水泵并聯運行流量增幅的影響因素及相關問題探析

1、水泵并聯運行流量增幅的影響因素及相關問題探析 摘要：分析了水泵并聯運行與單臺運行相比，流量增量G的影響因素，指出了G過小可能造成的問題.在此基礎上，從安全、節(jié)能和滿足調節(jié)要求出發(fā)，對并聯水泵的選型及運行提出若干建議。1序言水泵并聯運行，一方面可以增大系統的流量，另一方面可以通過開啟臺數的不同，進行系統的流量調節(jié)，因而被廣泛采用。但是，對于一個確定的管路系統來說，如果對泵選型不當，則可能出現兩臺（或多臺）并聯運行與單臺運行相比，流量增加很少的情況。比如：200RXL-24型水泵，在管路特性曲線為H = 4.48×10-4G2mH2O 的系統中工作，單臺運行時，流量為236.4 m3/h

2、; 兩臺并聯運行時，流量為246.7 m3/h; 三臺并聯運行時，流量為250.6 m3/h.。顯然，在這種情況下，并聯就失去了意義，因為既不能通過并聯使流量較大幅度地提高，也不能通過改變運行臺數有效地調節(jié)流量。再者，因為對泵按并聯工況選型，使并聯運行時的單機工況在合理工作區(qū)，則單臺運行時的流量就會遠遠大于并聯運行時的單機流量，嚴重偏離合理工作區(qū)，效率降低，所需功率大大增加，有可能使電機超載。因此，了解并聯運行與單臺運行相比，流量增大的幅度與哪些因素相關，對于正確進行泵的選型和系統設計是很有必要的。為了敘述的方便，對于兩臺并聯運行（本文只討論兩臺并聯）與單臺運行相比，流量的增大部分，本文稱為并

3、聯運行的流量增量，并以G表示。2. 泵的特性對G的影響如圖1所示，泵1的特性曲線為，較為平坦；泵2的特性曲線為，較陡；它們有一個交點A。為了比較的方便，假設管路特性曲線恰好通過A點，也就是說泵1和泵2分別在這個系統中工作時，工況均為A。泵1兩臺并聯的特性曲線為，泵2兩臺并聯的特性曲線為，它們與管路特性曲線的交點分別為B和C。顯而易見，泵2的并聯流量增量G 2大于泵2的并聯流量增量G1。這說明，泵的特性曲線越陡（比轉數越大），G越大，越適宜于并聯工作。反之，泵的特性曲線越平坦（比轉數越?。?，G越小，越不適宜于并聯工作。3管路阻抗對G的影響如圖2所示，分別為三條管路特性曲線，即H=S1G2，H=S

4、2G2，H=S3G2，管路阻抗S1S2S3。為泵的特性曲線，為兩臺并聯的特性曲線。單臺水泵分別在三個系統中工作時，工作點為ABC；兩臺并聯分別在三個系統中工作時，工作點為ABC。顯然，G1G2G3，即管路阻抗S越大，并聯的流量增量G越??；反之，S越小，則G越大。也就是說，減小管路系統的阻抗，可以提高水泵并聯的流量增量。管路阻抗越小（特性曲線越平坦），越適宜于水泵的并聯工作。管路阻抗越大（特性曲線越陡），越不適宜于水泵的并聯工作。4. 泵的特性與管路阻抗對G的綜合影響 由上面的分析可知，水泵并聯運行的流量增量G既與泵的特性有關，也與管路系統的阻抗有關。那么，如果簡單地將泵的特性曲線分為平坦型和陡

5、降型，將管路特性曲線分為緩升型和陡升型，則它們可以有四種組合如圖3。顯然，泵曲線的陡降型與管路曲線的緩升型結合，G較大（圖3a）；泵曲線的平坦型與管路曲線的陡升型結合（圖3d），G較??；其它兩種組合，G居中。當然，“平坦”“陡”“緩”都是模糊的說法，并沒有量的界定，但是這些定性的結論，起碼可以明確，朝什么方向努力，能夠增大泵的并聯流量增量。5. 采用開啟臺數進行調節(jié)可能出現的超載問題與G 對于兩臺及以上水泵并聯運行，無論是設計人員，還是用戶，都有這樣的意識：根據負荷的大小，改變開啟的臺數，即負荷大時多開，負荷小時少開。應當說，這也是采用并聯的一個重要原因。但是，如果水泵的并聯流量增量G過小，改

6、變開啟臺數時有可能造成水泵電機的超載。如圖4所示，并聯運行工況為A，并聯運行時的單機工況為B，單臺運行時的工況為C。顯然單臺運行時的流量GC大于并聯運行時的單機流量GB，G（=GA-GC）越小，GC就越大。并且，并聯工況是設計工況，并聯運行時的單機工況B應在合理工作區(qū)（效率較高的區(qū)域），而單臺運行工況C則往往偏離合理工作區(qū)，效率降低。G越小， C與B就相距越遠，兩工況的效率差也就越大。因此，G的過小，將使C工況的軸功率大大超出B工況，在單臺運行時就有可能發(fā)生超載現象。這里給出一個算例：采用KQL125/300-11/4型水泵，流量推薦區(qū)間為55 - 110 m3/h。仍如圖4所示，在并聯特性曲

7、線上選定兩臺并聯工況A為：162m3/h，27 mH2O，則并聯運行時的單機工況B為：81 m3/h，27 mH2O，在流量推薦區(qū)域內。由A工況參數可得管路特性曲線為H=1.03×10-3G2（這里按閉式系統考慮）。那么，單臺運行工況應當是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點，但實際上與未能相交，只能順著的弧度作延長線，與的交點C，近似認為是單臺運行工況。C工況為：151 m3/h，22 mH2O。那么GC比GB增大86.4%,且C工況嚴重偏離推薦工作區(qū)，效率一定低于（可能是大大低于）B工況，所以C工況所需要的功率將大大超過B工況。如果水泵電機是按流量推薦區(qū)域配置，單臺運行時一定會超載。

8、6. 水泵并聯系統設計與運行中應注意的幾個問題 應盡量不要采用性能曲線太平坦的水泵，并注意減小系統阻抗，以增大并聯運行與單臺運行的流量差G。這樣既可避免水泵電機超載，又可使臺數調節(jié)有較好的效果。水泵選型時不能只考慮并聯工況，必須校核單臺運行工況，流量是否能夠滿足調節(jié)要求，以及是否有超載的可能。對泵的選型，應盡量使并聯運行和單臺運行，泵都在高效率區(qū)工作。當然這往往難以做到，那么就應當根據并聯運行和單臺運行的時間比例，進行優(yōu)化，以使泵的運行電耗在一年（或一個運行周期）內最少。對于已有的系統，如果G太小，單臺運行有超載可能，最好的補救辦法是裝設自力式限流閥，在單臺運行時，限流閥自動改變開度，增大阻抗，減小流量。也可以裝設平衡閥，在單臺運行時，用手動的方法增大阻抗，減小流量。7. 結束語水泵并