường ống, áp suất đầu ra, đường kính giếng,phân tích nước và cung cấp điệnCác kỹ sư của chúng tôi có thể xem xét các điểm nhiệm vụ và đề xuất một phù hợp QJ, SP hoặc cấu hình bơm ngập nước khác.