水泵系统介绍

泵系统和电动机节能

第一节泵系统节能概述

一、泵在国民经济中的应用

泵是一种流体机械，它是将原动机的机械能变为输送流体，给于流体能量的机械。它是国民经济各部门必不可少的机械设备，被广泛的应用在工业中，用于为工艺输送流体，为水利系统提供动力。泵系统耗电约占到工业系统能耗的20%以上。按照泵向流体施加能量的方式，可分为容积泵和离心泵。

二、泵系统的组成

泵系统由五个基本部分组成：泵、原动机、管道、阀门和终端设备。

1、泵：广义上的泵可以分为两类：容积泵和动力泵。这种分类方法是根据将能量加给流体的方式来划分的。容积泵是通过泵运转时，机械内部的工作容积的不断变化来吸入和排出流体的。而动力式泵是通过叶轮的旋转对流体做功，从而使流体获得能量的，动力泵中以离心泵应用最为广泛。容积式泵具有固定的容积，其流量与泵的转速成正比。泵的实际扬程由系统的流动阻力决定。

离心泵具有运

行简单安全，维护

方便，寿命长等优

点。离心泵不易磨

损，需要更换的部

件也比较少。离心泵具有可变的流量与扬程关系，它在高扬程时产生的流量比在低扬程时少。

2、原动机

大多数泵是由电动机驱动的。虽然有一些泵是通过直流电动机驱动的，但是由于交流电动机的低成本和可靠性高的特点，使得交流电动机成为了最为常用的驱动水泵的原动机。

3、管道

管道用以把流体从泵输送到使用点。在流量一定的情况下，流动阻力随着管径的增加而降低。

4、阀门

泵系统中的流量可以通过阀门进行控制。一些阀门具有确定的位置，全关或者全开，而另一些阀门可以被用来调节流量。

5、终端设备

泵系统的主要目的是提供冷却，为水池或储罐充水或排水，为设备提供动力等。因此，在决定如何配置管路和阀门的时候，终端设备的特性是要考虑的关键因素。

三、泵系统能源利用现状

据统计2003年我国各类电动机总装机容量约为4.2亿KW，年耗电量达1亿kwh以上，约占全国用电量的60%。其中，泵的用电量约占全国用电量的20.9%。

第二节泵系统基础知识

一、泵的分类和工作原理

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。

泵通常按工作原理可分为容积式泵，动力式泵和其他类型泵。

动力式泵: 包括离心泵、轴流泵、旋流泵和混流泵。

容积泵：包括往复泵（活塞泵、隔膜泵），回转泵（齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、转子泵等）

其他泵：包括喷射泵、电磁泵、水环泵。

二、泵的主要性能参数

泵的主要性能参数有流量、杨程、转速、功率、效率及气蚀余量等。

1、流量

单位时间内泵所输送的流通量称为流量。q v

2、扬程

泵所输送的单位重量的流体从进口到出口的能量水头正值称为扬程。符H单位为米。习惯称为米液体柱高。

3、转速n

泵转子每分钟旋转的圈数称为转速。n表示

4、功率

泵的功率分为泵的输入功率和输出功率。泵的输入功率又称为轴功率。是指原动传递给泵轴上的功率。P表示，单位为KW。泵的输出功率又称有效功率。是指被泵输送流体获得的功率。

5、泵的效率

输送的流体实际得到的功率与泵的输入功率的比值称为泵的效率。

符号表示。 6、气蚀余量

泵的气蚀余量是指单位重量的液体从泵吸入口流至叶轮进口压力最低处的压力降低量。 三、离心泵阻力扬程H

离心泵是利用叶轮在固定的壳体内高速旋转而将能量传递给流体的。当也轮随轴旋转时，叶片间的流体也随着叶轮旋转而获得离心力，并使流体从叶片之间的出口处被甩出。离心泵的性能可以利用泵的流量—扬程曲线来说明。扬程—流量性能曲线的重要性是其最佳效率点。

四、系统性能曲线和泵的运行工况点

最佳工况点是由泵的性能和管路的性能共同决定的。 1、系统性能曲线

泵要克服的系统杨程基本上由两部分诸宸组成：静扬程H styst 和阻力扬程H;系统扬程为两者之和。 H syst =H stat +H j 静扬程：h g

p p H A

B stat +-=ρ，

系统的全扬程：

2v stat J stat syst Cq H H H H +=+=

2、泵的运行工况点

在泵的工作点，泵扬程等于管路系统

的静扬程和阻力扬程之和。 五、相似定律

1、当转速改变时性能参数的换算

某一特定转速n o ，当实际转速n 和n o 不同时，可用相似定律求出新的性能参数。

;o vo v n n q q = ;)(2o o n n H H = ;)(3

o

o n n p p =

式中: q v —流量，H —扬程， Ｐ—功率， ｎ—转速。 六、泵的联合运行 1、并联运行

两台泵并联时总流量为每台泵流量之和。每台泵产生的扬程于总扬程相等.B A H H =.并联后泵的总流量增加但就每台泵而言，流量比单独运行时有所减少，既C B q q < ;并联时总流量小于泵单独运行时流量之和的现象，随并联台数的增加越来越明显。即并联的台数越多，

流量增加的比例越少。 两台泵并联后的泵的总扬程比每台泵单独运行时的扬程提高了。即C A H H >;这是因为泵并联时管路总流量增加，阻力增加，所需扬程也必然会增加的缘故。

同时，每台泵并联后的功率却比其单独运行时减少了。这是因为功率曲线是一条随流量增加而上升的曲线，在较小流量下功率也较小。 泵的性能曲线越平坦，管路性能曲线越平坦，则并联后总流量增加得

越多，反之亦然。 2、串联运行

本首尾相连串联在同一管路系统中，依次传送同一流量的方式即为泵的串联运行。串联运行的目的是提高泵的扬程。

串联泵的工作效果。（1）总流量与串联工作的每台泵的流量相等。即

B A q q = ，（2）总扬程为

串联工作的每台泵扬程之和，即B A H H 2=。（3）与一台泵单独在该系统中运行比较，串联后总扬程和总流量都增加了，而

每台泵串联运行时的扬程比它单独运行时降低了。串联台数越多，每台泵与单独运行时相比，扬程下降也越多。（4）管路性能曲线越陡峭，串联后扬程增加越明显。（5）串联运行时泵的压力逐级升高，要求工作在后面的泵强度要高，避免泵受到损坏。

七、系统流量的控制方法 流量控制对于系统性能是非常重要的。为了产生足够大的压力及流量以满足系统的要求，人们趋向于选择容量超出实际要求的泵及电动机。由于系统在设计上带有流量控制设