水泵的串联运行和并联运行工况分析
海上采油平台多级离心式注水泵并联运行工况分析
总到管路ｄ ，分别注入Ｎ５ 个注水井中。
ｃ 管线的管路特性方程为： ｈ ｑ ＝ （。１ １ ２２ ３ ／ 。） 。（） ｑ Ｌ＋ ＋ ＋ Ｌ） ２ ０ １ Ｌ Ｌ Ａ ［
式 中 ｈ —为管路 阻力损失 ，单位为ｍ； —
（） ３
ｑ ——流量， 单位为ｍ ／ ３ｓ 。
工况点分析与优化泵性能
图４ Ｐ Ｓ ５０ Ｅ 一９ ０ 微热再生干燥器Ｅ ２ １ Ｍ ３模拟量输入模块
（ 第５ 页） 上接 ２
路特性不同， 导致两泵运行时性能相差较大 ，各泵处于 若ｃ 泵不 不同的运行工况 ， 偏离其稳定工况较大。 ２ Ｂ ） 泵运行工况的流量为１０ ，效率６ ％； ５ｍ ／ ｈ １ Ｂ
４ｍ，Ｃ ３ 泵运行工况的扬程为 １ ２ｍ，效率６％。 ５ ２ ２
流霎 Ｑ／ ／） （ ｈ ｍ３
图５ 仅改变Ｃ 泵的性能曲线
（ 下转第５ 页） ５
Ｇ Ｍ 通 用 鲫 誓
ＷＷＷ．ｊ．ｅ ２１ 第ｌ ｔ ｘｎｔ ０１ ｙ 年 １ 期
石油 化Ｉ通用机械矾 ／
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Ｇ ｎ ｅｏ ｕ ＭｉＰｔ ｌ ｍ＆Ｃｅ ｉｌｎｕ ｒ Ｉ ｒｅ ｈｍｃ Ｉｄｓｙ ａ ｔ
由于 管
路系统不变 ，若Ｂ 泵不变，仅改变Ｃ 泵，希望Ｃ 泵具有
流量 Ｑ（ ｍ） ／ ｍ３
较高的能头，因为与其串联的Ｃ 管线具有较大的管路损
失 ，优化的Ｃ 泵性能如 图５ 所示 ，优化 的Ｃ 能头 应高于 泵
图３ 泵的性能曲线 Ｃ
Ｂ 泵，原因是与ｃ 泵串联的Ｃ 管路具有较大的管路损失。 可见原Ｃ 泵与优化的ｃ 泵性能曲线差别较大 ，因而在实
泵的最高效率 点流量为 １８ ， ５ｍ ／ 效率６ ％。Ｂ ｈ ８ 泵运行较
「知识」水泵的串联与并联运行
「知识」水泵的串联与并联运行一、水泵串联水泵串联主要解决扬程不够的问题，经串联后的水泵，其流量不变，扬程是两泵之和。
在实际运用中为避免下游泵对上游泵的进水不足，通常将下游泵的流量调节到最佳状态，以保证上游水泵的进水充足。
其原理图如下：图中：泵“D“的出口与泵“E”的进口通过管道连接形成串联，经水泵串联后，介质先进入泵“D”的进口，经泵“D”的运行，将介质推送到泵“E”的进口，通过泵”E“的运行，将介质输送到需要的地方。
水泵串联实质是阶梯输送的延伸，何为阶梯输送？是指下游的水位太低，而要引入的位置又太高，用一台水泵运行根本无法“完成使命”。
对于串联运行，第n-1台泵的出口压力（对于长距离串联，需要减去泵之间的损失）就是第n台泵的入口压力，因此对于串联泵的承压、轴承、轴封有一定要求，否则会造成壳体断裂、轴封损坏、轴承发热等。
与并联情况一样，关闭其中一台或多台泵，剩余泵的运行工况同样会发生变化。
二、水泵并联泵的并联是指，多台泵共用一根出口管。
每台泵都有单独的止回阀。
泵并联运行后，相同扬程下的流量相加。
即：Q并=Q泵1+Q泵2+Q泵3+……+Q泵n水泵并联工作的特点：①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；②可以通过开停泵的台数开调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的。
例如：取水泵站在设计时，流量是按城市中最大日平均小时的流量来考虑的，扬程是按河道中枯水位来考虑的。
因此，在实际运行中，由于河道水位的变化，城市管网中用水量的变化等，必定会涉及取水泵站机组开停的调节问题。
另外，送水泵站机组开停的调节就更显得必要了；③水泵当并联工作的泵中有一台损坏时，其他几台泵仍可继续供水，因此，泵并联输水提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性，是泵站中最常见的一种运行方式。
在采暖系统，水泵串联、并联的作用及其适用范围当第一台水泵的出水管连接在第二台泵的吸人管时称为两台水泵串联见下图(b);当第一台水泵与第二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(a)。
水泵运行工况及工况调节
泵的出水量。
举例： 如图所示为五台泵并联工作的情况。
H
1
2
34
1台 2台
3台
5 4台
管道特性曲线 5台
O
Q1
Q2
Q3 Q4
Q5
Q
100
190
251 284 300
注意：在泵站设计中，如果所选水泵是以经常单独运行 为主的，并联工作时，要考虑到各单泵的流量会减少的，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， 各单泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功率也会增 大。
(2)绘制需能曲线
H=HST+SDFQI2+SFGQ =HST+SDF(Q/2)2+SFGQ2 =HST+(1/4SDF+SFG)Q2
点绘 DFG 管（或EFG ）管道的特性曲线。
（3）求工况点
(Q-H)1+2与H=HsT+(1/4)SDF+SFG)Q2的交点E, 即为并 联工作的工况点,过E点作Q轴的平行线，与单泵性能曲线的
η = 1+2
QH QH
P1 P2
管道布置是否对称的工程处理： （1）从工程实际看，只有两泵离汇流点的距离相差较
大，而又并联工作时，才作不对称处理。 （2）北方井群系统，从水泵工况来说：相当于几台水
泵在管道不对称的情况下并联工作，应作不对称处理。一 般来说是各井间的吸水动水位不同，可以选取一个共同的 基准面，在静扬程计算时，做相应的修正 。
（Q－H)’’ ；
2） EG管道系统特性曲线可用H=ZG-SEGQ2 计算， 即Q－∑hEG
3）工况点：M为工况点：
水泵工况：Q=Qp , H=H’p F池工况： Q=Qk G池工况：Q=Qp+Qk=QM
水泵运行工况点与调节
4、节流调节
改变出水管路闸门开度
改变水泵装置需要扬程曲线
适用条件：离心泵和低比转速混流 泵，不适用于比转速较 大的泵
特 点：调节方法可靠、简单易 行，但不经济
作 用：一般用来防止过载和汽 蚀
作业
1、一台离心泵从进水池抽水，流量0.04m3/s，进水池水位低于 水泵轴线5m；出水池水位高于水泵轴线1.6m，进水管长 8m，装有带底阀的莲蓬头，局部损失系数为6，90°弯头一 个，局部损失系数为0.4；出水管长5m，管径150mm，管口 不放大，拍门淹没出流，局部损失系数为1.5，管路上有两个 90°弯头，管路上有一只阀门全开水头损失忽略不计。水泵 效率70%，管道的糙率为0.013，水泵进口直径200mm。试 求：要求水泵进口处真空值不超过6m水柱时，进水管的管径 应选多少？此时水泵的扬程为多少，轴功率为多少？
改变叶轮的直径
改变水泵性能曲线
车削定律
⎧Q ⎪
=
D
⎪Qa Da
⎪
⎪H
⎨ ⎪
H
a
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞2
⎪ ⎪N ⎪⎩ Na
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞3
适用条件：通常只适用于比转速不超过350的水泵（离心 泵或蜗壳式混流泵）
3、变角调节
改变叶片的安放角
改变水泵性能曲线
适用条件：适用于低扬程水泵（轴流泵、导叶式混流泵）
=
n3 n3
1
水泵变速前后，满足比例律的各工况点均在一条抛物线上，具 有相似的工况，并且效率相等（近似相等）
由 Q1 = n1 , H 1 = n12
Q2
n2 H 2
n2 2
H1 H2
水泵串联泵效率
水泵串联泵效率
水泵的效率计算公式为：η=(H×Q)/P，其中，η为水泵效率，H为扬程，Q为流量，P为输入功率。
可以看出，水泵效率与水泵的扬程、流量和输入功率三个因素都有关系。
而水泵串联是指两个或多个水泵依次相连，前一个水泵的出水口连接到后一个水泵的进水口，以增加总扬程或流量。
当水泵串联时，每个水泵的效率都会受到前一个水泵的影响，因此整体泵效率会有所降低。
一般来说，水泵效率的数值在40%到90%之间。
不过，这只是一个大致的范围，实际的水泵效率会受到许多因素的影响，如水泵的设计、制造质量、运行环境、运行方式等。
因此，要确定水泵串联时的总效率，需要考虑每个水泵的单独效率以及它们之间的相互影响。
这通常需要通过实验或模拟来确定。
以上内容仅供参考，建议查阅关于水泵效率的专业书籍或咨询专业的工程师来获取更准确的信息。
1。
水泵的串联运行和并联运行工况分析
泵的串联和并联运行(1)两台相同特性泵的串联运行图10—8中HⅠ是单台泵的特性曲线。
HⅡ是两台泵串联工作时的合成特性曲线,它是在同一流量下两泵相应扬程(纵坐标）相加得到的。
R是装置特性曲线。
单台泵运转时工况点为A,两泵串联时工况点为B，由图可知，两台泵串联扬程和流量都增加,其增加程度和装置特性曲线的形状有关，但都小于单独运行时的两倍。
(2）不同特性泵的串联运行图10—9中，HⅠ、HⅡ为两条单独运转时的特性曲线，HⅢ是串联合成特性曲线。
R1，R2是两条装置特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A，两泵的工况点分别为A1、A2.如果装置特性曲线为A2时，合成工况点为B。
当阻力曲线在R2以下时，其运转状态是不合理的。
在Q＞QB时，两泵合成的扬程小于泵Ⅱ的扬程。
若泵Ⅱ作为串联工作的第二级，则泵Ⅰ变为泵Ⅱ吸入侧阻力，使泵Ⅱ吸入条件变坏，有可能发生气蚀.若把泵Ⅰ作为串联工作的第二级，则泵Ⅰ变为泵Ⅱ排出侧的阻力，消耗一部分泵Ⅱ的扬程。
两台泵串联工作，第二级的压力增高,应注意校核轴封和壳体强度的可靠性.泵串联工作,按相同的流量分配扬程.（3）相同特性泵的并联运转图10-10中HⅠ（HⅡ)是单独一台泵的特性曲线。
HⅢ是两泵并联合成的特性曲线，它是在相同扬程下两泵流量相加得到的。
一台泵单独运转时的工况点为A1，合成工况点是A，各泵的实际工况点为B。
一台泵运转时,流量为QA1，两台泵并联运行时的流量为QA。
因QA=2QB＜2QA1。
即是说，由于管路阻力的存在，即使用两台泵并联运行，总的合成流量也小于单独运行时流量的2倍。
并联运行时的流量随装置特性曲线变陡而减小。
（4)两台不同特性泵的并联运转如图10—11所示,HⅠ和HⅡ是两泵单独的特性曲线，HⅢ是两泵并联合成特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A点,实际两泵的工况点为B1和B2点.其流量小于两台泵单独运行时流量QB1、QB2之和。
当装置特性曲线如R2时，关死扬程低的泵Ⅱ，在流量为零的工况下运转.这时泵消耗的功率使液体加热，有可能出现事故。
泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析~
泵（或风机）并联运行特性及常见问题分析1．概述两台或两台以上的泵（风机）向同一管路输送流体的运行方式称为并联运行，火电机组系统中的给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机等主要辅机广泛采用这种运行方式。
采用并联运行方式主要是为了通过增减并联运行台数实现流量的调节，降低耗电率；其次若并联的泵（或风机）中一台发生故障，仍可维持主机低负荷运行，可以提高机组的可靠性。
掌握泵（或风机）并联运行后的特性曲线、运行工况点变化规律及可能出现的问题，对指导日常运行有很大的帮助；下面就这方面的情况进行简要阐述。
2．如何确定泵与风机并联特性曲线泵（或风机）并联运行后，有如下特征：管路中的总流量等于并联各泵（风机）流量之和；并联后管路中产生的扬程、各泵（或风机）的扬程均相等。
因此泵（或风机）并联后的性能曲线()v Q H --或()v Q P --可采用把并联各泵（或风机）的()v Q H --曲线上同一扬程（或全压）点上流量相加的方法获得。
图1及图2分别为相同性能两泵并联与不同性能两泵并联的性能曲线。
图1 相同性能两泵并联后性能曲线图2 不同性能两泵并联后性能曲线3．如何确定泵与风机并联运行工况点泵（或风机）并联运行工况点由泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --共同确定，两曲线的交点即为并联运行工况点。
求泵（或风机）并联运行工况点的关键是确定泵并联性能曲线()v Q H --与管路阻力曲线()v c Q H --，泵并联性能曲线()v Q H --的求法在第2项已经介绍，下面简要介绍一下管路阻力曲线的求法。
一般情况下，泵（或风机）并联运行的管路系统由并联管段和串联管段两部分组成，流体在管路中流动时，管路中的总阻力可表示为∑∑++=并联管段串联管段静HHH H c ；计算串联管段阻力∑串联管段H 时，流量取管路总流量v Q ；计算并联管段阻力∑并联管段H 时，流量取2vQ 。
水泵并联运行的流量变化
.；. 水泵并联运行的流量变化,同型号水泵并联运行的流量变化相同型号的水泵并联运行,水泵并联运行的流量因为两台泵从同一水池吸水送往同一高地水池，即静扬程Hst相同，并且从吸水口A、B 两点至并联节点O点的管路完全相同，因此，AO、BO管段的水头损失相同，因此，两台水泵的扬程相同。
AO、BO两管段通过的流量均为Q1+2/2,OG管段通过的总流量为两台泵的流量之和。
所以，两台泵在并联运行时总流量等于两台离心泵流量之和，总扬程等于各水泵扬程。
按照横加法原则，将单台水泵同一扬程下的流量扩大两倍即可得到两台泵并联工作的（Q-H）1+2曲线。
根据上面的分析可知，两台水泵的静扬程相同，管路中的水头损失也相同，即并联之后两台水泵的扬程相等，且等于总扬程。
单泵工作时的轴功率大于并联工作时各单泵的轴功率。
因此，在选配电动机时，要根据单泵单独工作的轴功率来配套。
另外，两台泵并联工作时的总流量并不等于单台泵单独工作时流量的两倍，这种现象在多台泵并联时，就很明显。
多台同型号水泵并联工作的特性曲线同样可以用横加法求得，每增加一台水泵所增加的水量并不相同，水泵并联越多，增加的水量就越少。
以一台泵工作流量为100，当两台水泵并联的流量为190，比单泵工作时增加了90，三台泵并联的总流量为251，比两台泵并联时增加了61，四台泵并联的总流量为284，比三台泵并联增加了33，无台泵并联的总流量为300，仅比四台泵并联增加了16.由此可见，当水泵并联台数4-5台以上时，增加的流量很小，已经没有意义了。
每台水泵的工况点，随着并联水泵台数的增多，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范围。
所以，是否通过增加并联工作的水泵台数来增加水量，要通过工况分析和计算决定，不能简单地理解增加水泵台数就能成倍增加水量。
尤其是改扩建工程，更要认真分析计算水泵并联工况，才能确定。
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泵的串联和并联运行
（1）两台相同特性泵的串联运行
图10-8中H I是单台泵的特性曲线。
H H是两台泵串联工作时的合成特性曲线，它是在同一流量下两泵相应扬
程（纵坐标）相加得到的。
R是装置特性曲线。
单台泵运转时工况点为A,两泵串联时工况点为B,由图可知，
两台泵串联扬程和流量都增加，其增加程度和装置特性曲线的形状有关，但都小于单独运行时的两倍。
（2 ）不同特性泵的串联运行
图10-9中，H I、H H为两条单独运转时的特性曲线，H山是串联合成特性曲线。
R1，R2是两条装置特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A,两泵的工况点分别为A1、A2。
如果装置特性曲线为A2时，合成工况点为B。
当阻力曲线在R2以下时，其运转状态是不合理的。
在Q> QB时，两泵合成的扬程小于泵H的扬程。
若泵H作为串联工作的第二级，则泵I变为泵H吸入侧阻力，使泵H吸入条件变坏，有可能发生气蚀。
若把泵I作为串联工作的第二级，则泵I变为泵H排岀侧的阻力，消耗一部分泵H的扬程。
5
图10-8两台相同特性泵的串联运行
in
图10~9两台不同特性泵的串联运订
两台泵串联工作，第二级的压力增高，应注意校核轴封和壳体强度的可靠性。
泵串联工作，按相同的流量分
配扬程。
(3 )相同特性泵的并联运转
图10-10中H 1( H H)是单独一台泵的特性曲线。
H山是两泵并联合成的特性曲线，它是在相同扬程下两泵流
量相加得到的。
一台泵单独运转时的工况点为A1,合成工况点是A，各泵的实际工况点为B。
一台泵运转时,
流量为QA1，两台泵并联运行时的流量为QA。
因QA=2QB <2QA1。
即是说，由于管路阻力的存在，即使用两台泵并联运行，总的合成流量也小于单独运行时流量的2倍。
并联运行时的流量随装置特性曲线变陡而减小。
S10-10两台相同特性的离心泵并联运斤
(4)两台不同特性泵的并联运转
如图10-11所示，H I和H H是两泵单独的特性曲线，H山是两泵并联合成特性曲线。
当装置特性曲线为R1时, 合成工况点为A点，实际两泵的工况点为B1和B2点。
其流量小于两台泵单独运行时流量QB1、QB2之和。
当装置特性曲线如R2时，关死扬程低的泵在流量为零的工况下运转。
这时泵消耗的功率使液体加热，有可能
岀现事故。
如果泵H无逆止阀，水将通过泵H倒流，并引起该泵反转。
由以上两例可知，泵并联运转按扬程相等分配流量。
图1卜H 两台不同特性泵的并联运行
(5)串联、并联运转的选择
图10-12中，H I( H H)为泵单独运转时的特性曲线，H山为两台泵串联时的特性曲线，H W为两台泵并联时的特性曲线。
串联和并联合成特性曲线的交点A是确定两种运转方式的分界点。
当装置特性曲线为A点下方的
R1时，并联合成工况点A4较串联合成工况点A3的流量大；当装置特性曲线为A点上方的R2时串联比并联流量
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