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水泵并聯運行流量增幅的影響因素及相關問題探析

時間：2012-11-23

水泵并聯運行流量增幅的影響因素及相關問題探析主要涉及以下幾個方面：流量增量ΔG的影響因素：分析了水泵并聯運行與單臺運行相比，流量增量ΔG的影響因素，指出ΔG過小可能造成的問題。泵的特性對ΔG的影響：如圖1所示，泵1的特性曲線較為平坦，泵2的特性曲線較陡，不同泵的特性曲線對流量增量有影響。管路阻抗對流量增量的影響：水泵并聯運行時，水泵特性曲線與管路阻抗對流量增量有影響。并聯運行可能出現的問題：包括流量變化與超載問題，以及不同水泵并聯運行時小水泵流量可能出現的變化趨勢。選型及運行建議：從安全、節能和滿足調節要求出發，對并聯水泵的選型及運行提出若干建議。

水泵并聯運行流量增幅的影響因素及相關問題探析主要涉及以下幾個方面：

流量增量ΔG的影響因素：分析了水泵并聯運行與單臺運行相比，流量增量ΔG的影響因素，指出ΔG過小可能造成的問題。
泵的特性對ΔG的影響：如圖1所示，泵1的特性曲線較為平坦，泵2的特性曲線較陡，不同泵的特性曲線對流量增量有影響。
管路阻抗對流量增量的影響：水泵并聯運行時，水泵特性曲線與管路阻抗對流量增量有影響。
并聯運行可能出現的問題：包括流量變化與超載問題，以及不同水泵并聯運行時小水泵流量可能出現的變化趨勢。
選型及運行建議：從安全、節能和滿足調節要求出發，對并聯水泵的選型及運行提出若干建議。

綜上所述，水泵并聯運行流量增幅受泵的特性、管路阻抗等多種因素影響，不當的選型可能導致流量增量過小，影響系統效率和安全性。因此，在設計和運行過程中，需要綜合考慮這些因素，以確保水泵并聯運行的高效性和可靠性。

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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，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〔1〕：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; 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，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，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，本文稱為并聯運行的流量增量，并以ΔG表示。

2. 泵的特性對ΔG的影響

　　如圖1所示，泵1的特性曲線為①，較為平坦;泵2的特性曲線為②，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⑤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③，泵2兩臺并聯的特性曲線為④，它們與管路特性曲線⑤的交點分別為B和C。顯而易見，泵2的并聯流量增量ΔG 2大于泵2的并聯流量增量ΔG1。這說明，泵的特性曲線越陡(比轉數越大)，ΔG越大，越適宜于并聯工作。反之，泵的特性曲線越平坦(比轉數越小)，ΔG越小，越不適宜于并聯工作。

3.管路阻抗對ΔG的影響

　　如圖2所示，①、②、③分別為三條管路特性曲線，即H=S1G2，H=S2G2，H=S3G2，管路阻抗S1>S2>S3。④為泵的特性曲線，⑤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A、B、C;兩臺并聯分別在三個系統中工作時，工作點為A’、B’、C’。顯然，ΔG1<ΔG2<ΔG3，即管路阻抗S越大，并聯的流量增量ΔG越小;反之，S越小，則ΔG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ΔG的綜合影響

　　由上面的分析可知，水泵并聯運行的流量增量ΔG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，ΔG較大(圖3a);泵曲線的平坦型與管路曲線的陡升型結合(圖3d)，ΔG較小;其它兩種組合，ΔG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可能出現的超載問題與ΔG

　　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ΔG過小，改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，ΔG(=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(效率較高的區域)，而單臺運行工況C則往往偏離合理工作區，效率降低。ΔG越小， C與B就相距越遠，兩工況的效率差也就越大。因此，ΔG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，流量推薦區間為55 - 110 m3/h。仍如圖4所示，在并聯特性曲線②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①與管路特性曲線③的交點，但實際上①與③未能相交，只能順著①的弧度作延長線，與③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，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域配置，單臺運行時一定會超載。