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水泵并联变台数运行分析 闭式水循环系统多泵并联变台数调节的流量计算与预测 水泵并联运行的流量增量及相关问题分析 一 闭式水循环系统多泵并联变台数调节的流量计算与预测 梅钢 4 1 2 3 绿色建筑财政政策 绿色建筑评审机构 绿色建筑评价简介 1 1 5 绿色建筑技术 5 绿色建筑发展篇章 6 典型项目 4 2 3 计算方法 流量预测方法 1 流量调节方法 计算实例及分析 颁发标识 1 流量调节方法 随着节能和室内环境要求的提高 供暖和空调系统广泛采用了变流量技术 即用改变动力或改变阻力的方式调节系统 支路以及末端设备的流量 使之与经常变化的动态热 冷 负荷相匹配 1 利用改变阻力进行调节 是传统的流量调节方法 亦即用阀门节流 2 利用改变动力进行调节 泵与风机的变速调节 采用多台并联通过改变运行台数的调节 变速与变台数相结合的调节等 2 计算方法 设有N0台相同的水泵在一个闭式水循环系统中并联运行 设计工况下泵的扬程为H0 m 单台流量为q0 m3 h 系统的总流量为Q0 N0q0 m3 h 设系统特性曲线为 Hs SQ2 1 将设计工况下系统的阻力损失Hs H0 系统的总流量Q Q0代入上式 可得系统阻抗S H0 Q02 则系统的特性曲线为 Hs H0 Q02 Q2 2 当需要调节流量 减为N台并联运行时 则根据单台水泵的特性曲线H f q 可求出N台并联的特性曲线为 H f Q N 3 令Hs H 由 2 3 式即可解得Q 即N台泵的流量之和 也是系统的总流量 那么单台泵的流量为q Q N 为了便于总结规律 用无因次量表达计算结果 令减台运行工况单台泵的流量q与设计工况单台泵的流量q0的比值 q q q0 4 称为单台相对流量 令减台运行工况系统总流量Q与设计工况系统总流量Q0的比值 Q Q0 Nq N0q0 N N0 q q0 5 称为系统的相对流量 式中 N N0 称为相对台数 根据给出的泵的特性以及设计工况 包括系统设计工况下泵的并联运行台数及单泵流量和扬程 就可以求出单泵流量q和系统流量Q随运行台数N的变化规律 进而求出和随的变化规律 3 计算实例及分析 选取凯泉ISG型单级单吸离心泵 首先对样本上给出的比转数ns在66附近的各型号水泵进行计算 水泵的额定工况如表1所示 图1是根据计算结果绘制的q随N的变化曲线 可以看到 几条曲线是相当接近的 在 0 5时 的的最大差值为0 103 也就是说 在比转数大体相同的情况下 随的变化规律也大体相同 如果用几条曲线的算术平均所得到的曲线 作为比转数ns为66左右的代表性曲线 见图2 计算表1所列比转数各型号水泵的 在 0 5时误差不超过5 用同样的方法 对比转数在23 33 47 94 132 187附近的ISG型水泵进行计算 结果如图2所示 根据图2 得出结论 比转数愈大 曲线愈往下方 比转数愈小 曲线愈往上方 即比转数愈大 相同的情况下 单台泵的流量相对于设计工况 增加愈少 不但变台数调节有较好的效果 而且超载的可能愈小 因而愈适于并联运行 反之 比转数愈小 在相同的情况下愈大 愈不适于并联运行 下面根据图2的结果 对 1 2 2 3 3 4这几种情况进行分析 1 1 2 即由设计工况的2台并联运行减为一台运行 或由设计工况的4台并联运行减为2台并联运行 或由设计工况的6台并联运行减为3台并联运行等 由图2可知 这种情况下 各种比转数的泵 q都大于1 5 即单台泵的流量都将增加50 以上 如果泵的电机功率是按照稍大于额定工况的功率配置 就会发生超载现象 并且比转数愈小超载愈多 2 2 3 即由设计工况的3台并联运行减为2台并联运行 或由设计工况的6台并联运行减为4台并联运行等 由图2可知 这种情况下的范围为1 32 1 47 即单台泵流量增加的幅度在32 47 之间 比转数愈大 增加的幅度愈靠近这个范围的下限 反之则愈靠近上限 应当说 这种情况有很大的超载可能 更准确的判断应当是根据q求出泵的流量 然后由功率与流量的关系曲线 查出实际功率 与电机的配置功率进行比较 3 3 4 即由设计工况的4台并联运行减为3台并联运行 或由设计工况的8台并联运行减为6台并联运行等 由图2可知 这种情况下q的范围为1 23 1 31 即单台泵流量增加的幅度在23 31 之间 显然 这种情况也是有超载可能的 图3是根据计算结果绘制出的系统流量与相对台数的关系曲线 这个图的作用是了解台数调节过程中系统的流量变化 以判定流量是否能够满足要求 图2和图3所表达的结果 实质上是相同的 由一个可以推出另外一个 式 5 是它们之间的桥梁 4 流量预测方法 对于凯泉ISG型单级单吸离心泵 可直接根据相对台数和比转数ns在图2上查出 则单台泵的流量q q0 系统流量Q Nq 或者根据相对台数和比转数ns 在图3上查出 则系统流量Q Qo 单台泵的流量q Q N 为了能够运用计算工具直接计算以及编制软件的需要 对ns 66 0 5 1范围内的计算结果 进行拟合得到与 ns的关系式如下 0 002766ns2 1 1092 0 005676ns 3 026 0 002921ns 2 92 6 6 式与 5 式相联立 又可求出0 6 式的误差 经我们的核算 在8 以内 二 水泵并联运行的流量增量及相关问题分析 韩世力 4 1 2 3 绿色建筑财政政策 绿色建筑评审机构 绿色建筑评价简介 1 1 5 绿色建筑技术 5 绿色建筑发展篇章 6 典型项目 4 2 3 水泵并联运行的流量增量的相关影响因素 并联水泵的选型及系统设计中应注意的问题 1 水泵并联可能出现的问题 采用台数调节可能出现的超载问题与流量增量 颁发标识 1 水泵并联可能出现的问题 水泵并联运行的作用 1 增大系统的流量 2 通过开启不同台数来进行系统的流量调节 可能出现的问题 1 对于一个确定的管路系统 如果对泵选型不当 则可能出现开两台 或多台 泵并联运行比单台运行 流量增加很少的情况 2 减台运行时的单机流量就会大大增加 使单机工况严重偏离合理工作区 效率降低 从而使轴功率显著增大 有可能导致电机超载 颁发标识 2 水泵并联运行的流量增量的相关影响因素 1 泵的特性对流量增量的影响 泵的特性曲线越陡 比转数越大 G 流量增量 越大 越适宜于并联工作 反之 泵的特性曲线越平坦 比转数越小 G越小 越不适宜于并联工作 泵1特性曲线 泵2特性曲线 泵1两台并联特性曲线 泵2两台并联特性曲线 管路特性曲线 2 管路阻抗对流量增量的影响 管路阻抗S越大 并联的流量增量 G越小 反之 S越小 G越大 减小管路系统的阻抗 可以提高水泵并联的流量增量 管路阻抗越小 特性曲线越平坦 越适宜于水泵的并联工作 管路阻抗越大 特性曲线越陡 越不适宜于水泵的并联工作 分别为三条管路特性曲线 管路阻抗S1 S2 S3 泵的特性曲线 两台泵并联的特性曲线 颁发标识 3 泵的特性与管路阻抗对流量增量的综合影响 泵曲线的陡降型与管路曲线的缓升型结合 G较大 图3a 泵曲线的平坦型与管路曲线的陡升型结合 图3d G较小 其它两种组合 G居中 4 同型号 同水位水泵并联台数对流量增量的影响同型号同型号水泵并联 可以通过改变开启水泵台数的不同 来达到进行系统流量调节的目的 因此在设计中被广泛采用 但是 对于一个确定的管路系统来说 不能简单的理解为并联的水泵台数增加一倍流量就会增加一倍 如两台同型号水泵在一个吸水池中抽水 两处吸口到交汇处的管径相同 各泵通过的流量为Q 2 因此两台泵并联的结果是 在同一扬程下流量的叠加 用等扬程下流量叠加的方法绘制两台水泵并联后的特性曲线B 同型号 同水位水泵三台并联原理与两台水泵相同 特性曲线可用一条等值水泵的C曲线来表示 A B C分别为单台 两台 三台并联运行时的特性曲线 曲线 h为管路特性曲线 曲线A B C与曲线 h相交于A B C 两台水泵运行时 Q不等于2Q 三台水泵运行时Q也不等于3Q 同时三台水泵并联时的流量增量小于两台水泵并联时的流量增量即 Q3 Q2 如果在继续增加并联水泵的台数量 则可能出现多台并联运行与单台运行相比 流量增加很少的情况 3 采用台数调节可能出现的超载问题与流量增量 如果水泵的并联流量增量 G过小 改变开启台数时有可能造成水泵电机的超载 泵单台运行特性曲线 并联运行特性曲线 管路特性曲线A 并联运行工况B 并联运行时单台泵工况C 单台运行工况 并联工况是设计工况 并联运行时的单台泵工况B应在合理工作区 高效区 而单台运行工况C往往偏离合理工作区 效率降低 G越小 C与B就相距越远 两工况的效率差也就越大 因此 G的过小 将使C工况的轴功率大大超出B工况 在单台运行时就有可能发生超载现象 实例 采用KQL125 300一11 4型水泵 流量推荐区间为55 110m h B点参数 81m h 27mC点参数 151m h 22m GC比GB增大86 4 且C工况严重偏离推荐工作区 效率一定低于B工况 所以C工况所需要的功率将大大超过B工况 如果水泵电机是按流量推荐区域配置 单台运行时一定会超载 4 并联水泵的选型及系统设计中应注意的几个问题 1 应尽量不要采用性能曲线太平坦的水泵 并注意减小系统阻抗 以增大