泵與泵站第六講

1、第六講第二章210離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運行工況210離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運行工況n并聯(lián)：多臺泵聯(lián)合運行，通過聯(lián)絡管共同向管網或高位水池輸水的設置形式。n特點： 1、靈活性：可以加、減供水量，輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)水泵出水量之總和?？梢酝ㄟ^開停水泵的臺數來調節(jié)泵站的流量和揚程。（流量變化大；和揚程變化小。） 2、可靠性：當并聯(lián)工作的水泵中有損壞時或例行檢修時，其水泵房仍可繼續(xù)供水。因此，提高了泵站運行的可靠性。 n3、節(jié)能：選擇開泵數量，適應各種不同時段管網中所需水量、水壓的變化。n一一、并聯(lián)工作的圖解：n1、水泵并聯(lián)性能曲線的繪制： H O Q IIII+II2 2、同型號、同水位的兩臺水泵的并

2、聯(lián)工作、同型號、同水位的兩臺水泵的并聯(lián)工作Q Q(Q-H)(Q-H)1+21+2(Q-H)(Q-H)1,21,2H HQ-HQ-HM MQ Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2NNS SHHQQ步驟：步驟：(1)(1)繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)(Q-H)l+2l+2曲線曲線(2)(2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線繪制管道系統(tǒng)特性曲線, ,求并聯(lián)工況點求并聯(lián)工況點M M。(3)(3)求每臺泵的工況點求每臺泵的工況點N NOGAOSThhHH221)41(QSSHHOGAOSTQ Q(Q-H)(Q-H)1+21+2(Q-H)(Q-H)1,21,2H

3、 HQ-HQ-HM MQ Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2NNS SHHQQn結論：結論：(1)N(1)NN N1,21,2，因此，在選配電動機時，要根據單條單獨因此，在選配電動機時，要根據單條單獨工作的功率來配套。工作的功率來配套。(2)Q(2)QQ Q1,21,2，2Q2QQ Q1+21+2，即兩臺泵并聯(lián)工作時，其流量即兩臺泵并聯(lián)工作時，其流量不能比單泵工作時成倍增加。不能比單泵工作時成倍增加。Q Q(Q-H)(Q-H)1+21+2(Q-H)(Q-H)1,21,2H HQ-HQ-HM MQ Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2NNS

4、SHHQQ n（5）泵房改造：例如要求增加水量，如不改造管道，不可盲目增加水泵數量。注意：1）、增泵，水量并不成倍增加，而是沿管道曲線2kQHHST增長，H有一定的提高使各臺水泵工況點向小流量Q方向偏移。造成各泵可能在低效范圍內工作。應求出并聯(lián)各泵工況點，并在高效范圍內，工況點應偏向高效范圍內小流量一側。 n2）、多臺泵并聯(lián)，僅有一部分泵工作時，（要求小流量時，）各泵的工況點也可能超出高效范圍，并可能造成各泵在很大的軸功率下工作，燒毀電機。n3、不同型號的兩臺泵在相同水位下并聯(lián)工作： 兩泵：I, II (1)、特點：兩臺水泵的特性曲線不同；自吸水管端A和C至匯集點B的管道中水流的水力條件不同。

5、所以，兩臺水泵的水頭損失不相等（即：hAB hCB ）。在匯集點B有共同的測壓管水頭。兩泵流量一般不一樣。 n（2）思路：把AB,CB兩管段的水頭損失，歸在各泵I, II的QH曲線中，形成折引特性曲線（QH)I,(QH)II 。再疊加其兩泵的折引曲線，形成 (QH)I+II曲線。曲線與DB管段QhBD的交點，即為折引工況點。進而向回求出各泵的Q,H,N,。及Q I+II ，N I+II ，I+II。 n（3）、圖解步驟：1)作管段AB,CB的損失特性曲線，(Q-hAB， Q-hCB)；兩泵各自的管段為：AB和CB的阻力系數；管段的阻力系數；管段CBSABSQShQShCBABIICBCBIAB

6、AB22 2）作各泵的特性曲線(QH)I和(QH)II(抄水泵樣本）再作兩泵的折引曲線(QH)I和(QH)IICBABHHHHHHIIIIIIH)(Q)H(QH)(Q)H(Q3）作兩泵折引曲線的疊加曲線（并聯(lián)曲線）IIIHQ n4)畫出管段BD的損失特性曲線QHBD。 兩線 與 的交點 （偽工況點）n5）求各泵工況點：沿E點，向回作水平線，與 和 相交于F,G，過F,G作垂線與 和 相交于I, J。I, J即為水泵I, II的工況點。BDHQ)( IIIHQ)(HQEIII，IHQ)(IIHQ)(IHQ)( IIHQ)( n兩垂線與 和 相交可求出NI， NII 。n兩垂線與 和 相交可求出I

7、， II 。n6）求并聯(lián)機組的總軸功率NI+II及總效率 I+IIINQ)( IINQ)( IQ)(IIQ)( 3、不同吸水水位，向同一高位水池供水：OmHHsmQmkgkWNNNHQHQNNNIIIIIIIIIIIIIIIIII233/)(1000gg；單位：北方開采地下水，一井一泵，送到聯(lián)絡干管將水引到水池，消毒后，再送到用戶。一般，各井水位都不相同。（動水位不同） n可以同一基準面算起，（象前面提到的方法解題），然后做相應調整。如，以最高水位井的水位為基準計入，其余各井泵加上相應的水位差，hi后再選泵。 n4、兩臺同型并聯(lián)泵，一臺調速，一臺定速：（1）特點：兩臺泵轉速（n調n定）不相同，

8、n調n定（2）兩種情況：已知：n1,n2 求：工況點。解題方法：與不同型號兩泵并聯(lián)解題方法相同。 n已知：Qp總供水量，求：n1,調速泵的轉速。n解：未知數為：QI .HI(調速泵)；定速泵Q .H；nI.n用折引曲線法解題， 并且n1）.畫出同型號兩水泵的特性曲線n按 畫出 曲線。n及折引曲線 CBABSSIIIHQ,2QShABABABhQ IIHQ)(n2）BD段：按 畫出 曲線，并已知QP求得點P。P即為引導點。P點的縱坐標應為B點測壓管水頭HB 。3）過P點引水平線與 相交于H點。過H點作垂線與 相交于J點，即為水泵的工況點。2QShBDBDBDhQ IIHQ)(IIIHQ,)(),

9、(IIIIHQ n4）.總流量Qp、水泵流量為Q，則調速泵的流量為 在圖上量得QI作垂線與過P點水平線相交于N點。調速泵的揚程為： 求得M點。及 ，即為水泵I的工況點。IIPIQQQ2IABPIQSHH),(MMHQ n5）. 根據比例律：n并作等效率曲線交 曲線于T點。 得 點。22MMQHkkQH6）.按比例律：TMIIQQnnnnQQ02121求出nI,（應調得的轉速）IIIHQ,)(),(TTHQ n5.一臺水泵向兩個并聯(lián)工作的高位水池輸水。n在B點安裝一測壓管n(1)可能出現三種情況：n1）測壓管水面高于高水池水面D。 HBZD 。泵向兩水池輸水。2）測壓管水面低于高水池水面D；高于

10、低水池C水面。 。水泵與高水池并聯(lián)工作向水池C輸水。3) 測壓管水位與高水池水面D相等 泵僅向低水池C輸水。（工程上無意義） DBCZHZ)(DBHH n(2) 水泵向兩水池輸水 n思路：管段BD和BC有相同的測壓管水頭（流速水頭比較小，我們在作圖時忽略不計） 流量不同，兩管流量疊加后為水泵流量。 利用兩管道的特性曲線的兩流量相加，與水泵折引曲線的交點為工況基點。分析問題。BCBDQQQDBHH n作法：n.作管度AB的特性n.抄水泵性能曲線，并作折引曲線（即H-hAB）n.分別以D和C水池的水面為準，作BD段和BC管段的特性曲線， 和n.是流量橫向相疊加得到（Q-h）BC+BD疊加并求出與水

11、泵折引曲線的交點M。n.過M點作垂線與水泵原特性曲線相交于M。M即為水泵的工況點。n過M點作水平線與Q-hBD和Q-hBC相交兩點，即是各管段的工況。 ABhQBChQ DBhQ n（3）ZDHBZC水泵和高水池聯(lián)合向低水池輸水n 特點： B點測壓管水頭，是BD與AB的同測點。B點的比能 （忽略流速頭）n思路：類似兩泵并聯(lián)，關鍵是求出到B點相同比能時的兩流量。n解：n.畫出管段AB的特性曲線n.畫出水泵特性曲線 及折引特性曲線n.畫出管段DB的性能曲線 ，起點D池上水面，因為是損失，畫出應向下。DBBCQQQ泵DBABOBhhHEABhQHQ)(HQBDhQn.畫出 和 的水量疊加曲線，總合n

12、.畫管段 的特性曲線 與總合 的交點 。 n.過M點水平引線與 相交于K點， 即為管段BD的工況點。n.水平引線與 相交于P點，過P點引垂線與 曲線交于P點，P（Q.H）即為水泵的工況點。 )(HQABhQ)(HQCBABhQ)(HQ),(MMHQMBDhQ),(KKHQK)(HQ)(HQ n二、定速運行下，并聯(lián)工作的數解法：n1. 并聯(lián)時，先求出： 曲線的數解式。n（1）型號相同的n臺泵并聯(lián) 每臺泵的虛揚程Hx與總虛揚程Hx相同 各泵流量Q的總合為總流量Q（l/s） 即： 并聯(lián)時水泵揚程H。 Sx（并聯(lián)工作時）水泵的總虛阻耗。 m指數。接近2，一般，m=21.84HQXXHHQnQmXXQn

13、SHH)( n求：Sx 在 （泵特性曲線）的高效段中取a、b兩點，則有 、mambmbaabbaQQnHHQnQnHHmmxSxmambbaSQQHH）（）（Sx每臺水泵的阻耗系數。 mxxnSSHQ),(aaHQ),(bbHQ n解方程：2SQHHQnSHHQnQSTmxx）（管道特性方程如果是兩臺不同型號的泵。則在兩泵的高效段內，取兩個不相同的揚程Ha、Hb。則有兩個揚程的四個工況點。泵泵),();,(bbaaHQHQI),();,(bbaaHQHQII n其總虛阻耗SxmaambbbaQQQQHHSx）（）（ 求：Hx也可由式： 解方程： 2SQHHSQHHQQSTXmX）（管道特性方程

14、XmaaaXSQQHH )(XmbbbXSQQHH )( 2、單泵多塔供水系統(tǒng)工況的數解例：可用計算機編制程序進行計算。書上有例及程序框圖和程序。（有興趣的自己看，不講）三、調速運行下并聯(lián)工作的數解法：1.取水泵站調速運行的數解法：（1）原因：由于水源水位的漲落引起水泵工況變化。（2）調速目的：為使水廠凈水構筑物負荷均勻。要求取水泵站均勻供水，還應節(jié)能。（3）數解法： n已知：1#泵為定速泵，泵高效段方程 2#泵為變速泵，額定轉速no時，高效段 Si為管路1.2.3阻耗系數。（4）計算步驟： 求公共接點（3）的總水壓值H3 （忽略流速水頭） 定速泵（1#）水量 管段（1）： 泵 ： 11311

15、XXSSHZHQ21111QSHHXX22222oXXoQSHH2111QSHHST13ZHHST233TOQSZH21111QSHHXX n 2#調速泵流量方程： 由比例律 n管段（2）特性曲線： （2） （3）n泵特性曲線： (4) 把變速后下移了一段，歸在這個數上。n由（1）可得： n可得：22121nnHH（1）22222QSHHxx2022nnHHxx2202xxHnnH（5）2222QSHHST23ZHHST n（5）代入（4）得：22322202xxSSHZHnnQ2222202QSHnnHxXiv21QQQT解上面兩方程即可求出n值。即調速值n*。n*n0是一個范圍，即調速泵的

16、調速范圍。書上有計算程序，自己看一下。 n2.送水泵站調速運行數解法：（1）調速目的：調速目的：求最高效率運行工況下的調速泵轉速，以達到節(jié)省能源的目的。 調速方法調速方法：（等壓配水）控制水廠送水泵站的出水壓力使管網控制點的自由水壓能滿足用戶所需的服務水壓，并能夠使兩者接近。 （2）數解法：已知：水廠出水點：標高ZA，壓力HA管網控制點：標高Zt，要求水壓Hct 。水廠至控制點管段水頭損失為hi ，總水量QT 。 n求出：t臺定速泵并聯(lián)的QH特性曲線方程。 和管道特性曲線方程 求交點：等于 式中：令S=Sj j Q=Qj j 代入上式 H 0 Qj j Q QT jxjAAtxjjSSZHZH

17、Q*2QSHHXjXj2QSHHST22QSHQSHSTXjXjtAASTZZHH* n求：調速泵的供水量Q 調速泵的揚程Hn設調速泵吸水管和壓水管 的值為Sn設調速泵吸水水位標高為ZPn調速泵在額定轉速n0時的Q-H曲線方程為 (1)n據已知要求的工況點，求k值。 2*QSZZHHPAA22*2QQSZZHQHkPAAH=kQ2 QH Q H （2）jTQQQ2QSHHXX n據比例律:1212QQnnQQnnO*可得： （3） 由（1）（2）式可得：交點方程KSHQkQQSHHXXXX22將（4）代入（3）式：XXOHkSQnn*（4） 要求：n*nmin (水泵下限轉速)若： n*nmi

18、n 差的較多時，則應采用多臺調速泵。n四、多臺調速泵： 兩臺調速泵時每臺調速泵的流量為2QQJQQQQQjj2轉速n*可以提高一些?？s小了單泵調速的調速量。若選用多臺調速泵，則應把泵控制在高效范圍內。 五、水泵串聯(lián)工作： n1.特點：一臺水泵的出口接入另一臺水泵的入口，（多級泵就是串聯(lián)）n（1）各臺水泵的流量相同（質量守恒定律） Q1=Q2=Qn（2）水流所獲得的能量是各泵所供能量之和。n2. 圖解法：n按樣本，繪出兩泵的Q-H曲線 (Q-H)1，(Q-H) 2n疊加兩泵Q-H曲線得 (Q-H)1+2 （垂直疊加）n繪制管道Q-h曲線,與(Q-H)1+2交于A點(QAHA)。n過A點引垂線交(Q-H)1于B點，交(Q-H)2于C點。 B點C點即為兩泵的工況點。 n3. 數解法：n（1）n臺同型號泵串聯(lián)。 H單臺泵揚程n水泵總虛揚程： Hx單泵虛揚程。n水泵總虛阻耗： 單泵虛阻耗n流量： HnHHHHn21xxHnHxxSnSxSnQQQQ21 n總揚程：管道特性曲線：解上述兩方程可求出總工況點。 再求各泵工況點。mxxmxxQSnHnQSHHmxxQSHnHmSTSQHHnQQQQnHHHnH21 n（2）不同型號泵串聯(lián)n若兩臺泵。n總虛揚程：n總虛阻耗：21xxxHHHmmxQQHHHHS211122 ）（