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多臺水泵并聯(lián)運行的原理介紹
2018-7-12 17:20:58

水泵并聯(lián):當(dāng)?shù)谝慌_水泵與第二臺,或多臺水泵的吸入管連接在一起,出水管也連接在一起時稱為水泵的并聯(lián),見下圖:


同特性水泵的并聯(lián)

在理想狀態(tài)下,同型號同規(guī)格的兩臺水泵其流量與揚程關(guān)系是:

并聯(lián)時:總流量 Q=Q1+Q2   

              總揚程 H=H1=H2 (注意 是揚程不是相加, 但不是完全相同, 見后面分析)

即當(dāng)兩臺或兩臺以上水泵并聯(lián)時,其系統(tǒng)的揚程不變,但流量疊加。


水泵并聯(lián)的工作特點

水泵并聯(lián)工作的特點:

①可以增加供水量,輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)泵出水量之總和;

②可以通過開停泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)總的流量,以達到節(jié)能和安全供水的目的。


例如:工程上,4臺以上的主機,需要的水流量是很大的,如果只用一臺泵,泵的功率就很大,成本高,負(fù)荷大,容易對電網(wǎng)形成沖擊,運行噪音也大,且可能不一定有這么大功率的水泵;這時候,采取泵的并聯(lián)可很好的解決這個問題,而且當(dāng)主機不同時開的時候,也可以停開幾臺泵來調(diào)節(jié)水流量,達到節(jié)能目的;


③當(dāng)并聯(lián)工作的泵中有一臺損壞時,其他幾臺泵仍可繼續(xù)供水,因此,泵并聯(lián)輸水提高了機組運行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性,是多臺機組中最常見的一種運行方式。


系統(tǒng)狀態(tài)

1. 由流量揚程曲線圖看出,兩臺水泵并聯(lián)工作時的總流量并不等于單臺泵工作時流量的兩倍。

兩臺水泵并聯(lián)后所得流量小于兩臺水泵額定流量之和,那是因為管路損耗及單向閥不完全密封(回流)、管路最大能力限制所造成。對于多臺水泵的并聯(lián),可以通過加大主管直徑、檢查單向閥是否完全密封、進出口管路有無堵塞、合理減少彎頭和閥門等措施減少衰減,盡量提高總流量, 可見下圖。



管路特性曲線越陡,增加的流量越少。根據(jù)工作中總結(jié):兩臺泵并聯(lián)時流量減少5%—10%,三臺泵并聯(lián)時流量減少16%-20%左右(經(jīng)驗), 預(yù)估用。實際變化和泵的性能曲線和系統(tǒng)關(guān)系很大. 

2.  水泵并聯(lián)工作不僅能增加流量,揚程也有少量增加, 見上圖中系統(tǒng)阻力曲線的變化。


3.  一臺水泵單獨工作時的功率要遠遠大于并聯(lián)工作時單臺泵的功率,所以選配電動機時應(yīng)根據(jù)一臺水泵單獨工作時的功率來進行選擇。


不同特性水泵可以并聯(lián)嗎?

在回答這個問題之前,我們來看一下兩個不同特性泵并聯(lián)時的情況:當(dāng)系統(tǒng)輸出揚程達到低揚程泵的最大揚程時,系統(tǒng)處于臨界狀態(tài),此時系統(tǒng)輸出流量由高揚程泵單獨供應(yīng),低揚程泵輸出流量為零,當(dāng)流量繼續(xù)減小,由于高揚程泵迫使一部分水體倒流通過低揚程泵(如無止逆閥),則系統(tǒng)內(nèi)部形成環(huán)流,水泵反而沒效果了。所以,一般情況下,不建議采用不同揚程水泵并聯(lián),注意是揚程盡量接近, 流量可以不同


用軟件輔助分析

下面的動畫截取于義維軟件.

并聯(lián)特性曲線的繪制(動畫)


裝置曲線的繪制(動畫)

 

并聯(lián)曲線圖的生成

從左到右,分別是:單泵的性能曲線,兩臺泵的并聯(lián)曲線,三臺泵的并聯(lián)曲線,和四臺泵的并聯(lián)曲線。


串聯(lián)曲線圖的生成

從下往上,分別是:單泵的性能曲線,兩臺泵的并聯(lián)曲線,三臺泵的并聯(lián)曲線,和四臺泵的并聯(lián)曲線。


6

公式計算詳細分析

 看不懂, 可忽略此部分內(nèi)容


并聯(lián)特性曲線的繪制


   在繪制水泵并聯(lián)性能曲線時,先把并聯(lián)的各臺水泵的Q-H曲線繪在同一坐標(biāo)圖上,然后把對應(yīng)于同一H值的各個流量加起來。如圖1所示,吧I號泵Q-H曲線上的1、1′、2″各點的流量相加,則得到I、II號水泵并聯(lián)后的流量3、3′、3″,然后連接3、3′、3″各點即得水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)1 2曲線。這種等揚程下流量疊加的方法,實際上時將管道水頭損失視為零的情況下來求并聯(lián)后的工況點。因此,同型號的兩臺(或多臺)泵并聯(lián)后的總和流量將等于某揚程下各臺泵流量之和。事實上,管道水頭損失是必須考慮的,所以,尋求并聯(lián)工況點的圖解就沒有那樣簡單。

 

水泵并聯(lián)Q-H曲線

 

同型號、同水位的兩臺水泵的并聯(lián)工作


   (1)繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)1 2曲線。由于兩臺水泵同在一個吸水井中抽水,從吸水口A、B兩點至壓水管交匯點O的管徑相同,長度也相等,故∑hAO=∑hBO,AO與BO管中,通過的流量均為Q/2,由OG管中流進水塔的總流量為兩臺泵水量之和。因此,兩臺泵聯(lián)合工作的結(jié)果,是在同一揚程下流量相疊加。為了繪制并聯(lián)后的總和特性曲線,我們可以先不考慮管道水頭的損失,在(Q-H)1,2曲線上任取幾點,然后,在相同坐標(biāo)值上把相應(yīng)的流量加倍,即可得1′,2′,3′,…,m′點,用光滑曲線連接起1′,2′,3′,…,m′點,繪出一條并聯(lián)后的總和特性曲線(Q-H)1 2如圖2所示。圖中所注下角“1,2”,表示單泵1及單泵2的Q-H曲線。下角“1 2”表示兩臺并聯(lián)工作的總和Q-H曲線。上述的這種等揚程下流量疊加的原理稱為橫加法原理。所謂總和(Q-H)1 2曲線的意思,就是把兩臺參加并聯(lián)水泵的Q-H曲線,用一條等值水泵的(Q-H)1 2曲線來表示。此等值水泵的流量,必須具有各臺水泵在同揚程時流量的總和。

 

同型號、同水位、對稱布置的兩臺水泵并聯(lián)

  

 (2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線,求出并聯(lián)工況點。由前述知,為了由吸水井輸入水塔,管道中每單位重量的水應(yīng)具有的能量為:

 

   式中:SAO及SOG分別為管道AO(或BO)及管道OG的阻力系數(shù)。
  

 因為兩臺泵是同型號,管道中水流是水力對稱,故管道中Q1=1/2Q1 2,代入式(7-1)得


   由式(7-2)可繪出AOG(或BOG)管道系統(tǒng)的特性曲線Q-∑hAOG,此曲線與(Q-H)1 2曲線相交于M點。M點的橫坐標(biāo)為兩臺水泵并聯(lián)工作的總流量Q1 2,縱坐標(biāo)等于兩臺水泵的揚程H0,M點稱為并聯(lián)工況點。


   (3)求每臺泵的工況點。通過M點作橫軸平行線,交單泵的特性曲線于N點,此N點即為并聯(lián)工作時各單泵的工況點。其流量為Q1,2,揚程H1=H2=H0。自N點引垂線交Q-η曲線于P點,交Q-N曲線于q點分別為并聯(lián)時各單泵的效率點和軸功率點。如果將第二臺泵停車,只開一臺泵時,則圖2中的S點可以近似地視作單泵的工況點。這時的水泵流量為Q′,揚程為H′,軸功率為P′。


   由圖2可看出,P′>P1,2,即單泵工作時的功率大于并聯(lián)工作時各單泵的功率。因此,在選配電動機時,要根據(jù)單泵單獨工作時的功率來配套。另外,Q′>Q1,2,2Q′>Q1 2,這就是說,一臺泵單獨工作時的流量,大于并聯(lián)工作時每一臺泵的出水量。也即兩臺泵并聯(lián)工作時,其流量不能比單泵工作時成倍增加。這種現(xiàn)象,在多泵并聯(lián)時就很明顯(當(dāng)管道系統(tǒng)特性曲線較陡時,就更顯突出)。


 


 


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