农业灌溉用水泵的选择与应用

田家治

摘要：水泵是节水灌溉系统中的重要设备。介绍农业灌溉常用水泵类型，阐述水泵选择依据及过程，介绍水泵的使用与维护方法，以更好地掌握水泵性能，充分发挥其在现代节水灌溉系统中的重要作用，促进节水型农业持续发展。

关键词：农业机械 水泵 节水灌溉 选择 应用

中图分类号：S277.9文献标识码：A文章编号：1674-1161（2015）02-0057-02

我国是全球主要贫水国家之一，水资源紧缺已经对我国经济社会发展构成了严重威胁，尤其对于用水量大的农业牛产来说，必须大力发展节水灌溉。近年来，随着科学技术的进步和节水型农业的发展，喷灌、滴灌、渗灌等现代灌溉技术在农业生产中得到广泛应用，并取得了节约水资源、提高灌溉水利用率的良好效果。

水泵是现代节水灌溉系统的重要组成部分。除自压灌溉系统外，基本上所有的灌溉系统都需要利用水泵进行加压。

1农业灌溉用水泵常见类型

目前，农田排灌中常用的水泵有离心泵、混流泵和轴流泵等叶片泵。北方地区广泛采用井泵、潜水泵等抽地下水来灌溉；南方的丘陵山区则利用水轮泵来提水灌溉。

1）轴流泵。轴流泵的主要结构包括泵体、泵轴、叶轮、进水管、导水叶、出水弯管等。其工作原理是：叶轮高速旋转，叶片产生升力，将灌溉水向上推压，沿出水管流出。叶轮不断旋转，将水连续推送到高处。轴流泵扬程1～13m，流量大，操作简单，效益高，适于大面积农田灌溉和排涝。

2）离心泵。离心泵的主要结构包括泵体、泵轴、叶轮、泵盖、支架等。其工作原理是：叶轮高速旋转产生离心力，灌溉水在此离心力的作用下被提向高处，水在叶轮流道里被甩向四周，压人蜗壳，此时叶轮人口处形成真空，继而吸人新的水。叶轮不断旋转，完成连续吸水、压水，将水从低处扬到高处或远方。使用离心泵的要求，一是进出水流方向互成90°；二是必须保证真空；三是安装高度不能超过10m。

3）混流泵。混流泵的叶轮形状介于离心泵和轴流泵叶轮之间，所以混流泵的提水动力是离心力和升力的综合作用，灌溉水与叶轮轴成一定角度被吸入与流出。混流泵的扬程与流量较大，高效范围宽，适于平原河网地区和丘陵地区灌溉。

4）水轮泵。水轮泵的主要结构包括离心泵和作为动力用的水轮机。其工作原理是：水轮机转轮与泵叶轮装在同一根轴上，利用水流能量冲击水轮机的转轮，带动水泵叶轮旋转，使灌溉水平顺地流进转轮，再通过吸出管流出。水轮泵结构紧凑，靠水力作用运转，不耗费油电，适于农田排灌和山区抽水，

5）潜水泵。潜水泵的主要结构包括立式电动机、水泵、进水部分和密封装置。电动机在下方，水泵在上方，出水管部分在水泵上面，工作时电动机与水泵都浸没在水中。潜水泵的特点是结构紧凑，体积小，质量轻，安装使用方便。使用潜水泵的要求是供电线路必须有可靠的接地措施，以保证安全；严禁脱水运转，潜水深度不超过10m；被抽取的水应为温度不高于20℃、无腐蚀性、含沙量低的清水。

6）井用泵。井用泵专门抽提井水。井用泵的主要结构包括带有滤水器的泵体部分，输水管和传动轴部分，以及泵座和电动机部分。根据井水面的深浅和水泵扬程的高低，井用泵可分为深井泵和浅井泵。深井泵结构紧凑，性能稳定，使用方便，适于平原井灌；浅井泵扬程一般小于50m，适于大口井和土井

2水泵的选择

灌溉工程中选择合适的水泵很重要，主要应考虑以下3个方面：一是需要灌溉面积的大小和需水量的多少：二是配套动力和管路的布置：三是当地水资源条件和使用要求。

2.1流量的确定

水泵流量可根据灌溉面积和单位面积的需水量确定。计算时应考虑渠道输水和田间水渗漏、蒸发引起的损失，一般需增加5%～20%。确定水泵流量时应考虑水源的供水能力，避免井小泵大、水量供给不足。

2.2扬程的确定

水泵的扬程是指单位重力的水通过水泵后其能量的增值，扬程体现了水泵扬水的高度。在计算水泵的扬程时，应考虑管路中的水头损失。此外，扬程的确定还必须考虑到水源水位的变化，应保证水泵在枯水位和洪水位都能正常运行。

2.3配套动力的确定

农业灌溉系统水泵的配套动力设备主要是电动机和柴油机两大类。电动机的特点是运行成本低，操作简单，工作可靠，便于实现自动控制；但包括输、变电设备在内，其设备投资高受电网影响大。柴油机的特点是不受电源控制，比较机动灵活；但运行成本较高，设备结构复杂，容易产生故障，操作、维护比较困难。二者各有优缺点，应从实际出发，因地制宜，综合考虑各种因素来选择。

配套动力可利用以下公式确定：

式中：N轴为水泵轴功率，kW；N配为动力机配套功率，kW；K为安全备用系数；η传为传递效率；η水为水泵的效率；γ为水容积，取γ=lkg/L；Q为水泵的额定流量，L/6。

2.4转速配套及传动方式的确定

在_工作时，除了要求水泵与动力机的功率匹配外，它们的转速也必须相配合。只有当二者额定转速相等或相近时，才能使机组正常运转。

1）直接传动。水泵和动力机的额定转速相等或很接近时，可采用直接传动，用联轴器将二者直接连接起来。直接传动的特点是结构紧凑，传动平稳，效率高。目前我国的水泵转速一般都按照异步电动机转速设计，所以电动机带动水泵大多数为直接传动。

2）间接传动。当水泵与动力机（一般为柴油机）的额定转速不相配，或轴线不在同一直线，或转向不同时，必须采用间接传动。使用柴油机的水泵机组均采用皮带传动。皮带传动的特点是传动平稳，可起缓冲、减震作用，当出现过载时，皮带打滑保护机械零件免受破坏，结构简单，维修方便。一般柴油机的皮带轮由生产厂商随车附带，因此机组的转速配套主要是通过改变或确定水泵皮带轮直径来实现。考虑到皮带轮打滑引起转速减低而采取的安全系数为1.02～1.05。

2.5管路及附件的选配

管路和附件的选配应遵循经济、安全和便捷的原则进行。选取合适的管路直径，降低管路中的流速，减少管路损失。附件应在保证安全的前提下选取，使其对管路损失达到最小。

3水泵的应用

3.1水泵的安装

水泵的安装必须严格按照产品使用说明书的要求进行，在泵房布置、管路布嚣、动力连接等方面应考虑到水泵的安全有效运行。

3.2水泵的使用与维护

1）水泵启动前应清除泵体及传动装置的灰尘和油污；清除进水池内及水泵滤网上的杂物；检查各部件的安装位置是否正确，各阀门开关是否灵活：检查各部位的连接螺栓，如有松动需拧紧；检查各轴承的润滑情况，按要求加足润滑油。

2）水泵运行时，随时注意声音和震动情况，发现隐患要及时调整，以防止事故发生：随时注意各仪表指针变动情况，发现异常及时停车，查找并解决问题：经常检查轴承温度和润滑情况；检查进水口管路、填料有无漏气现象

3）水泵运行结束后，应及时将水泵和管路中水放空，防止冻坏或生锈；擦干水泵及管路上的水渍和油污，保持清洁；检查轴承油污磨损、点蚀等现象。

参考文献

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[2]许安祥，我周农用水泵的发展与趋势[J]通用机械，2003（2）：16-19.

[3]工春华，怎样检修、维护好农用水泵[J].现代农业装备，2009（2）：68-69.

SelectionandApplicationofWaterPumpforAgriculturalIrrigation

TIANJiazhi

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

Keywords：agriculturalmachinery；waterpump；watersavingimgation；selection；application