离心泵的调节
离心泵的工况调节
离心泵的H和Q是由泵的特性曲线和管路特性曲线的交 点——工况点所决定 在船上，各种冷却水泵、锅炉给水泵、凝水泵、货油泵 等，工作中往往需要调节流量，也就是说需要改变泵的 工况点，称为“工况调节” 工况调节可借改变泵的特性或管路特性来实现，船用泵 常用的工况调节方法有以下几种:
选择题
离心泵叶轮的平衡孔开在
上。
A 前盖板 B 后盖板 C A+B D A或B
离心泵起动一段时间后仍不排液，但吸入真空表显示较大 的真空度，其原因是 。
A 引水失败 B 转速过低 C 叶轮反转 D 吸入阻力过大 ．
离心泵发生汽蚀时，采取的应急措施可以是
A 关小排出阀 B 关小吸入阀 C 开大旁通阀
吸人指示较大真空
3-6-6离心泵常见故障的分析
液体进人泵内，排出压力上升，但小于正常值
原因可能在泵的方面
如叶轮松脱、淤塞或严重损坏；转速太低或转向弄反。
若封闭排出压力正常
如管路静压太大 并联使用时另一台泵扬程过高 排出阀未开 先开泵壳上的放气旋塞 然后开吸人阀向泵内灌水 如起动后封闭排压不足，有可能是灌人的舷外水含气 泡过多，以致起动后气体分离而聚于叶根不易冲走
1．节流调节法 增加或减小离心泵排出阀的开度，可使流量增大或减小，称为 节流调节
节流调节法
增或减泵排出阀开度， 可使Q增大或减小 图示为节流调节工况
随着排出阀开度的减小， 管路曲线变陡 R-R1，工况点A-A1， Qa-Q1, P降低，Hs增大。 原管路所利用的扬程仅 为H’1
要求型号相同的泵并联
3-6-2 离心泵的串联工作
简述离心泵流量调节方法及各自特点
离心泵是一种常见的流体输送设备，广泛应用于工业生产和民用领域。
在使用离心泵时，往往需要对其流量进行调节，以满足不同的工艺要求或使用场合。
流量调节的方法有很多种，每种方法都有其特点和适用范围。
本文将简要介绍离心泵流量调节的方法及各自特点。
一、调节叶片角度离心泵的叶轮是在泵内旋转，它的叶片角度的改变可以改变泵的性能，从而达到调节流量的目的。
这种方法通过调节叶轮的转速和叶片的角度来改变流道的截面积，从而改变流体通过泵的流量。
这种方法的特点是调节范围大，可以在一定范围内实现较大的流量调节，但是调节复杂，需要专业的技术人员进行操作。
二、改变泵的入口和出口阀门的开度通过改变泵的入口和出口阀门的开度来调节流量。
当阀门开度越大，流量越大，反之，阀门开度越小，流量越小。
这种方法的特点是调节简单，操作方便，但是调节范围较小，且对阀门的严密性要求较高，如果阀门密封不严，会影响泵的工作效率。
三、改变泵的转速通过改变泵的电机转速来调节泵的流量。
当转速增大时，流量增大，反之，流量减小。
这种方法的特点是调节范围大，操作方便，但是需要有专业的设备来实现转速调节，且不同泵的转速范围不同，有些泵转速调节范围较小。
四、安装变频器控制器通过安装变频器控制器来实现调节泵的流量。
变频器控制器可以精细调节泵的转速，从而实现流量的精确控制。
这种方法的特点是调节精度高，范围大，可实现连续无级调节，但是安装成本较高，需要有专业的技术人员进行操作。
五、改变泵的叶轮直径通过更换不同直径的叶轮来实现流量的调节。
更换大直径的叶轮可以增大泵的流量，更换小直径的叶轮可以减小泵的流量。
这种方法的特点是操作简单，不需要专业的技术人员进行操作，但是更换叶轮需要停机维护，对生产有一定的影响。
总结起来，离心泵的流量调节方法有很多种，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际应用中，选择合适的调节方法需综合考虑系统的要求、设备的性能和经济成本等因素，综合分析，选择最合适的流量调节方法才能更好地满足工业生产和民用需求。
离心泵常用的调节方法
离心泵常用的调节方法离心泵是工业生产中常用的流体输送设备，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等领域。
为了保证离心泵的工作效率和稳定性，需要进行适当的调节。
常用的调节方法主要包括流量调节、转速调节、进口压力调节和出口阀门调节等。
接下来将详细介绍这几种调节方法。
1.流量调节：流量调节是离心泵最常见的调节方法。
常用的流量调节器有节流阀、调速器和变频器等。
节流阀通过调节泵的出口阀门的开度来改变泵的流量。
调速器通过调节泵的转速来改变泵的流量。
变频器通过调节电机的转速来改变泵的流量。
流量调节的关键是根据工艺要求和流体特性选择合适的调节器，同时控制器的精度和稳定性也要满足要求。
2.转速调节：转速调节是通过改变离心泵电机的转速来调节泵的流量和扬程。
常用的转速调节方法有变频调速和机械变速调节。
变频调速是通过调节电机供电频率和电压来改变电机的转速。
这种方法具有调节范围广，控制精度高的优点，但需要安装变频器，成本较高。
机械变速调节是通过改变主从电机的传动比例或者更换滑套来改变泵的转速。
这种方法适用于小型离心泵，调节范围较窄。
3.进口压力调节：进口压力调节是通过改变进口管道的供液压力来调节泵的流量和扬程。
常用的进口压力调节方法有进口阀门调节、给水泵调节和供液泵调节等。
进口阀门调节是通过调节进口阀门的开度来控制进口压力。
给水泵调节是通过改变给水泵的流量来调节进口压力。
供液泵调节是通过改变供液泵的压差来调节进口压力。
4.出口阀门调节：出口阀门调节是通过改变出口阀门的开度来调节泵的流量和扬程。
出口阀门调节一般适用于小流量、大扬程的离心泵。
通过调节出口阀门的开度，可以降低出口阻力，提高泵的流量和扬程。
注意控制出口阀门的开度，避免过大或过小引起系统压力过高或流量过小的问题。
在进行调节时1.调节过程中，应保证泵的工作点在性能曲线的合理范围内。
2.调节时应注意控制器的灵敏性和调节精度，避免控制器的过度调节或超调。
3.调节时应注意泵的工作温度和介质特性，避免因调节不当引起泵的过热或介质的变质。
离心泵的工作点与调节
离心泵的工作点与调节(一)管路特性曲线与泵的工作点当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关，即在输送液体的过程中，泵和管路是互相制约的。
所以，在讨论泵的工作情况前，应先了解与之相联系的管路状况。
在图2—17所示的输送系统中，若贮槽与受液槽的液面均保持恒定，液体流过管路系统时所需的压头(即要求泵提供的压头)，可由图中所示的截面1—1，与2-2，间列柏努利方程式求得，即H e = (2-28)在特定的管路系统中，于一定的条件下进行操作时，上式的均为定值，即若贮槽与受液槽的截面都很大，该处流速与管路的相比可以忽略不计，则。
式2-28可简化为H e =K+H f (2-29)若输送管路的直径均一，则管路系统的压头损失可表示为(2-30) 式中 Q e —管路系统的输送量，m 3／h ；A —管路截面积，m 2。
对特定的管路，上式等号右边各量中除了和Q e 外均为定值，且也是Q e 的函数，则 可得(2-31)f Hg u g p Z ＋22∆+∆+∆ρg pZ ρ∆∆与K g p Z ＝＋ρ∆∆022≈∆g u =++=∑g u d l l H e c ef 2)2ζζλ＋（g A Q d l l e e c e 2)3600/()2ζζλ＋（++∑λλ)(e f Q f H =将式2-31代人式2-29中可得(2-32)式2-32或式2-29即为管路特性方程。
若流体在该管路中流动已进入阻力平方区，又可视为常量，于是可令则式2-30可简化为H e = B所以，式2-29变换为 H e =K+B (2-33)由式2-33可看出，在特定的管路中输送液体时，管路所需的压头H e 随液体流量Q e 的平方而变。
若将此关系标在相应的坐标图上，即得如图2—18所示的H e —Q e 曲线。
这条曲线称为管路特性曲线，表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管路时所需的压头与流量的关系。
谈离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系
通过离心泵与管路系统的特性曲线图分析了离心泵流量调节的几种主要方式：出口阀门调节、泵变速调节和泵的串、并联调节。
用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变速调节两种方式的能耗损失，并进行了对比，指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好的节约能耗，且节能效率与流量变化大小有关。
在实际应用时应该注意变速调节的范围，才能更好的应用离心泵变速调节。
离心泵是广泛应用于化工工业系统的一种通用流体机械。
它具有性能适应范围广（包括流量、压头及对输送介质性质的适应性）、体积小、结构简单、操作容易、操作费用低等诸多优点。
通常，所选离心泵的流量、压头可能会和管路中要求的不一致，或由于生产任务、工艺要求发生变化，此时都要求对泵进行流量调节，实质是改变离心泵的工作点。
离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的，因此，改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。
目前，离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。
由于各种调节方式的原理不同，除有自己的优缺点外，造成的能量损耗也不一样，为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式，必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系。
1 泵流量调节的主要方式1．1 改变管路特性曲线改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。
1．2 改变离心泵特性曲线根据比例定律和切割定律，改变泵的转速、改变泵结构（如切削叶轮外径法等）两种方法都能改变离心泵的特性曲线，从而达到调节流量（同时改变压头）的目的。
但是对于已经工作的泵，改变泵结构的方法不太方便，并且由于改变了泵的结构，降低了泵的通用性，尽管它在某些时候调节流量经济方便[1]，在生产中也很少采用。
这里仅分析改变离心泵的转速调节流量的方法。
从图1中分析，当改变泵转速调节流量从Q1下降到Q2时，泵的转速（或电机转速）从n1下降到n2，转速为n2下泵的特性曲线Q-H与管路特性曲线He=H0+G1Qe2（管路特曲线不变化）交于点A3(Q2，H3)，点A3为通过调速调节流量后新的工作点。
离心泵出口流量和压力的调节方法
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
2、回流调节
将泵所排出的一部分液体经回流阀回
到泵的入口，从而改变泵输向外输管路
中的实际排量。
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
3、采用油品温度变化调节流量 在气温较低时，采用原油出站加热和中间设 加热站的方法，提高输油温度，降低油品粘度，减
少摩阻，达到正常输油的目的。
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
4、自动调节
由变送器、调节器和调节阀和被调节介
质组成一个具有控制功能的自动调节系统。
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
5、改变泵的转速调节
变频器
2
Q n Q n
'
'
H n H n
Plan Your Work, Work Your Plan
油气集输工艺技术
油气集输设备
开发系集输教研室
彭
朋
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容提要
（约5分钟）
一、离心泵出口流量和压力的 调节方法 二、离心泵串并联运行的特点
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
一、离心泵出口流量和压力的调节方法
' '
N n N n
' '
3
离心泵出口流量和压力的调节方法教学内容
（约75分钟）
6、改变叶轮数目及改变叶轮外径的调节方法 改变叶轮数量的调节方法是在多级离心泵中 进行的。 如果工艺需要降低Q和H，可将多级离心泵 中叶轮去掉一个或几个。
离心泵常用调节方式
离心泵常用调节方式离心泵在水利、化工等行业应用十分广泛，对其工况点的选择和能耗的分析也日益受到重视。
所谓工况点，是指水泵装置在某瞬时的实际出水量、扬程、轴功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。
通常，离心泵的流量、压头可能会与管路系统不一致，或由于生产任务、工艺要求发生变化，需要对泵的流量进行调节，其实质是改变离心泵的工况点。
除了工程设计阶段离心泵选型的正确与否以外，离心泵实际使用中工况点的选择也将直接影响到用户的能耗和成本费用。
因此，如何合理地改变离心泵的工况点就显得尤为重要。
油桶泵离心泵的工作原理是把电动机高速旋转的机械能转化为被提升液体的动能和势能，是一个能量传递和转化的过程。
根据这一特点可知，离心泵的工况点是建立在水泵和管道系统能量供求关系的平衡上的，只要两者之一的情况发生变化，其工况点就会转移。
工况点的改变由两方面引起：一.管道系统特性曲线改变，如阀门节流；二.水泵本身的特性曲线改变，如变频调速、切削叶轮、水泵串联或并联。
下面就这几种方式进行分析和比较：一、阀门节流改变离心泵流量最简单的方法就是调节泵出口阀门的开度，而水泵转速保持不变(一般为额定转速)，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工况点。
如图1所示，水泵特性曲线Q-H与管路特性曲线Q-∑h的交点A为阀门全开时水泵的极限工况点。
关小阀门时，管道局部阻力增加，水泵工况点向左移至B点，相应流量减少。
阀门全关时，相当于阻力无限大，流量为零，此时管路特性曲线与纵坐标重合。
从图1可看出，以关小阀门来控制流量时，水泵本身的供水能力不变，扬程特性不变，管阻特性将随阀门开度的改变而改变。
这种方法操作简便、流量连续，可以在某一最大流量与零之间随意调节，且无需额外投资，适用场合很广。
但节流调节是以消耗离心泵的多余能量(图中阴影部分)来维持一定的供给量，离心泵的效率也将随之下降，经济上不太合理。
二、变频调速工况点偏离高效区是水泵需要调速的基本条件。
离心泵常用的调节方法
离心泵常用的调节方法离心泵是一种常用的流体机械设备，广泛应用于工业领域。
为了保证离心泵的正常运行以及流体的稳定输送，需要进行调节。
本文将介绍离心泵常用的调节方法。
离心泵的调节方法之一是调节泵的转速。
泵的转速决定了流体的输送速度和压力。
通过改变泵的转速，可以调节流体的流量和输送压力。
一般来说，增加泵的转速可以增大流量和压力，而降低泵的转速则可以减小流量和压力。
因此，在实际应用中，可以根据具体需求和工艺要求来调节泵的转速，以达到理想的输送效果。
离心泵的调节方法之二是调节泵的叶轮直径。
泵的叶轮直径决定了泵的输送能力。
通过改变叶轮直径，可以调节泵的流量和压力。
一般来说，增大叶轮直径可以增加流量和压力，而减小叶轮直径则可以减小流量和压力。
因此，在需要调节流量和压力的情况下，可以调整泵的叶轮直径，以满足实际需求。
离心泵的调节方法之三是调节泵的进口阀门开度。
进口阀门的开度决定了泵的进口流量。
通过改变进口阀门的开度，可以调节泵的流量和压力。
一般来说，增大进口阀门的开度可以增加流量和压力，而减小进口阀门的开度则可以减小流量和压力。
因此，在需要调节流量和压力的情况下，可以通过调整进口阀门的开度来实现。
离心泵的调节方法之四是调节泵的出口阀门开度。
出口阀门的开度决定了泵的出口流量。
通过改变出口阀门的开度，可以调节泵的流量和压力。
一般来说，增大出口阀门的开度可以增加流量和压力，而减小出口阀门的开度则可以减小流量和压力。
因此，在需要调节流量和压力的情况下，可以通过调整出口阀门的开度来实现。
离心泵的调节方法之五是调节泵的进口管道阻力。
进口管道的阻力直接影响泵的流量和压力。
通过改变进口管道的阻力，可以调节泵的流量和压力。
一般来说，增大进口管道的阻力可以减小流量和压力，而减小进口管道的阻力则可以增加流量和压力。
因此，在需要调节流量和压力的情况下，可以通过调整进口管道的阻力来实现。
离心泵常用的调节方法包括调节泵的转速、调节泵的叶轮直径、调节泵的进口阀门开度、调节泵的出口阀门开度以及调节泵的进口管道阻力。
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❖ 各泵的流量相等, 即
❖ Q=Q 1=Q2=Q3 =… ❖ 按以上关系可作出
并联特性曲线。
2020/10/9
❖ 串联运行的泵机组
6
❖ 在实际应用中，使用串联装置的情况 主要有三种。一是管路压降或位差较 大，使用单泵不能满足能头要求；二 是工艺过程能耗的变化较大，为了压 头调节的灵活性；三是增加单泵站的 输送距离，减少泵站数。
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19
局部件
无保险 活门油 罐出口
有保险 活门油 罐出口
有起落 管的油 罐出口
2020/10/9
图示
Ld/d
ξ0
23
0.50
40
0.90
100
2.20
20
局部件 图示
通过 三通 通过 三通
通过 三通
2020/10/9
Ld/d
ξ0
2
0.04
4.5
0.10
18
0.40
21
局部件 图示
❖ 根据需要，可以两台泵并联，也可以多 台泵并联；可以同性能的泵并联，也可 以不同性能的泵并联。
2020/10/9
4
❖2、串联特性
❖离心泵的串联运行是指两台或两 台以上泵的入口与出口依次相联， 从同一容器吸液，向同一压力管 路排液。
2020/10/9
5
❖ 多台泵串联后的总 扬程等于各泵在同 一流量下的扬程相 加。
转弯 三通 转弯 三通
2020/10/9
Ld/d
ξ0
45
1.0
60
1.3
22
局部摩阻的计算方法通常是先通过 实验得到局部摩阻件的当量长度或 局部摩阻系数，再用类似的达西公 式计算。
hj
V2 2g
或h j
Ld d
V2 2g
局部摩 阻系数
2020/10/9
局部摩阻 当量长度
23
❖三、管泵装置的特性 ❖离心泵的工作总是和管路按照一定
❖ 根据需要，可以两台泵串联，也可以 多台泵串联；可以同性能的泵串联， 也可以不同性能的泵串联。
2020/10/9
7
二、管道系统压力损失
离心泵总是工作在管道系统中，管道系统的 压力损失包括三部分：
一是被输送介质与管壁、介质之间的摩擦引 起的压力损失，称为沿程摩阻。
二是介质通过设备、管阀件等局部摩阻件引 起的压力损失，称为局部摩阻。
2
❖ 并联运行泵机组
❖ 多台泵并联后的总流 量等于各泵在同一扬 程下的流量相加。
❖ 即Q=Q 1+Q2+Q3… ❖ 各泵的扬程相等,即
❖ H=H1=H2=H3=… ❖ 按以上关系可作出并
联特性曲线。
2020/10/9
3
❖ 在实际应用中，使用并联装置的情况主 要有三种。一是需要的流量较大，使用 单泵不能满足排量要求；二是工艺过程 流量的变化较大，为了流量调节的灵活 性；三是工艺要求工作连续性较强，为 了检修或事故备用的需要。
❖ 粘度对沿程摩阻的影响越来越小；
❖管道长度对沿程摩阻的影响在各流态都 是相同的。
2020/10/9
18
❖ 2、局部摩阻的计算
❖ 站内的设备、管阀件较多，其局部摩阻损失 需单独计算。
❖ 在实际上，液体流过局部摩阻件时的流动状 态是十分复杂的，理论分析计算一个局部摩 阻件的摩阻损失也是相当困难的。
❖ 在实际应用中，通常是通过实验，先测得某 局部摩阻件的阻力损失，再根据选用的公式 中的相关参数反算出该局部摩阻件的摩阻系 数或当量长度，将常用局部摩阻件的实验数 据列成表，供计算时查用。
105
Re
59.5
8
7
混合摩
擦区
59.7
665 765lg
8/7 Re
64 R e
64
0.31 6f (4Re,)Re
Re0.25
1 1.8lg Re1.53
0.11
e d
68 Re
0.25
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14
（4）列宾宗公式
在管道沿程摩阻的计算中，为了 应用方便，将达西公式中的水力 摩阻系数和流速的表达式代入整 理，可得到综合形式的表达式为， 称为列宾宗公式。
10 流 混合摩擦区
0.127lg 0.627
2
0.123
0.0802A
粗糙区
2020/10/9
0.11( )0.25
2
0 0.0826A
17
❖从表中可以看出，随着雷诺数的增大， 流态从层流到紊流光滑区、混合摩擦区 以至粗糙区。
❖ 指数m的数值从1、0.25、0.123以至到0。
❖输量、管径对沿程摩阻的影响越来越大；
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15
管道的沿程摩 管道的输量，
阻损失，m;
m3/s;
hL
Q 2m m
d 5m
Lj
油品的粘 度，m2/s
与流态有关 的常数
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管道的内直 径，m
管道的计算 长度，m
与流态有关 的常数
16
流态 层流 紊 水力光滑区
A 64 0.3164
m
β
1 4.15
0.25 0.0246
/m
hL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L d
•V2 2g
水力摩阻系 数(拉木达)
管径 重力加速度/
/m
(m/s2)
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10
（2)液态划分
液体在管道中的流动状态称为 液态。
通常将液态分为层流和紊流两 大类型。
根据紊流程度的不同，紊流又 有水力光滑区、混合摩擦区、 阻力平方区之分。
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11
层流流线平行于管道轴线
的工艺要求，组成一定的管-泵系 统进行的。
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24
❖ 管-泵系统，实际上是一个能量的消耗 和供给系统。研究这个系统中各参数之 间的关系，就是研究管路消耗能量与泵 提供能量的平衡问题。
三是管道敷设高度增加引起的压力损失，称 为位差损失。
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8
1、沿程摩阻计算
（1）达西公式
按 《 输 油 管 道 工 程 设 计 规 范 》 GB50253-2003(06) 版 规 定 ， 输油管道的沿程摩阻用达西 公式计算，即：
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9
管长/ m
流速/ (m/s)
管道沿 程摩阻
管道轴线
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紊流流线在径向上有脉动
12
液态划分的依据是雷诺数：
流速 （m/s)
雷诺数
Re
vd
管径/m
油品的粘度 （m2/s)
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13
（3）水力摩阻系数
流态
划分雷诺数 f (Re, )
水层力流摩阻系R数e 的计2算000
水力光
滑区1 3000 Re 105
水力光 滑区2
❖第四讲 离心泵的调节
❖ 一、离心泵的串、并联特性 ❖ 二、管道系统压力损失 ❖ 三、管-泵系统工作特性 ❖ 四、离心泵常用调节方法
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1
❖ 一、离心泵的串、并联特性
❖ 1、并联特性
❖ 离心泵的并联运行是指两台或两台以 上泵的入口从同一容器吸液，其出口 向同一压力管路排液。
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