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文档简介

1、关于泵并联的这些知识 , 你都了解吗工程项目上,我们有时会遇到水泵并联的情况。那么什么叫水泵并联呢?不同特性的水泵可以并联吗?今天 ,泵管家用图文大致解释下 , 水泵并联后的性能特性.本文前面是简单说明 , 后面是用公式计算 , 大部分朋友看前面部分即可 后面公式计算部分在义维科技开发的软件系统中已有此功 能.水泵的并联水泵并联: 当第一台水泵与第二台 ,或多台水泵的吸入管连接在一起,出水管也连接在一起时称为水泵的并联, 见下图 :同特性水泵的并联在理想状态下,同型号同规格的两台水泵 其流量与扬程关系是:并联时:总流量 Q = Q1+Q2总扬程H = H1=H2 (注意 是扬程不是相加,但不是

2、完全相 同, 见后面分析 )即当两台或两台以上水泵并联时, 其系统的 扬程不变,但流量叠加。水泵并联的工作特点水泵并联工作的特点:可以增加供水 量,输水干管中的流量等于各台并联泵出水量之总和;可 以通过开停泵的台数来调节总的流量,以达到节能和安全供 水的目的。例如:工程上, 4 台以上的主机,需要的水流量是很大的, 如果只用一台泵,泵的功率就很大,成本高,负荷大,容易对电网形成冲击,运行噪音也大,且可能不一定有这么大功 率的水泵;这时候,采取泵的并联可很好的解决这个问题, 而且当主机不同时开的时候,也可以停开几台泵来调节水流 量,达到节能目的; 当并联工作的泵中有一台损坏时,其他几台泵仍可继续

3、供 水,因此,泵并联输水提高了机组运行调度的灵活性和供水 的可靠性,是多台机组中最常见的一种运行方式。系统状态 1. 由流量扬程曲线图看出,两台水泵并联工作时 的总流量并不等于单台泵工作时流量的两倍。两台水泵并联 后所得流量小于两台水泵额定流量之和,那是因为管路损耗 及单向阀不完全密封(回流) 、管路最大能力限制所造成。对于多台水泵的并联,可以通过加大主管直径、检查单向阀 是否完全密封、进出口管路有无堵塞、合理减少弯头和阀门 等措施减少衰减,尽量提高总流量 , 可见下图。管路特性曲 线越陡,增加的流量越少。根据工作中总结:两台泵并联时 流量减少 5% 10% ,三台泵并联时流量减少 16%-2

4、0% 左右(经验 ), 预估用。实际变化和泵的性能曲线和系统关系很大2. 水泵并联工作不仅能增加流量,扬程也有少量增加图中系统阻力曲线的变化。3. 一台水泵单独工作时的功率要远远大于并联工作时单台 泵的功率,所以选配电动机时应根据一台水泵单独工作时的 功率来进行选择。不同特性水泵可以并联吗?在回答这个问题之前,我们来看一下两个不同特性泵并联时的情况:当系 统输出扬程达到低扬程泵的最大扬程时,系统处于临界状态, 此时系统输出流量由高扬程泵单独供应,低扬程泵输出流量 为零,当流量继续减小,由于高扬程泵迫使一部分水体倒流 通过低扬程泵(如无止逆阀) ,则系统内部形成环流,水泵 反而没效果了。所以,一

5、般情况下,不建议采用不同扬程水 泵并联 ,注意是扬程尽量接近 , 流量可以不同。用软件辅助分析下面的动画截取于义维软件.并联特性曲线的绘制 (动画 ) 装置曲线的绘制 (动画 ) 并联曲线图的生成 从左到右,分别是 :单泵的性能曲线,两台泵的并联曲线,三台泵的并联曲线,和四台泵的并联曲线。串联曲线图的生成 从下往上,分别是 :单泵的性能曲线,两台泵的并联曲线,台泵的并联曲线,和四台泵的并联曲线。公式计算详细分析 看不懂 , 可忽略此部分内容 并联特性曲线的绘制在绘制水泵并联性能曲线时,先把并联的各台水泵的Q-H 曲线绘在同一坐标图上, 然后把对应于同H 值的各个流量加起来。如图1所示,吧I号泵

6、Q-H曲线上的1、T、 各点的流量相加,则得到I、II号水泵并联后的流量 3、3、 3,然后连接3、3、3各点即得水泵并联后的总利Q-H)1 2曲线。这种等扬程下流量叠加的方法,实际上时将管道水头损失视为零的情况下来求并联后的工况点。因此,同型号的 两台(或多台)泵并联后的总和流量将等于某扬程下各台泵 流量之和。事实上,管道水头损失是必须考虑的,所以,寻 求并联工况点的图解就没有那样简单。水泵并联 Q-H 曲线 同型号、同水位的两台水泵的并联工作(1)绘制两台水泵并联后的总和 (Q-H)1 2 曲线。由于两台水泵同在一个吸水井中抽水,从吸水口A、B 两点至压水管交汇点0的管径相同,长度也相等,

7、故刀hAO乏hBQAO 与 BO 管中,通过的流量均为 Q/2 ,由 OG 管中流进水 塔的总流量为两台泵水量之和。因此,两台泵联合工作的结 果,是在同一扬程下流量相叠加。为了绘制并联后的总和特 性曲线,我们可以先不考虑管道水头的损失,在 (Q-H)1,2 曲 线上任取几点,然后,在相同坐标值上把相应的流量加倍, 即可得T ,2 ,3 , m点,用光滑曲线连接起2 ,3 m点绘出一条并联后的总和特性曲线(Q-H)1 2如图2所示。图中所注下角“ 1,2 ”,表示单泵1 及单泵 2 的 Q-H 曲线。下 角“ 1 2 ”表示两台并联工作的总和Q-H曲线。上述的这种等扬 程下流量叠加的原理称为横加

8、法原理。 所谓总和 (Q-H)1 2 曲 线的意思, 就是把两台参加并联水泵的 Q-H 曲线, 用一条等 值水泵的 (Q-H)1 2 曲线来表示。此等值水泵的流量,必须具有各台水泵在同扬程时流量的总和。t=r.号、同型号、同水位、对称布置的两台水泵并联(2)绘制管道系统特性曲线,求出并联工况点。由前述知,为了由吸水 井输入水塔,管道中每单位重量的水应具有的能量为: 式中:SAO及SOG分别为管道AO(或BO)及管道OG的阻力系数。因为两台泵是同型口号,管道中水流是水力对称,故管道中 Q1=1/2Q1 2 ,代入式 (7-1)得由式 (7-2) 可绘出 AOG( 或 BOG) 管道系统的特性曲线

9、Q-刀hAOG此曲线与(Q-H)1 2曲线相交于 M点。M点的横坐标为两台水泵并联工作的总流量 Q1 2 ,纵坐标等于两台水泵的扬程 H0,M 点称为并联工况点。(3)求每台泵的工况点。通过 M 点作横轴平行线, 交单泵的特性曲线于 N 点, 此 N 点即为并联工作时各单泵的工况点。其流量为 Q1,2,扬程H仁H2=H0。自N点引垂线交Q- n曲线于P点,交Q-N曲线于 q 点分别为并联时各单泵的效率点和轴功率点。如果 将第二台泵停车, 只开一台泵时, 则图 2 中的 S 点可以近似地视作单泵的工况点。 这时的水泵流量为扬程为轴 功率为P。由图2可看出,P:P1,2,即单泵工作时的功率大于并联

10、工作时各单泵的功率。因此,在选配电动机时,要根据单泵单独工作时的功率来配套。另外,Q Q1,2 , 2QQ12 ,这就是说,一台泵单独工作时的流量,大于并联工作时 每一台泵的出水量。也即两台泵并联工作时,其流量不能比单泵工作时成倍增加。 这种现象, 在多泵并联时就很明显 (当管道系统特性曲线较陡时,就更显突出)五台同型号水泵并联例如,上图为五台同型号水泵并联工作的情况。 由图可知,以一台泵工作时的流量 Q1 为 100 , 两台泵并联的总流量 Q2 为 190 ,比单泵工作时增加了 90;三台泵并联时的总流量 Q3 为 251 ,比两台泵时增加了 61;16。由此四台泵并联的总流量 Q4 为

11、284 ,比三台时增加了 33;五台泵并联的总流量 Q5 为 300 ,比四台泵时只增加了 可见,再增加并联水泵的台数,其效果就不大了。每台泵的 工况点随着并联台数的增多,而向扬程高的一侧移动。台数 过多,就可能使工况点移出高效段的范围。因此,对旧泵房 挖潜、扩建时,就不能简单地理解增加 1 倍并联水泵的台数, 流量就会增加 1 倍。必须要同时考虑管道的过水能力,经过 并联工况的计算和分析后才能下结论。没经工况分析,就随便增加水泵的台数是不可靠的 (公众号 :泵管家 ),造成这种错觉的原因,常常是将并联后的工况点,与绘制水泵总和Q-H曲线时所采用的等扬程下流量叠加的概念混为一谈。关键是 忽略了

12、管道系统特性曲线对并联工作的影响。最后,对于泵 站设计开始考虑问题时,就应注意到:如果所选的水泵是以 经常单独运行为主的,那么,并联工作时要考虑到各单泵的 流量是会减少的,扬程是会提高的。如果选泵时是着眼于各 泵经常并联运行的,则应注意到各泵单独运行时,相应的流量将会增大,轴功率也会增大。不同型号的两台水泵在相同 的水位下并联工作这种情况不同于上面所述情况的主要原因是:两台水泵的特性曲线不同,管道中水力不对称。所以,自吸水管端A和C至汇集点B的水头损失不相等(即刀hAB工刀hBC)两台水泵并联后,每台泵的工况点的扬程也不相等(即H1工H2)。因此,欲绘制并联后的总和Q-H曲线,一开始就不能使用

13、等扬程下流量叠加的原理。现在我们只知道, 泵 I 与泵 II 之所以能够并联工作在管路汇集点 B 处,就只可能有一个共同的测压管水头(见下图 中 HB ),则测压管水面与吸水井水面之高度差为 式中: H1 为表示水泵 I 在相应流量为 Q1 时的总扬程 (m) ;SAB 为 AB 管段得阻力系数。不同型号、 相同水位下两台水泵并联式 (7-3) 表示水泵 I也即时的的总扬程 H1 ,扣除了 AB 管段,在相应流量 Q1 下的水头损 失刀hAB后,就等于汇集点 B处得测压管水面与吸水面高差HB ,此 HB 值相当于将水泵折引至 B 点工作时的扬程, 扣除了管段 AB 水头损失的因素,水泵 I 可

14、视为移到了 在工作。同理, 式中: HII 为表示水泵 II 在相应流量为 QII总扬程 (m) ;SBC 为 BC 管段的阻力系数。式( 7-4 )中的 HB 相当于将水泵 II 折引到 B 点工作时尚存的扬程。这样,就可先分别绘出Q-刀hAB和Q-刀hBC曲线,然后,采用上一章中所介绍的折引特性曲线法,在水泵I、II的(Q-H)I和(Q-H)ll曲线上相应地扣除水头损失刀hAB和刀hBC的影响,得到如图4中虚线所示的(Q-H)折引特性曲线和(Q-H) 折引特性曲线。此两条曲线排除了泵I与泵II在扬程上造成差异的那部分因素。它们表示了将两台水泵都折引到 B 点工作时的性能。这样,就可以采用等

15、扬程下流量叠加的原理,绘出总和(Q-H)1 2折引特性曲线。此总和(Q-H)1 2 曲线犹如一台等值水泵的性能曲线。因此,再下步就要考虑此等值水泵与管段 BD 联合工作向水塔输水的工况。先画出管段BD的Q-刀hBD曲线,求得它与总和折弓(Q-H)1 2曲线相交于E点,此时E点的流量QE,即为两台水泵并联工作的总出水量。通过E点,弓冰平线与(Q-H) 1及(Q-H) 曲线相交于I 及两点,贝QI及QII即为水泵I及水泵II在并联时的单泵流量,QE=QI QII ;再由I 、II 两点各引垂线向上,与(Q-P)l及(Q-P)ll相交于1、II 点,此两点的 P1 及 P2 就是两台水泵并联工作时,

16、 各单泵的功率值, 同样,其效率点分别为I 及点,其值分别为1及n2并联在我国机组的总轴功率 P1 2及总效率n 1 2分别为:北方地区,常见以井群采集地下水。一井一泵,井群以联络 管相连以后,以一根或多根干管输送至水厂,再集中消毒后 由泵站加压输入管网。这种情况,从水泵工况来分析,相当 于几台水泵在管道布置不对称的情况下并联工作。与上述例 子所差别的,往往只是各井间的吸水动水位的不同。在进行 工况计算时,只需在计算净扬程 HST 时,以一共同基准面 算起,然后作相应的修正即可, 其他算法都是相似的。 另外, 衡量管道布置的对称与否,应从工程来考虑,一般在管道布 置差异较大的情况下才认为是不对

17、称布置。例如,在两台离 干管汇集点距离不一而并联工作等场合下,就应按上述方法 进行计算。同型号的两台水泵一调一定并联工作如果两台同型并联工作的水泵, 其中台为调速泵 (见图 5 中泵 I 调),另一台定速泵(见下图中泵 II 定)。则在调 速运行中可能会遇到两类问题:其一是调速泵的转速 n1 与 定速泵 n2 均为已知试求两台并联运行时的工况点。这类问 题如图 4 所述,比较简单。调速运行的过程,实际上是调速 泵与定速泵的 (Q-H)I,II 特性曲线由完全并联转化为不完全并联的工程,其工况点的求解可按图 4 所述求得。其二是只知道调速后两台泵的总供水量为QP (HP 为未知值),试求调速泵的转速 n1 值(即求解调速值) 。调一定水泵并联工作这类问题比较复杂,存在调速泵的工况点值( QI,HI )、定速泵的工况点值( QII,HII ) 及调 速泵的转速 n1 等五个未知数。直接求解比较困难,我们仍 可采用折引法来求解。解题步骤:(1) 画出两台同型号水泵的 (Q-H)I,II 特性曲线,并按画出Q-刀hBD管道特性曲线,由图 5上得出P点。P点的纵

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