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水泵的串联与并联运行


一、水泵串联

水泵串联主要解决扬程不够的问题,经串联后的水泵,其流量不变,扬程是两泵之和。在实际运用中为避免下游泵对上游泵的进水不 足,通常将下游泵的流量调节到最佳状态,以保证上游水泵的进水充足。其原理图如下:


图中:泵“D“的出口与泵“E”的进口通过管道连接形成串联,经水 泵串联后,介质先进入泵“D”的进口,经泵“D”的运行,将介质推 送到泵“E”的进口,通过泵”E“的运行,将介质输送到需要的地方。 水泵串联实质是阶梯输送的延伸,何为阶梯输送?是指下游的水位太低,而要引入的位置又太高,用一台水泵运行根本无法“完成使命”。

对于串联运行,第n-1台泵的出口压力(对于长距离串联,需要减去泵之间的损失)就是第n台泵的入口压力,因此对于串联泵的承压、轴承、轴封有一定要求,否则会造成壳体断裂、轴封损坏、轴承发热等。

与并联情况一样,关闭其中一台或多台泵,剩余泵的运行工况同样会发生变化。


二、水泵并联

泵的并联是指,多台泵共用一根出口管。每台泵都有单独的止回阀。泵并联运行后,相同扬程下的流量相加。


即:Q并=Q泵1+Q泵2+Q泵3+……+Q泵n

水泵并联工作的特点:

①可以增加供水量,输水干管中的流量等于各台并联泵出水量之总和; 

②可以通过开停泵的台数开调节泵站的流量和扬程,以达到节能和安全供水的目的。例如:取水泵站在设计时,流量是按城市中最大日平 均小时的流量来考虑的,扬程是按河道中枯水位来考虑的。因此,在 实际运行中,由于河道水位的变化,城市管网中用水量的变化等,必 定会涉及取水泵站机组开停的调节问题。另外,送水泵站机组开停的调节就更显得必要了;

③水泵当并联工作的泵中有一台损坏时,其他几台泵仍可继续供水,因此,泵并联输水提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性,是 泵站中最常见的一种运行方式。

在采暖系统,水泵串联、并联的作用及其适用范围当第一台水泵的出水管连接在第二台泵的吸人管时称为两台水泵串联见下图(b);当第一台水泵与第二台水泵的吸入管连接在一起,出水管也连接在一起时称为水泵的并联见下图(a)。

在理想状态下,同型号同规格的两台水泵其流量与扬程关系是: 串联时:Q=Q1+Q2 H=H1+H2 从上两式得知,当两台或两台以上水泵串联时流量并无大的改变而扬程叠加。

并联时:Q=Q1=Q2     H=H1=H2 即当两台或两台以上水泵并联时,其系统的扬程无大改变,但流量叠 加。 水泵的串联常用于给水管网加压,室外给水管网的加压泵站即采用水泵串联方式。 水泵并联常用于单台水泵不能满足流量要求时,或选择系统流量过大的单台水泵会造成运转费用增加时。并联可根据用水量的多少及用水 高峰调节开启水泵的台数,降低运行成本。 采暖系统中循环水泵经常采用并联的方法以满足流量要求,备用水泵 也采用并联方式。

通常初始设计时,需要按照最高用水量和最不利点确定流量扬程,然后根据该流量扬程确定最经济泵数量,此时单泵的流量为:Q单=Q总÷数量。




但是有另外一种情况相反,就是有了单泵的性能,来确定在固定管路中的运行工况。这个和上面的情况不同,需要根据特定的管路特性曲线和此时泵的并联后曲线合成在一张图上,来确定并联运行后的工况点。

这里有一个很大的误区,就是说并联运行流量小于两台泵之和,这个误区正是第二种情况。对于第一种情况设计的流量扬程,单泵的运行工况则是流量除以数量。

在与客户交流的时候,客户总希望并联运行的泵单泵工况流量略大于系统流量除以台数,这个主要是看哪种设计方式。如果是第一种系统设计,选出来的泵最终运行时单泵会偏离工况点,即扬程过高。如果是第二种情况,很难说是否符合,因为不同厂家的曲线、不同形式的泵,性能也不一致,但是可以肯定的是,如果根据泵数量确定管路,是不经济的。

不管哪种情况,关闭其中一台或几台水泵时,单泵的工况点会发生变化,原因是泵运行数量改变后,有了新的并联特性曲线,该特性曲线与管路特性曲线的交点(系统工况点)与原工况位置发生了显著变化(可以看上面的曲线图,三台泵并联运行,如果被关闭其中一台,则并联流量变成了两台并联,工况点由三台并联与系统的交点变成两台并联与系统的交点。此时运行,每台泵的运行工况则偏离其原来三台并联时的单台运行工况,即向大流量方向偏移;同样,如果增加台数,情况相反。




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