离心泵并联运行工况点的确定与分析
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 ／
、
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
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
6水泵与水泵站9.23(水泵运行工况及工况调节)2.7
将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入
ns
3.65n Q H
3 4
注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即
水泵的设计工况点。 (2)比转数ns是根据所抽升液体的容重γ＝1000kg／m3 时得出的。 (3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。 (4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。
H
(Q-H)
(Q-H)Ⅰ
Ⅱ
(Q-H)'Ⅰ+ E
Ⅱ
Ⅰ’ Ⅱ’ HⅡ Ⅱ’’ Ⅰ’’ QⅠ
Q-ΣHBD
QⅡ
ΣH
Q-ΣHAB Q-ΣHBC
Q
4、如果两台同型号并联工作的水泵，其中一 台为调速泵，另一台是定速泵。
在调速运行中可能会遇到两类问题： (1) 调速泵的转速n1与定速泵的转速n2均为已知，试 求二台并联运行时的工况点。其工况点的求解可按不 同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作所述求得。
2.7 离心泵装置定速运行工况
2.7工况点
水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的 出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度 等称水泵瞬时工况点。 决定离心泵装臵工况点的因素 （1）水泵本身型号； （2）水泵实际转速； （3）管路系统及边界条件。
泵所在的管路状况1
以图所示的输送系统分析，两液面恒定管道 直径不变。则提升液体时，泵所需提供的扬 程：（列柏努利方程）
He=△Z+ △P/ ρg + △u2/2g+∑hf 用管道中水头损失及扬升液体高度计算时： ( H=Hst+ ∑h ) 由于∑hf =SQ2， 上式可化成: He =K+ SQ2
管路性能曲线和工况点讲解
(3)冷却 对设有填料箱水封管、水冷轴承、水冷 机械轴封或具有平衡管、平衡盘的离心 泵
注意其相应水管路是否畅通
检查冷却水量和水温。
(4)封闭起、停 闭排出阀运转时功率最低
但泵封闭运转的时间不能过长(液体发热 ) (5)检查转向
离心泵的工作点
当离心泵安装在一定的管路系统中工作时， 其压头和流量不仅与离心泵本身的特性有关，而 且还取决于管路的工作特性。
1 管路特性曲线
离心泵在特定管路系统中工作时，液体要求泵供
给的压头Ｈ可由柏努利方程式求得，即
H
z
p
g
u 2 2g
Hf
zpg源自u 2 2gHA Q
注意：管路特性曲线的形状与管路布置及操作条件有
关，而与泵的性能无关。
2 工作点 （duty point）
离心泵的特性曲线H-Q与其所在管路的特性曲线He-
Qe的交点称为泵在该管路的工作点，如图所示。
H或He H=He
H-Q M He-Qe
工作点所对应的流量 与压头既满足管路系统 的要求，又为离心泵所 能提供。
倍，如图所示。因为两台泵并联后，流量增大，管路阻力亦
增大。
Q并< 2Q
2 串联操作
当生产上需要利用原有泵提高泵的压头时，可以考虑将泵 串联使用。
H 两台相同型号的泵串联工作
时，每台泵的压头和流量也是相
同的。在同样的流量下，串联泵 H串
的压头为单台泵的两倍。
H
Ⅱ
联合特性曲线的作法：将单 台泵的特性曲线Ｉ的纵坐标加倍 0 ，横坐标保持不变，可求得两台
按被输送液体性质分
按吸入方式分 按叶轮数目分分
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
离心泵串联及并联运行计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第十节 离心泵并联及串联运行工况
一、并联工作的图解法
”
绘制两台水泵并联后的总和(Q～H)l+2曲线；
1
绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点；
2
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。
3
2．同型号、同水位的两台水泵的并联工作
同型号、同水位、对称布置的两台水泵并联
不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作
这情况不同于上面所述的主要是：两台水泵的特性曲线不同，管道中水流的水力不对称。所以，自吸水管端A和C至汇集点召的的水头损失不相等。2台水泵并联后，每台泵的工况点的扬程也不相等。因此，欲绘制并联后的总和(Q～H)曲线，一开始就不能使用等扬程下流量叠加的原理 。
1
2
5、水泵向高低水池联合供水 （同时供水）
AB段管路损失曲线
01
水泵工作点
02
5、水泵向高低水池联合供水 （压力不够高池回流到低池）
AB段管路损失曲线
水泵工作点
二、水泵串联工作
串联工作就是将第一台水泵的压水管，作为第二台水泵的吸水管，水由第一台水泵压入第二台水泵，水以同一流量，依次流过各台水泵。在串联工作中，水流获得的能量，为各台水泵所供给能量之和，如图所示。串联工作的总扬程为：HA=H1+H2，由此可见，各水泵串联工作时，其总和Q～H性能曲线等于同一流量下扬程的加。只要把参加串联的水泵Q～H曲线上横坐标相等的各点纵坐标相加，即可得到总和(Q～H) 曲线，它与管道系统特性曲线交于A点。此A点的流量为QA、扬程为HA，即为串联装置的工况点。自A点引竖线分别与各泵的Q～H曲线相交于B及C点，则B点及C点分别为两台单泵在串联工作时的工况点。
离心泵串并联及工况调节综合实验
离心泵串并联及工况调节综合实验
一、实验目的
1．绘制两台离心泵串联运行工况调节图；
2．绘制两台离心泵并联运行工况调节图（共用管路节流调节方式）：
二．实验装置
1．离心泵、电动机、管路系统（包括管路、阀门、水箱等）；
2．真空表、压力表；玻璃转子流量计
三．实验原理
离心泵实验系统布置图如下图
图1 离心泵实验系统布置图
1—电动机；2—离心式水泵；3—压力表；4—转子流量计；5—2”弯头；6—真空表
7—三通；8—闸阀；9—水箱；；10—逆止阀
四．实验步骤
1．检查管路是否接好，流量计中水是否充满。
2．离心泵阀门全开，联好线路，打开电源开关。
3．将管路调制离心泵串联运行，稳定后，从小到大调节阀门开度，观察记录压力表，真空表和流量计的读数，流量每次增加3~5格，共做十一次。
4．将管路调制离心泵并联运行，稳定后，从小到大调节共用管路阀门开度，观察记录压力表，真空表和流量计的读数，流量每次增加3~5格，共做十一次。
五．实验数据记录与处理
1．原始数据
当地重力加速度：g= m/s2；水池距离地面高度： cm；
测试水温：t= ℃；该温度下水的密度：ρ= kg/m3（查表）；
1#离心泵出口截面中心与进口截面中心的高度差∆z= m；
2#离心泵出口截面中心与进口截面中心的高度差∆z= m；
2实验数据记录与处理
表2
3．两台离心泵串联运行工况调节图
4．两台离心泵并联运行工况调节图（共用管路节流调节）
六、注意事项
1．实验过程中，禁止沙粒抽进泵体。
2．长期停用时，开启前请先拨动叶片，确定转动灵活再接电源。
3．越冬前，请排净泵内积水一方冻裂。
泵—离心泵的性能曲线
NPSHr-Q曲线是检查泵工作时是否发生汽蚀的依据，应全面考虑泵的安装高度、
入口阻力损失等，防止泵发生汽蚀现象。
例2-2：用清水测定一台离心泵的主要性能参数。实验中测得流量为10m3/h，泵出口 处压力表的读数为0.17MPa（表压），入口处真空表的读数为-0.021Mpa，轴功率为 1.07KW，电动机的转速为2900r/min，真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为 0.2m。试计算此在实验点下的扬程和效率。
见图2-35所示，M、D、C点都是离心泵的工作点。
图2-35 泵的工作点
二、工作点的类型
离心泵的性能曲线有平坦、陡降和驼峰三种，显然， 对于平坦和陡降性质的性能曲线，交点只有一个，该点 称为稳定工作点（M）。
对于驼峰性质的性能曲线，交点有两个（D、C）， 但只有一个是稳定工作点（C），另一个工作点称为不稳 定工作点（D），泵只能在稳定工作点下工作。
图2-38 改变转速的调节
2. 特点
① 用这种方法调节流量，没有附加能量损失，所以是一种最经济的调节方法。
3. 驼峰H-Q曲线
具有这种性能的泵在运行中容易出现不稳定工况， 一般应在下降曲线部分操作。
图2-26 三种形状的H-Q曲线
四、离心泵性能曲线的应用
到目前为止，离心泵的性能曲线，还不能用理论计算方法精确确定，只能通过实验 获得。 离心泵的性能曲线，一般由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。
管路性能曲线
在石油化工生产中，泵和管路一起组成了一个输送系统。 能否保证泵在管路系统装置中处于最高效率点下运转，不仅取决于离心泵的性能特 性曲线，还与离心泵所在的管路特性曲线有关。
一、 管路性能曲线
所谓管路性能曲线是指使一定液体流过管路时，需 要从外界给予单位重量液体的能头HC（m）与管路液体 流量Q（m3/h）之间的关系曲线。
同型号离心泵并联运行相关问题的探讨
１ 前
言
Ｈ ＝ａ ０＋ａＱ ＋ａＱ １ ２ 泵扬程 拟合 系数 ， ｓｍ 、 ／ ｍ、／ ｓ ｍ 。 ２
（） １
城镇 自来 水 厂 、 田排灌 、 农 大型 楼 宇供 暖 和空 调
式 中 ： 为泵 扬程 ， Ｑ为 泵 流量 ， ｓ ａ ｌａ 为 ｍ； ｍ ／ ； ０口 、２
ｓｙｅ ｐ ｍｐ ｒ ａ ａｌｌ ｄ，ｓｎ ｌ ｕ ｉｃ ａ ｇ ａ ｅ ｇ ｔｂ ｎ ｌｔ ａ ｔ ｏ ｎ ｒ ｐ ｉ ｔ ｏ ｔｌ ｕ ｓａ ｅ ｐ ｒ ｌ ｅ ｅ ｉ ｇｅ ｐ ｍｐ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｃ ｎ ｂ ｏ ｙ ａ ａｙｉ ｌ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｇ ａ ｈ ｃ ｍｅｈ ｄ，ｔ ｅ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｃ ｈ ｎ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｌ ｆ ｍ ｕ ｅ ａ ａ ｅ ｕ ｐ ｎ ｕ ｐ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｕ ｖ ｎ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅｉ ａｙ ｅ ｒ ｎ ｍｂ ｒ ｐ ｒ ｌ ｌ ｍ ｓ ａ ｄ ｐ ｏ ｆ ｏ ｌ ｐ ｍ ｈ ｒ ｃｅ ｔ ｃ ｉ ｅｏ ｉｃ ａ ｇ ｓａ ｌ ｚ ｄ，ａ ｄ ｓ ｍｅ ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ ｎ ｃ ｏｃ ｆ ａ － ｉ ｃ ＇ ｎ ｎ ｏ ｕ ｇ ｓｉ ｓｏ ｈ ｉｅ ｏ ｒ ｏ ｐ ａ ｅ ｕ ｐ ｒ ｃ ｌ ｉ ｄ Ｕ ｌ ｍ ｓａ ｅ ａ ｃａｍｅ ． ｐ Ｋｅ ｒ ｓ：ｐ ｐ ；ｏ ｅ ａｉｎ ｉ ａ ａ ｅ ；ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｕ ｖ ；ｔｐ ｅｅ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｍ ｕ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｐ ｒｌ ｌ ｈ ｃｅ ｓｉ ｃ ｒｅ ｙ ｅ ｓ ｌ ｃｉ ｏ ｌ ｒ ｉ ｃ ｏ
（ ． ｃｏｌｆｍ ｃａｉ ｌ ｎ ｉ ｅｎ Ｙ ｎｔ ｎｖｒｔ， ｉ ｚｏ ｕｅ ３０ ３ Ｃ ｉ ； １Ｓｈｏ ｅｈ ｎｃ ｇｎ ｒ ｇ， ａ ｇ ｅ ｉ ｓｙ Ｊｎ ｈ ｕＨ ｂｉ ４ ２ ，ｈｎ ｏ ａｅ ｅｉ ｚｕ ｅｉ ｇ ４ ａ
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 。