泵与风机节能技术.

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风机水泵节能原理

风机水泵节能原理

风机 / 水泵节能原理一、风机,水泵工作现状分析1、概述风机,水泵是目前工业现场中应用较多的设备,而且电机功率较大。

在我国,电能最大的用户是电机,约占总耗的70%。

其中风机,水泵耗电占全部电能的50%,在通常设计中,用户配用电机的设计容量都要比实际高出很多。

也就是大马拉小车现象,同时原风机、水泵的送风、送水系统控制大多数都是采用控制调节阀门的开度来实现送风、送水量的大小,不管需要的风量、水量是大是小,风机、水泵则都是以设计时的最高转速运行,由于使用阀门调节开度来实现变风量、水量的控制,调节方式不方便,造成维护成本增加,系统不稳定性,管网损耗增加,又浪费大量的电能,即“放风、放水就是放电”白白浪费掉,同时电机在工频状态下频繁开/停比较困难,对电网冲击较大,势必造成开/停机时的电流冲击,传统的调节方式已经不能满足现代企业生产工艺的需求,在风机、水泵、等应用领域,引入节能控制技术,能达到很好的节能效果,同时,也降低了电机启动时对电网的冲击,提高了设备的功率因数,延长了机械系统的使用寿命,消除“水锤效应”对管道的冲击,提升了系统的可靠性,另外,因为节电器强大的保护功能,对设备起到了很好的保护作用,有效降低了设备的维护成本。

近几年,随着现代电力电子技术的不断推广与应用,从实践结果来看,WSD-E90专用节电器得到了良好经济效应与社会效应,并且,也得到用户的广泛认同。

1)电能浪费风机/水泵,挡板、阀门的调节控制风量/水量,风机/水泵的转速恒定,由挡板/阀门来控制风量/水量,造成能量的大小与电机输出功率不成比例,造成大量的能量浪费。

2)对生产工艺中负荷的适应能力差由于生产负荷在变化,而风门/阀门的调节也在不断变化,若风量/水量不稳定,就会造成风压/水压的变化,影响到工作效率和生产质量。

3)电机起动冲击电流大,管道的“水锤效应”电机启动采用降压起动方式。

在启动过程中起动冲击电流是额定电流的3-4倍,对电网电压冲击很大,“水锤效应”对管道的危害,操作复杂设备故障率高,维护费用高,造成停产损失大。

泵与风机的节能技术探讨

泵与风机的节能技术探讨
用, 也 是泵 与风 机本 身 节能 的组成 部分 。 2 . 2 泵与风 机 系统 的 节能途 径
应通过技术经济方案 比较后决定 。 1 . 3 开发、 推广以电子控制为核心的高效调速节能 装 置 可控硅 串级调速 ( 低 同步 串调 ) 技术上 比较 成 熟, 我 国 已系列 化生 产 , 很多 企业 都在 积极 地 推广 使
有效的途径。调速控制的方法有很多种 , 如变极 、 调 压、 调阻、 电磁滑差调速 电机及液力偶合器等 , 优选
哪种 调速 方案 应该 按具 体情 况具 体 分析 , 因地制 宜 ,
提高泵与风机 的可靠度 和平 均寿命。合理选取 材 料, 增加易损件使用 寿命 , 使泵与风机达到好用 、 耐
2 . 1 泵 与风 机 本身 的节 能途 径
机本身的效率、 设备选型、 电机与机械设备电控系统 的配 套 、 泵 与风机 的合 理 运行 和新 技 术 的开 发 应 用
等 多方 面 的问题 。 1 . 1 提 高泵 与风 机 的本身效 率
研制生产 和推广高效泵与风机 , 首先满足新建 企业和新增泵与风机的需要 , 同时 , 逐步更新和改造 现有的老设备。
第2 9卷
第2 4期
甘 肃科技
Ga n s u S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
f . 2 9
Ⅳ0 . 2 4
2 0 1 3年 l 2月
D e c . 2 0 1 3
泵 与风 机 的 节 能技 术 探讨
梁晓红
( 中 国能源建设集 团甘 肃火电工程公司 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0 )
少的必要条件 , 但不能说 已经建立 的泵 与风机节能 系统就能实现泵与风机 的运行节 能。这是因为泵与

浅谈风机与泵的节能趋势及途径

浅谈风机与泵的节能趋势及途径

浅谈风机与泵的节能趋势及途径摘要:风机与泵作为冶炼企业设备中的二个用电大户,它的能源状况直接决定着冶炼企业的经济发展。

风机与泵的自身节能是前提,系统节能是关键,运行节能是最终体现。

三个方面密切相关,互为因果。

因此在风机与泵上实行高效节能是一个紧迫的任务,它对企业降本增效,提高经济效益具有十分重要的现实意义。

关键词:风机泵节能趋势冶炼厂拥有亚洲第一座、世界第五座镍闪速熔炼炉,年处理硫化镍精矿70万吨;拥有世界上处理镍精矿能力最大的浸没式富氧顶吹镍熔炼炉,年处理精矿量100万吨;拥有世界第一座处理含镍铜精矿非浸没式纯氧顶吹自热炉,年处理精矿量13.5万吨;。

但节能减排形势依然十分严峻。

风机与泵作为冶炼众多设备中的二个用电大户。

据统计,2010年全厂总用电量约8900万度,拥有各类风机152台,总装备功率耗电量约占全厂耗电量的30%;排污系统拥有各类泵35台,耗电量约占全矿耗电量的10%。

因此,在风机与泵上实行节能是一个紧迫而重要的任务,它对企业降本增效,提高经济效益具有十分重要的现实意义。

一、风机与泵的节能趋势风机与泵的节能工作涉及到设备管理、设备选型、自身的效率、电机与其电控系统的配套、设备的合理运行和新技术的开发应用等多方面的问题。

1、提高风机与泵自身的效率研制生产和推广使用高效风机与泵,首先满足新建企业和新增风机与泵的需要,同时,逐步更新和改造现有的老设备。

如果全厂风机与泵的效率提高10%,则配套电机功率就可以减少约1千5百千瓦,每年总耗电量可以减少约350万度。

2、对风量、流量调节范围较大的风机与泵采用调速控制目前,我厂有2/3的风机与泵是采用叶片或阀门来调节风量或流量,其电能浪费是十分严重的。

如把所有运行的风机与泵改为调速控制,以平均节电20%计,则全年节电可达约800万度。

因此,对风量、流量调节范围较大的风机与泵采用调速控制,是实现节能很有效的途径。

调速控制的方法有很多种,如变极、调压、调阻、电磁滑差调速电机及液力耦合器等,选哪种调速方案应该按具体情况具体分析,因地制宜,应通过技术经济方案比较后决定。

泵与风机节能技术研究

泵与风机节能技术研究

电厂泵与风机的节能研究摘要:文章对我国火力发电厂目前泵与风机的使用情况(耗能)进行了分析,并且描述了目前我国发电厂泵与风机的节能潜力,提出了泵与风机节能技术改造的方法及国内外的发展趋势。

关键词:火力发电厂泵与风机节能技术改造一、前言能源工业作为国民经济的基础,对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。

在高速增长的经济环境下,中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。

而且,受资金、技术、能源价格等因素的影响,中国能源利用效率比发达国家低很多,只及发达国家的50%左右,90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。

由此可见,对能源的有效利用在我国已经非常迫切。

火电厂是最主要的能源消耗大户,在我国的二次能源结构中,约占74%。

而在火力发电厂中,泵与风机是最主要的耗电设备,加上这些设备存在着"大马拉小车"的现象,同时由于这些设备长期连续运行和经常处于低负荷及变负荷运行状态,运行工况点偏离高效点,运行效率降低,大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。

因此,对电厂泵与风机进行节能研究有着突出重要的意义。

二、我国发电厂泵与风机节能潜力分析火力发电厂中运行的泵与风机种类繁多,数量多,总装机容量大,耗电量大,约占全国火电发电量的6%。

发电厂辅机的经济运行,尤其是大功率的泵与风机的经济运行,直接关系到厂用电率的高低,而厂用电率的高低是影响供电煤耗和发电成本的要素之一。

1.运行方式的分析对大容员单元制机组,有些大力发电厂每台机组配置了三台50%容量的锅炉给水泵,一般在高负荷时两台运行.一台备用。

当机组负荷变化时,通过改变结水泵的运行方式以适应变负荷的要求。

如图所示.M点是主机全负荷时流量点,这时并联运行的两台泵都处于全负荷运行状态a点。

若机组负荷降低至某一负荷(如50%负荷)q v时,则泵的运行方式可能如下:两台泵全速定压运行,节流调节,其并联工作点为b,并联运行的每台泵的工作点为b’;单台泵全速定压运行.节流调节,运行工作点为a;两台泵变速定压运行,变速调节,其并联工作点力c。

风机和泵类节电技术

风机和泵类节电技术

风机和泵类节电技术l.工作机械的负载特性负载特性是指电力拖动负载的转矩与转速之间的关系,也叫负载转矩特性。

电动机节电,特别是调速节电,与负载特性的关系极为密切,除要了解电动机的运行特性之外,还要掌握被拖动工作机械的负载转矩随转速变化的特性。

典型的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机泵类负载特性三种,见表3-6。

表3-6 电力拖动典型负载特性表注:资料来源,见参考文献[15]、[20]和[28]。

恒转矩负载特性指负载转矩M与转速n无关的负载特性,当转速发生变化时负载转矩大致保持不变,它的轴功率P与转速n是正比关系。

恒功率负载特性指转速n变化时轴功率P恒定不变的负载特性,它的负载转矩M与转速n是反比关系,相当一个双曲线。

风机泵类负载特性是负载转矩M与转速n成平方关系,相当一个抛物线,它的轴功率P与转速是三次方关系。

由此可见,风机泵类最适合以节电为目的的调速运行,能够取得显著的节电效益。

2.风机和泵类拖动调速的节电效果风机和泵类是压缩或传输气体和液体两种流体的工作机械。

它们的结构和工作特性基本相同,其工作特性主要表现在流量Q、风压或扬程H和轴功率P的关系上。

当风机和泵类的转速一定时,它们的轴功率与单位时间的内流过的流量和风压或扬程的乘积成正比,即风机和泵类的绝大多数是应用感应电动机作为拖动的原动机,它的主要任务就是按工艺要求传输和调节流量,因为普通笼型感应电动机本身没有调速功能,90%以上用调节挡板或闸门的开度来调节流量。

风机和泵类设备是按最大流量选定的,当流量需要减少时,是通过减少挡板或闸门的开度、增加管网流体阻力的方法来实现流量调节,导致了风机和泵类运行的压头损失,其结果电动机的运行功率下降不大。

由于风机和泵类的轴功率与转速的三次方成正比,采用调速方式调节流量替代挡板和闸门的流量调节,就会消除节流损失和同时提高风机和泵类的运势效率,虽然由于电动机负载率的下降会使其运行效率降低,但因风机和泵类运行功率的下降幅度很大,电动机的损耗也有所减少,最终使电动机运行功率大幅度下降(见图3-18),从而达到节电的目的。

泵与风机的节能

泵与风机的节能

泵与风机的节能优化1. 泵与风机制节能趋势泵与风机系统的节能工作涉及到管理、泵与风机本身的效率、设备选型、电机与机械设备电控系统的配套、泵与风机的全责运行和新技术的开发应用等多方面的问题。

目前,为搞好泵与风机的系统节能工作,除了提高认识,搞好科学管理以外,泵与风机的节能趋势还应从以下几个方面考虑:1.1 提高泵与风机的本身效率研制生产和推广高效泵与风机,首先满足新建企业和新增泵与风机的需要,同时,逐步更新和改造现有的老设备。

1.2 对流量、风量调节范围较大的泵与风机采用调速控制目前有相当多的泵与风机是采用挡板或阀门来调节流量和风量,其电能浪费十分严重。

如把所有的在运行的泵与风机改为调速控制,是实现节能很有效的途径。

调速控制的方法有很多种,如变极、调压、调阻、电磁滑差调速电机及液力偶合器等,优选哪种调速方案应该按具体情况具体分析,因地制宜,应通过技术经济方案比较后决定。

1.3 开发、推广以电子控制为核心的高效调速节能装置采用可控硅串级调速装置速控制可控硅中级调速(低同步串调)技术上比较成熟,我国已系列化生产,很多企业都在积极地推广使用,并组织进一步的标准化、系列化,统一设计与泵、风机配套和定量生产。

采用变频调速和无换向器电机调速装置的调速控制可控硅变频调速和无换向器电机调速装置同串级调速一样,都属于高效地调速控制方法,后者调速方式受到绕线式异步电动机的限制,对于大、中容量的泵与风机,鼠笼式异步电动机采用理想的变频调速和同步采用无换向器电机调速装置,实现调速节能势在必行。

2泵与风机的节能途径泵与风机的节能途径包括泵与风机本身捞取有、系统节能、运行节能三个方面。

泵与见机本身节能是前提,系统节能是关键,运行节能是最终体现。

三个方面密切相关,互为因果。

2.1泵与风机本身的节能途径泵与风机本身节能重点应减少泵与风机内水力损失上,可以采取以下对策:①选用优秀的水力、空气动力模型;②采用先进设计方法;③减少过流部件的粗糙度;④合理选择缝隙处零件的材料,提高抗咬合和耐磨性,适当的减少间隙值,减少容积损失。

电厂泵与风机节能技术要点分析

电厂泵与风机节能技术要点分析

电厂泵与风机节能技术要点分析摘要:泵与风机是发电厂的主要设备之一,也是能够直接影响电厂运行效率、稳定性、经济效益的重要因素。

随着现代社会经济的快速发展,各地区的电厂规模逐渐扩大,所需要的设备规格逐渐增加,泵与风机也承受着更大的运行压力,极容易出现由于泵与风机运行压力过大而产生的能源消耗过多的情况,如何提高能源利用率,控制泵、风机设备的运行能源消耗情况,是需要重点思考的问题。

本文简要分析了电厂泵与风机节能实际情况,对电厂的泵与风机节能技术实施要点进行深入探究。

关键词:电厂;泵;风机;节能技术泵与风机是电厂中的主要能源消耗设备,若想要提升电厂经济效益、获取更多的经济收益、促进电厂的健康发展,加强泵与风机的节能技术应用,是极为必要的。

在实际过程中,部分电厂仍然存在对泵与风机的选型不科学、不满足电厂实际运行需求的情况。

为了改善这一情况,建议工作人员主动加强泵与风机的节能控制,根据实际需求选择设备型号,综合考虑多种技术开展技术改造,以此获取更多的运行经济效益,为电厂的高效节能化发展提供有力保障。

1.电厂泵与风机节能实际情况电厂不仅是各地区发展的主要动力,也是具有较大耗电量的重要环节,电厂的耗电量能够占总发电量的7%-8%,这对于电厂的长久发展、经济效益提升而言具有较大的影响。

在以往的电厂节能技术改造中,更多的电厂工作人员将重心放在了主机优化方面,忽视了泵、风机等辅助设备的管理,这就导致辅机对电厂能源消耗的影响没有得到解决,其运行效率能够直接影响电厂的经济效益[1]。

在实际过程中,电厂中的泵与风机节能情况可以体现为:1.电厂中的中小型号泵与风机的运行有效性较低,既无法充分满足电厂的实际需求,也无法通过消耗更少的能源的方法实现运行目标。

在一些电厂中,工作人员为了节省设备的开支,会在设备扩容中仍然沿用原有的中小型规格设备,这些泵、风机的运行效率远远低于电厂之后的运行需求,且设计参与与更新之后的主机的契合度较低,调节效率低下,浪费了很多不必要的能源。

关于风机_泵的节能技术的研究及应用

关于风机_泵的节能技术的研究及应用

引言风机和泵是一种把机械能转化为流体(液体、气体)的势能和动能的动力设备,广泛用于国民经济的各个方面,例如农业灌溉、城市供水、采矿工业中坑道的通风及排水、气体和液化的传送以及各化工、造纸等企业的供水。

据资料记载,全国风机和泵类配套电动机约占全国电动机生产总功率的一半左右,全国风机和泵的耗电量约占全国发电量的30%以上。

可见,正确选择风机和泵的调速节能方法对于我国现行的节能方针政策的实施具有重要意义[1]。

近年来,随着电力、电子器件和控制技术的迅速发展,变频器价格不断下降,可靠性不断增加,模块化的设计使变频器的容量几乎不受限制,5000kW及以下的通用变频器可以随时按用户要求提供产品,满足用户的各种需要。

采用变频器将电动机直接进行调速运行,则耗能将会显著减少,产生巨大的节能效益。

目前,许多泵与风机用户和设计单位都在积极使用变频调速,浙江巨化股份合成氨厂水洗岗位就采用了变频泵。

下面就泵与风机系统中采用变频技术的相关节能原理作简介。

1风机与泵的节能运行原理1.1风机与泵的特性[2-3]风机和水泵的电机轴动力与其流量(风量)Q,扬程(压力)H之间的关系为:P∝QH(1)当流量由Q1变化到Q2时,电动机的转速由N1变为N2,此时,Q、H、P相对于转速的关系如下:Q2=Q1N2/N1H2=H1(N2/N1)2(2)P2=P1(N2/N1)3而电动机轴功率P和扭矩T的关系为:T∝P/N(3)所以T2=T1(N2/N1)2(4)由式(2)(4)可以看出,风机和水泵的轴动力即功率输出与转速的三次方成比例,而扭矩与转速的二次方成比例。

1.2风机与泵的节能效果[4]如图1所示,曲线(1)为泵与风机在给定转速下满负荷即系统阀门全开运行时的扬程(压头)、流量点和效率点的轨迹;曲线(2)为部分负荷时,系统阀门部分开启时的阻力特性曲线,即泵与风机要克服磨擦,压力随流量的平方而变化。

泵与风机运行工况点是泵与风机的特性曲线与管路阻力曲线的交点,当用阀门控制时,由于要减少流量,就要关小阀门,使阀门的磨擦阻力变大,阻力曲线从(1)移到(2),扬程则从H1移到H2,流量从Q1减小到Q2,运行工况点从C1点移到C2点。

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有效功率Pe:单位时间通过泵或风机的流体后所获得的能量。 Pe=ρgqVH/1000=qVp/1000 KW 轴功率P:泵或风机轴上获的功率。 泵或风机的效率η:泵与风机的效率即有效功率Pe与轴功率P 之比。 P=Pe/η
泵与风机的基本理论

泵与风机的性能
原动机功率Pg:原动机输出功率。 Pg=P/ηtm =Pe/ηηtm ηtm—传动效率 原动机输入功率Pg/: Pg/=Pg/ηd= Pe/ηηtm ηd ηd—原动机效率 调节效率(变速调节)ηV:变速装置的输出功率与输入功率之比。 Pg/=Pg/ηd ηV = Pe/ηηtm ηd ηV之比 比转数: ns=3.65nqV0.5/H0.75 nso=nqV0.5/(gH)0.75 ny=nqV0.5/P200.75 汽蚀比转数: C=5.62nqV0.5/ Δhr0.75 S=5.62nqV0.5/ Δhr0.75 Ks=2πnqV0.5/(gΔhr)0.75/60 Δhr---泵的必需汽蚀余量
泵与风机的运行调节方法

节流调节
分为吸入端节流和出口端节流,吸入端节流只适用于风机, 不适用于水泵。 特点:调节简单、方便,初投资少,但能量损失大。过去普遍采 用,现已逐渐被其它调节方 式所替代。 案例:某火力发电厂200MW 机组,当机组负荷降为 180MW时,采用出口阀 节流,节流损失功率 327KW,调节阀上压降 达2.2MPa。 出口端节流→
泵与风机的运行调节方法

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离心式风机入口导流器调节
在叶轮进口前设置一组可 调节转角的导流叶片。有轴向 导流器、简易导流器和径向导 流器。 特点:入口导流器结构简单, 运行可靠,初投资小,维护方 便,比节流调节节省能量。离 心风机普遍采用这种调节方式。
离心式风机入口导流器 调节性能曲线→
泵与风机的运行调节方法

非变速调节


节流调节 离心式风机入口导流器调节 动叶调节 汽蚀调节
泵与风机的运行调节方法

变速调节


定速电动机的变速调节(低效变速调节) 液力联轴器变速调节 油膜转差离合器变速调节 电磁转差离合器变速调节 交流电动机的变速调节 绕线式异步电动机转子串电组调速 绕线式异步电动机串级调速 鼠笼式异步电动机的变极调速 鼠笼式异步电动机的变频调速 原动机调速
泵与风机节能技术
内容介绍

泵与风机节能意义和潜力 泵与风机的基本理论


泵与风机的运行调节方法
泵与风机运行方式选择与节能改造

PSAT
泵与风机节能意义和潜力

节能意义
能源短缺,能源有效利用率低。人均能源占有量为世界平均 水平的40~50%。经济增长是以资源高消耗和牺牲环境为代价。统 计资料表明,总的能源有效利用率约为30%,相当于发达国家50 年代水平。 据预测,按目前经济和能源生产的发展速度,未来能源缺口 在20%左右。能源建设总方针:“开发和节约并重,近期要把节 能放在首位”。97年通过了《中华人民共和国节约能源法》。
泵与风机的运行调节方法

变速调节
泵与风机的流量与转速的一次方成正比,而轴功率与转速的三次方 成正比,当流量在较大范围内频繁变化时,采用变速装置将取得非常显 著的节电效果。
qVP/qVm=nP/nm
泵与风机的基本理论
性能曲线
IS80-65-160离心泵性能曲线
泵与风机的基本理论
性能曲线
离心风机无因次性能曲线
泵与风机的基本理论

相似定律(只改变转速n)
qVP/qVm=nP/nm
HP/Hm=PP/Pm=(nP/nm)2 PP/Pm=(nP/nm)3
风机无因次系数
qV/=qV/(u2A2)

动叶调节
改变叶轮上叶片的安装角,改变性能曲线。 轴流式和混流式 泵与风机具有较大的轮毂,可在其内安装动叶调节机构。 特点:初投资高,调节 机构复杂,但具有高的 运行效率和较宽的高效 区,适用于大容量轴流 式和混流式泵与风机且 调节范围宽的场合,如 火力发电厂大型机组的 锅炉送引风机和冷水循 环泵。 轴流式风机动叶 调节性能曲线→
泵与风机的基本理论

泵与风机的联合运行
并联
并联性能曲线由单独 泵的性能曲线的流量在扬 程相同的情况下迭加得到。 并联工作的特点是扬程彼 此相等,总流量为每台泵 的流量之和。并联后总流 量小于泵单独工作时流量 的2倍,扬程比一台泵单独 工作时增大。
泵与风机的运行调节方法
泵与风机的运行调节:根据外界负荷变化,改变 运行工况点(工作点)使流量等参数符合要求。工作 点是由性能曲线与管路特性曲线的交点确定的,泵与 风机运行调节是通过改变性能曲线或管路阻力曲线来 实现。调节方法分为两大类:非变速调节和变速调节。

节能潜力
泵与风机数量多、分布面广。我国正在使用的水泵和风机分 别超过3000万和700万台,总耗电量占全国总发电量的1/3。泵与 风机普遍存在效率较低的问题,有些虽经节能技术改造,使效率 有所提高,但由于新型高效调速方式的出现,使它们仍具有节电 潜力可挖。
泵与风机节能意义和潜力
80 75 70 65 60 Ô Ð ­ §Â Ê ß Ð ¸ §
DG270-140
50CHTA/6
FK6F32
高效锅炉给水泵与原水泵比较
泵与风机的基本理论

泵与风机的分类

叶片式:离心式、轴流式、混流式、旋涡式 容积式 其它形式

离心式泵与风机

风机
泵与风机的基本理论

轴流式泵与风机


风机
泵与风机的基本理论

泵与风机的性能
流量qV:单位时间内通过泵或风机的流体量。 扬程(泵)H: 单位重量液体通过泵后所获得的能量。 风压(风机)p:单位体积气体通过风机后所获得的能量。

p/=p/(ρu22)
P/=P/(ρA2u23)
管路特性曲线
H=(pB-pA)/ ρg +Ht+hW=Hst+hW
泵与风机的基本理论
工作点
性能曲线与管路特性曲线的交点。
泵的工作点M
泵与风机的基本理论
泵与风机的联合运行
串联
串联性能曲线由单独 泵的性能曲线的扬程在流 量相同的情况下迭加得到。 串联工作的特点是流量彼 此相等,总扬程为每台泵 的扬程之和。串联后总扬 程小于泵单独工作时扬程 的2倍,流量比一台泵单独 工作时增大。
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