1.序言
水泵并聯運行,一方面可以增大系統的流量,另一方面可以通過開啟臺數的不同,進行系統的流量調節,因而被廣泛采用。但是,對于一個確定的管路系統來說,如果對泵選型不當,則可能出現兩臺(或多臺)并聯運行與單臺運行相比,流量增加很少的情況。比如〔1〕:200RXL-24型水泵,在管路特性曲線為H = 4.48×10-4G2mH2O 的系統中工作,單臺運行時,流量為236.4 m3/h; 兩臺并聯運行時,流量為246.7 m3/h; 三臺并聯運行時,流量為250.6 m3/h.。顯然,在這種情況下,并聯就失去了意義,因為既不能通過并聯使流量較大幅度地提高,也不能通過改變運行臺數有效地調節流量。再者,因為對泵按并聯工況選型,使并聯運行時的單機工況在合理工作區,則單臺運行時的流量就會遠遠大于并聯運行時的單機流量,嚴重偏離合理工作區,效率降低,所需功率大大增加,有可能使電機超載。因此,了解并聯運行與單臺運行相比,流量增大的幅度與哪些因素相關,對于正確進行泵的選型和系統設計是很有必要的。為了敘述的方便,對于兩臺并聯運行(本文只討論兩臺并聯)與單臺運行相比,流量的增大部分,本文稱為并聯運行的流量增量,并以ΔG表示。
2. 泵的特性對ΔG的影響
如圖1所示,泵1的特性曲線為①,較為平坦;泵2的特性曲線為②,較陡;它們有一個交點A。為了比較的方便,假設管路特性曲線⑤恰好通過A點,也就是說泵1和泵2分別在這個系統中工作時,工況均為A。泵1兩臺并聯的特性曲線為③,泵2兩臺并聯的特性曲線為④,它們與管路特性曲線⑤的交點分別為B和C。顯而易見,泵2的并聯流量增量ΔG 2大于泵2的并聯流量增量ΔG1。這說明,泵的特性曲線越陡(比轉數越大),ΔG越大,越適宜于并聯工作。反之,泵的特性曲線越平坦(比轉數越小),ΔG越小,越不適宜于并聯工作。
3.管路阻抗對ΔG的影響
如圖2所示,①、②、③分別為三條管路特性曲線,即H=S1G2,H=S2G2,H=S3G2,管路阻抗S1>S2>S3。④為泵的特性曲線,⑤為兩臺并聯的特性曲線。單臺水泵分別在三個系統中工作時,工作點為A、B、C;兩臺并聯分別在三個系統中工作時,工作點為A’、B’、C’。顯然,ΔG1<ΔG2<ΔG3,即管路阻抗S越大,并聯的流量增量ΔG越小;反之,S越小,則ΔG越大。也就是說,減小管路系統的阻抗,可以提高水泵并聯的流量增量。管路阻抗越小(特性曲線越平坦),越適宜于水泵的并聯工作。管路阻抗越大(特性曲線越陡),越不適宜于水泵的并聯工作。
4. 泵的特性與管路阻抗對ΔG的綜合影響
由上面的分析可知,水泵并聯運行的流量增量ΔG既與泵的特性有關,也與管路系統的阻抗有關。那么,如果簡單地將泵的特性曲線分為平坦型和陡降型,將管路特性曲線分為緩升型和陡升型,則它們可以有四種組合如圖3。顯然,泵曲線的陡降型與管路曲線的緩升型結合,ΔG較大(圖3a);泵曲線的平坦型與管路曲線的陡升型結合(圖3d),ΔG較小;其它兩種組合,ΔG居中。
當然,“平坦”“陡”“緩”都是模糊的說法,并沒有量的界定,但是這些定性的結論,起碼可以明確,朝什么方向努力,能夠增大泵的并聯流量增量。
5. 采用開啟臺數進行調節可能出現的超載問題與ΔG
對于兩臺及以上水泵并聯運行,無論是設計人員,還是用戶,都有這樣的意識:根據負荷的大小,改變開啟的臺數,即負荷大時多開,負荷小時少開。應當說,這也是采用并聯的一個重要原因。但是,如果水泵的并聯流量增量ΔG過小,改變開啟臺數時有可能造成水泵電機的超載。如圖4所示,并聯運行工況為A,并聯運行時的單機工況為B,單臺運行時的工況為C。顯然單臺運行時的流量GC大于并聯運行時的單機流量GB,ΔG(=GA-GC)越小,GC就越大。并且,并聯工況是設計工況,并聯運行時的單機工況B應在合理工作區(效率較高的區域),而單臺運行工況C則往往偏離合理工作區,效率降低。ΔG越小, C與B就相距越遠,兩工況的效率差也就越大。因此,ΔG的過小,將使C工況的軸功率大大超出B工況,在單臺運行時就有可能發生超載現象。這里給出一個算例:采用KQL125/300-11/4型水泵,流量推薦區間為55 - 110 m3/h。仍如圖4所示,在并聯特性曲線②上選定兩臺并聯工況A為:162m3/h,27 mH2O,則并聯運行時的單機工況B為:81 m3/h,27 mH2O,在流量推薦區域內。由A工況參數可得管路特性曲線為H=1.03×10-3G2(這里按閉式系統考慮)。那么,單臺運行工況應當是泵的特性曲線①與管路特性曲線③的交點,但實際上①與③未能相交,只能順著①的弧度作延長線,與③的交點C,近似認為是單臺運行工況。C工況為:151 m3/h,22 mH2O。那么GC比GB增大86.4%,且C工況嚴重偏離推薦工作區,效率一定低于(可能是大大低于)B工況,所以C工況所需要的功率將大大超過B工況。如果水泵電機是按流量推薦區域配置,單臺運行時一定會超載。
那么GC比GB增大86.4%,且C工況嚴重偏離推薦工作區,效率一定低于(可能是大大低于)B工況,所以C工況所需要的功率將大大超過B工況。
6. 水泵并聯系統設計與運行中應注意的幾個問題
⑴.應盡量不要采用性能曲線太平坦的水泵,并注意減小系統阻抗,以增大并聯運行與單臺運行的流量差ΔG。這樣既可避免水泵電機超載,又可使臺數調節有較好的效果。
⑵.水泵選型時不能只考慮并聯工況,必須校核單臺運行工況,流量是否能夠滿足調節要求,以及是否有超載的可能。
⑶.對泵的選型,應盡量使并聯運行和單臺運行,泵都在高效率區工作。當然這往往難以做到,那么就應當根據并聯運行和單臺運行的時間比例,進行優化,以使泵的運行電耗在一年(或一個運行周期)內最少。
⑷.對于已有的系統,如果ΔG太小,單臺運行有超載可能,最好的補救辦法是裝設自力式限流閥,在單臺運行時,限流閥自動改變開度,增大阻抗,減小流量。也可以裝設平衡閥,在單臺運行時,用手動的方法增大阻抗,減小流量。
7. 結束語
水泵并聯運行的流量增量ΔG的大小,對于采用開啟臺數進行調節的系統來說,在泵的選型和系統設計中是必須考慮的問題。
本文只分析了兩臺并聯的情況,對于兩臺以上并聯運行,不難用同樣的方法得到近似的結論。顯然,對于水泵的多臺并聯系統,更需要注意單臺運行時的流量、效率和超載問題。
水泵的安裝及故障排除 水泵六大常見故障及解決方法
感謝瀏覽湖南湘潭泵業官網,公司實力雄厚,設備齊全,具有高頻淬火、多功能熱處理、鑄造能力、熱處理、
鍛造,經過處理后的葉輪、軸、密封環、導葉及核心的平衡裝置,使用壽命是普通的產品的6倍以上,專業健
全的工藝使產品使用、維護周期超越用戶期望,為用戶產生巨大的經濟效益。
湖南湘潭泵業花石水泵廠有限公司 版權所有
營銷地址:湖南省長沙市雨花區雨花路9號
工廠地址:湖南省湘潭縣花石鎮中立街
業務專線:15116488660 微信 傳真:0731-85552022