19 道水泵、阀门与厂区设备练习题及答案

1. 1. 操作员正在手动启动一台高扬程的清水加压离心泵。此时应如何操作出口阀？

   • A.启动电机之前把出口阀完全开启，使水泵不会在关闭压头下运行。
   • B.启动过程中节流吸入阀，并保持出口阀全开直到流量稳定下来。
   • C.启动后的前十分钟保持出口阀关闭，让泵壳升温并自行排出空气。
   • D.启动时出口阀关闭或接近关闭，待泵达到全速后缓慢开启。✓ 答案

   离心泵在关闭压头下功率消耗最低，因此关阀或近乎关阀启动可限制启动电流、避免电机过载；升速后再缓慢开阀还能防止水锤。轴流（螺旋桨）泵是例外，应开阀启动。

   编号 QB-FV4KF4依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 1 — centrifugal pump startup procedures报告此题的问题

2. 2. 一台原水泵昨天运行正常，如今却发出像在抽送砂石一样的响声，出口压力波动，出水量下降；同时集水井水位已降至接近低水位标记。这是怎么回事？

   • A.气蚀：吸入侧压力降到水的汽化压力以下，产生的气泡在叶轮上溃灭。✓ 答案
   • B.水锤：阀门快速动作产生的压力波正沿着出水干管来回传递。
   • C.反转：叶轮转向相反，只能产生额定扬程的一小部分。
   • D.气堵：空气滞留在叶轮入口处，水泵只是在搅动这团空气。

   砂石般的响声、出口压力波动、出水量下降并伴随低水位，是气蚀的典型特征：吸入水位过低使泵内压力降到水的汽化压力以下，形成的汽泡随后在叶轮叶片上溃灭并造成点蚀。气堵靠排放泵壳内空气解决，水锤则是瞬时压力波，而非持续噪声。

   编号 QB-XCXDV3依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 1 — cavitation symptoms and causes报告此题的问题

3. 3. 水泵的有效汽蚀余量（NPSHA）必须高于制造商给出的必需汽蚀余量（NPSHR）。下列哪种情况会降低有效汽蚀余量？

   • A.下游串联启动了第二台泵，使出水干管中的压力升高。
   • B.集水井重新蓄满，水位升到远高于水泵吸入喇叭口。
   • C.吸入口滤网部分堵塞，使泵吸入侧的摩擦损失增大。✓ 答案
   • D.出口阀被节流回调，使水泵送入系统的流量减少。

   有效汽蚀余量等于泵吸入口处的绝对压力减去水的汽化压力，因此凡是降低吸入侧压力的因素——滤网堵塞、吸入阀部分关闭、吸上高度加大、集水井水位低、水温升高或海拔提高——都会使其下降并推向气蚀。抬高集水井水位和节流出口阀的作用方向相反，下游压力对吸入侧没有影响。

   编号 QB-EVR8A3依据： Hydraulic Institute standards for centrifugal pumps — NPSH available versus NPSH required报告此题的问题

4. 4. 两台相同的清水加压泵通常每次只运行一台。当操作员在摩擦损失较大的管网上把第二台泵与第一台并联投运时，应预期出现什么结果？

   • A.总排出扬程大致翻倍，而流量与单泵运行时相差不多。
   • B.总流量反而低于单泵时的流量，因为两台泵相互对抗。
   • C.总流量增加，但达不到单泵流量的两倍，因为摩擦水头随流量增大而升高。✓ 答案
   • D.总流量正好是单泵流量的两倍，因为每台泵都保持自己的额定出力。

   并联运行的水泵在同一扬程下叠加流量，但系统水头曲线随流量升高而上扬，因此新的工况点落在更高的扬程上，每台泵的出水量都少于单独运行时。叠加扬程而非流量的是串联运行。

   编号 QB-WCK3Q2依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 1 — pump curves and parallel/series operation报告此题的问题

5. 5. 为什么容积式化学计量泵的出口侧必须装设安全泄压阀？

   • A.出口一旦被堵它就会失去引水，泄压阀的作用是使吸入管保持充满药液。
   • B.无论压力高低，它每冲程输出的体积几乎不变，出口被堵时压力会一直升到部件损坏。✓ 答案
   • C.它以驱动电机设定的固定压力运行，泄压阀才是决定实际投加量的部件。
   • D.它无法在出口关闭的情况下启动，泄压阀为每次启动提供一条畅通的流路。

   容积式泵每个冲程排出固定体积，不存在关闭扬程，因此出口被阀门关死或堵塞时压力会无限上升，直到管道、泵头或电机损坏。泄压阀是必需的保护装置，绝不能被堵死，其整定压力也不得高于系统中最薄弱部件的承压能力。

   编号 QB-DVDW42依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — positive-displacement chemical feed pumps报告此题的问题

6. 6. 一台水泵的填料函在稳定滴水，大约每秒一滴，压盖和轴套摸上去都不烫。操作员应当怎么做？

   • A.逐次少量拧紧压盖螺母，直到完全不再滴水，然后观察轴套温度。
   • B.把填料环换成机械密封，因为填料在运行中本来就不应该漏水。
   • C.保持现有的滴漏不动，因为这些漏水正是润滑和冷却填料与轴套的介质。✓ 答案
   • D.把压盖螺母完全松开，让填料函自由冲洗，直到漏出的水变清。

   填料函的填料本来就要有少量而稳定的滴漏——通常推荐每分钟数十滴的量级——因为这股水流带走摩擦热并润滑填料与轴套之间的接触面。把压盖拧到不滴水会烧毁填料并划伤轴套；相比之下，机械密封才是不应出现可见泄漏的密封形式。

   编号 QB-VC8RHZ依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 2 — packing, gland adjustment and mechanical seals报告此题的问题

7. 7. 一台水泵在120 ft总动力扬程下输送1,400 gpm，泵效率为75%。按照 制动马力 =（gpm × 扬程ft）/（3,960 × 泵效率）计算，所需制动马力是多少？

   • A.75.5 hp
   • B.56.6 hp✓ 答案
   • C.42.4 hp
   • D.31.8 hp

   （1,400 × 120）/ 3,960 = 42.4 水马力，再除以0.75的泵效率得到56.6制动马力。效率必须做除数而不是乘数：42.4 hp 是忽略效率的水马力，31.8 hp 则是误乘0.75得到的结果。

   编号 QB-CV2KXY依据： WPI Formula and Conversion Table for Water Treatment — brake horsepower formula报告此题的问题

8. 8. 一台增压泵在78 psi总水头下输送900 gpm。取 1 psi = 2.31 ft 水柱，水马力 =（gpm × 扬程ft）/ 3,960，其水马力是多少？

   • A.7.7 hp
   • B.17.7 hp
   • C.94.6 hp
   • D.40.9 hp✓ 答案

   代入公式前必须先把水头换算成英尺：78 psi × 2.31 = 180.2 ft，（900 × 180.2）/ 3,960 = 40.9 hp。直接把psi代入公式得17.7 hp，误用0.433代替2.31得7.7 hp，重复乘一次2.31则得94.6 hp。

   编号 QB-4DQ3R9依据： WPI Formula and Conversion Table for Water Treatment — water horsepower and the 1 psi = 2.31 ft conversion报告此题的问题

9. 9. 一台四极三相感应电动机由60 Hz电源供电，其铭牌满载转速为1,750 rpm，而不是1,800 rpm的同步转速。这是为什么？

   • A.轴承存在拖滞，正是这种摩擦把转子转速拉到同步转速以下。
   • B.感应电动机必然存在转差，转子必须比旋转磁场转得慢才能产生转矩。✓ 答案
   • C.铭牌给出的是联接水泵后的转速，电机脱开负载即可达到1,800 rpm。
   • D.供电电压偏低，而电动机的转速会随电压下降成正比地降低。

   同步转速 =（120 × 频率）/ 极数，此处为1,800 rpm，而感应电动机的转子必然落后于旋转磁场：正是这种相对运动才在转子中感应出电流并产生转矩，因此这一差值（称为转差）是正常的，并随负载增大而增大。若转子恰好以同步转速旋转，将完全不产生转矩。

   编号 QB-KVHW59依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 2 — electric motor fundamentals, synchronous speed and slip报告此题的问题

10. 10. 变频器把一台离心泵的转速从满速降到满速的80%。其流量、扬程和功率会发生什么变化？

    • A.流量降到约80%，扬程降到约64%，轴功率降到约51%。✓ 答案
    • B.流量降到约80%，扬程保持不变，轴功率降到约64%。
    • C.流量降到约64%，扬程降到约51%，轴功率降到约41%。
    • D.流量降到约80%，扬程降到约80%，轴功率降到约80%。

    相似定律指出：流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，制动功率与转速的立方成正比，因此在0.8倍转速下三者分别为原值的0.8、0.64和0.51。正是这一立方关系，使变频调速比节流出口阀节能得多——后者反而增加扬程并把能量白白消耗在摩擦上。

    编号 QB-GAZQS2依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 2 — pump affinity laws and variable-speed drives报告此题的问题

11. 11. 操作员需要把一股不大的厂用水流量维持在设定值上，并不时进行调节。哪种阀门适合这一用途？

    • A.闸阀，把闸板停在能给出所需流量的半开位置上使用。
    • B.球形截止阀，其阀瓣与阀座就是为在水流冲刷下保持设定开度而设计的。✓ 答案
    • C.旋启式止回阀，其阀瓣会停在通过的水流所决定的开度上。
    • D.旋塞阀，转到中间位置，使阀孔只通过所需的那部分流量。

    球形截止阀通过阀瓣与固定阀口的配合进行节流，能实现精细而稳定的流量控制，代价是全开时水头损失较大。闸阀只能用于切断：半开的闸板会振动、拍击并冲蚀阀座；止回阀和旋塞阀同样不是为长期停在节流位置而设计的。

    编号 QB-ZS6WC3依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — valve types and their applications报告此题的问题

12. 12. 厂内一条大口径输水干管正在排空以便检修。哪种管路附件可以防止排空中的管道被压瘪？

    • A.减压阀，把下游压力维持在设定值上。
    • B.泄压阀，在压力波到来时开启释放压力。
    • C.进排气阀，在水排出时可大量吸入空气。✓ 答案
    • D.排气阀，用于排放运行中在高点积聚的少量气囊。

    排空满管时，下落的水柱后方会形成部分真空，若没有大孔径进气，外部大气压就可能把管道压瘪；这正是进排气阀的作用，它在充水时同样能大量排出空气。排气阀的孔口很小，只用于排放正常运行中从水中析出的少量空气。

    编号 QB-K3M2NU依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — air-release, air/vacuum and combination air valves报告此题的问题

13. 13. 停电导致一台清水加压泵跳闸时，泵处传出沉重的撞击声，同时一股压力波冲入出水干管。适当的处理措施是什么？

    • A.在泵处加装排气阀，使滞留在出水管中的空气得以排出。
    • B.换装口径更大的旋启式止回阀，使阀瓣在跳闸时能更自由地摆动。
    • C.加装缓闭式或弹簧式止回阀，使阀瓣在水流倒流之前就已关闭。✓ 答案
    • D.在吸水管上加装底阀，使水泵在跳闸后仍能保持引水。

    这种撞击声是止回阀拍击：水泵停转后水柱倒流，把无助力的旋启阀瓣猛地推关，而急停这段运动水柱就产生了压力波。弹簧式静音止回阀或带缓冲的缓闭止回阀在流速减速阶段、倒流发生之前就已关闭，无需骤然截停水柱；换更大的旋启止回阀只会拍得更重。

    编号 QB-YSTJ72依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — check valves, valve slam and surge control报告此题的问题

14. 14. 新建的厂区管道包含若干弯头、一个三通和一处堵头。为什么必须为这些管件设置推力墩或采用自锚式接口？

    • A.管件承担的沟槽回填荷载比等长的直管段更大。
    • B.内压会在管件上产生一个直管段不必承受的不平衡推力。✓ 答案
    • C.随着水温变化，管件的伸缩量比同样长度的直管要大。
    • D.管件处会积聚气囊，必须把它们固定住直到排气阀能安全排出。

    凡是带压管道改变方向、变径或终止的地方，作用在投影面积上的压力就不再有大小相等、方向相反的力与之平衡，由此产生的推力会把管件从接口中推出。推力墩把这个力传递到未扰动的原状土上，自锚式接口则由管道本身承受；两者皆无时，接口可能在压力下被拉脱。

    编号 QB-JAQD55依据： AWWA C600, Installation of Ductile-Iron Mains and Their Appurtenances — thrust restraint at bends, tees and dead ends报告此题的问题

15. 15. 为了减少送往滤池气洗总管的空气量，操作员开始关小一台容积式罗茨鼓风机出口上的阀门。会发生什么？

    • A.出口风量保持不变，鼓风机会自行降速以适应新的背压。
    • B.出口压力将下降，因为鼓风机会经进气滤清器卸荷。
    • C.出口压力将持续上升，直到安全阀起跳或电机过载。✓ 答案
    • D.出口风量将随阀门位置成比例下降，而压力保持稳定。

    罗茨鼓风机属于容积式机械，每转输送固定体积的空气，因此节流出口并不能减少风量，只会使压力升高，直到必备的安全阀开启或驱动电机过载跳闸。这类鼓风机要通过改变转速来调节风量，而离心式鼓风机才可以用节流方式调节。

    编号 QB-3TVJQ5依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 2 — blowers and compressed air systems报告此题的问题

16. 16. 在对清水储水池（罐）进行卫生检查时记录了以下四项情况。哪一项属于必须整改的卫生缺陷？

    • A.溢流管直接接入水池下方的雨水排水管。✓ 答案
    • B.屋面人孔上锁、设有围堰，并配有搭接式带垫圈的盖板。
    • C.溢流管出口位于溅水板上方，并装有带网罩的翻板。
    • D.屋面通气孔朝下弯曲，并覆有耐腐蚀的防虫网。

    溢流管硬性接入雨水管或污水管属于直接交叉连接：一旦该排水管道回水壅高，受污染的水就可能被压回清水池。溢流管必须在溅水板上方经空气隔断排放，并装设防虫网或翻板阀；其余三项描述的人孔与通气孔做法都是符合要求的。

    编号 QB-HAC3Y3依据： AWWA Manual M42, Steel Water-Storage Tanks, and AWWA C652, Disinfection of Water-Storage Facilities — sanitary protection of vents, hatches and overflows报告此题的问题

17. 17. 在一次月度发电机试验中断开市电进线后，柴油机盘车、启动并在额定转速和电压下运行，但全厂在市电恢复前始终没有电。操作员应首先检查哪里？

    • A.自动转换开关，它始终没有把全厂负荷切换到发电机上。✓ 答案
    • B.缸体加热器，缺少预热的冷机难以长时间承担额定负荷。
    • C.起动电池组，它是备用机组无法启动的最常见原因。
    • D.燃油滤清器和油水分离器，它们会使柴油机得不到清洁干燥的燃油。

    柴油机已完成了它应做的全部动作，故障因此出在机组下游：自动转换开关负责检测断电、发出启动信号并转移负荷，机组运转而全厂无电正是转换失败的典型表现。这也正是备用电源必须做带载转换试验、而不能只做启机试验的原因。

    编号 QB-2TH8J4依据： NFPA 110, Standard for Emergency and Standby Power Systems — transfer switch operation and load-transfer testing报告此题的问题

18. 18. 某台清水加压泵的月度振动读数相对大修后建立的基线持续上升，于是安排更换其轴承。这项工作最恰当地归入哪一类？

    • A.事后维修，因为这项工作是在操作员未预料的变化之后进行的。
    • B.纠正性维修，因为在轴承抱死之前就对其进行了修复。
    • C.预防性维修，因为振动读数本身是按固定周期采集的。
    • D.预知性维修，因为触发它的是实测状态而不是日历周期。✓ 答案

    预知性维修（状态监测维修）只在实测指标显现出向故障发展的趋势时才安排工作，触发依据是相对基线的变化趋势而非某一次读数；振动分析专门用于发现不平衡、不对中、松动和轴承磨损。预防性维修则不论状态如何都按固定周期更换轴承，而纠正性维修是在故障发生之后才修复。

    编号 QB-MAE3G7依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation, Volume 2 — preventive, predictive and corrective maintenance programs报告此题的问题

19. 19. 需要拆开一台水泵以便抽出叶轮。操作员首先应当做什么？

    • A.关闭进出口阀门，排空泵壳内的存水，并在泵上挂一块警示牌。
    • B.用仪表测量电机引线，随后用链条把断路器手柄锁在断开位置。
    • C.隔离全部能量来源，挂上本人的锁和标签，然后试启动水泵加以验证。✓ 答案
    • D.断开电机启动器，向当班主管说明情况，然后开始拆卸联轴器。

    上锁挂牌必须先于其他任何步骤：通知相关人员、按规程停机、隔离全部能量源（含电气、液压、气动以及重力或压力形式的储能）、挂上个人锁和标签、释放残余能量，然后通过试操作验证已处于零能量状态。只有挂锁本人才能取下自己的锁，仅挂标签或口头交代都不构成有效隔离。

    编号 QB-5TK838依据： OSHA 29 CFR 1910.147, The Control of Hazardous Energy (Lockout/Tagout) — energy isolation and verification of zero energy报告此题的问题

练习题依据国际水务专业协会（WPI，前身为认证委员会协会 ABC）发布的《自来水处理运营员必知标准》，以及加州州立大学水务项目办公室（CSUS）和美国自来水工程协会（AWWA）的通用参考教材编写。本网站与 WPI/ABC、AWWA 或美国环保署无关联，也未获其认可。运营员证书由你所在州的认证主管机构颁发，水厂等级划分、运营员级别、报考资格和及格标准均由该机构规定——考试前请向所在州确认。污染物限值和监测要求由联邦规定并会不时修订，因此本站任何答案都不应作为现行法规数值使用，请以你所在系统适用的现行法规为准。本题库仅涵盖自来水处理考试——污水处理、污水收集管网和供水管网属于另外的认证项目。 关于必知标准 →