1、7-4 7-4 離心泵的離心泵的裝置特性裝置特性與工況調節(jié)與工況調節(jié)一、一、泵在單管路上工作泵在單管路上工作 二、二、泵在多管路上工泵在多管路上工作作三、三、泵運轉工況的調泵運轉工況的調節(jié)節(jié)返回離心泵必須與管路等組成一個系統(tǒng)才能實現(xiàn)液體的輸送。這個系統(tǒng)的特性又稱作離心泵裝置特性；不同的工作條件，有不同的裝置特性。一、泵在單管路上工作 離心泵工作時，其吸入口與吸入管相連接，排出口與排出管路相連接，形成一個串連系統(tǒng)。輸送液體時，管路中的流量Q與泵的流量Q相等，泵提供的揚程或壓頭H等于管路損失h和提高液體靜壓頭Hst的總和H，即遵守質量守恒和能量守恒原理：，h與Q間呈拋物線關系，即 。對于具體的系統(tǒng)

2、， 隨管路阻力的大小改變，比如調節(jié)排出閥門的開度，就可以得到不同拋物線，而Hst為常數(shù)。QQ hHHHst2) (Qh將泵的特性曲線與管路曲線按照相同坐標比例繪制在同一個圖上，就可以得到如圖所示單泵單管路裝置的特性曲線。管路特性曲線與泵特性曲線的交點M，稱作泵裝置的工況點，這些交點完全符合質量和能量的守恒原理。M點的縱、橫坐標分別表示泵的揚程和流量過M點作的垂直線與效率曲線的交點表示泵的工作效率。并聯(lián)一般是指兩臺以上的泵安裝在一起，自同一個吸入池吸液，并向同一個目標排液的工作方式，主要目的是增大流量。假設兩臺性能不相同的離心泵自同一個吸入池中吸入液體，且由液面到匯合點O的距離很小。這樣，兩臺泵

3、將在同一總揚程下工作，即HH1H2；總流量QQ1Q2。并聯(lián)后的總性能曲線（HQ）12，為同揚程下兩泵流量疊加的結果。1.泵的并聯(lián)工作自總性能曲線與管路特性曲線HQ的交點M引水平線，與兩臺泵的特性曲線（HQ）1、 （HQ）2分別交于A1、A2點，這兩點就是每臺泵的工況點。如果每臺泵各自單獨在該管路上工作，則工況點分別為M1、M2。當兩臺性能不同的泵并聯(lián)工作時，其最高揚程限制在低揚程泵的范圍內兩臺性能相同的離心泵并聯(lián)工作后，其總性能曲線也是同揚程下兩泵流量疊加的結果。由于曲線重合，實際上只需在給定的泵性能曲線上取若干點作水平線，將其流量增加一倍，按照這些新的點就可以得到兩臺泵并聯(lián)后的總性能曲線。并

4、聯(lián)后的總性能曲線與管路特性曲線的交點為總的工況點。可以看出，兩臺泵并聯(lián)工作時M點的總流量大于單臺泵工作時M1和M2點的流量；同樣，泵并聯(lián)工作時的揚程也比單臺泵的高。泵并聯(lián)工作的主要目的是增加流量，而不希望揚程增加過大。如果泵的性能曲線越陡降，管路特性曲線越平坦，越容易達到這個目的但并聯(lián)工作泵的臺數(shù)越多，增加流量的效果越不明顯。串聯(lián)一般是指前面一臺泵的出口向后面一臺泵的入口輸送液體，主要目的是提高揚程，增加輸送距離。兩臺相距很近的泵串聯(lián)工作時，各自流量相同，即QQ1Q2；總揚程等于同一流量下兩臺泵的揚程之和，即HH1H2；將兩臺泵性能曲線同流量下的揚程值疊加，就得到總的性能曲線，如圖2.泵的串聯(lián)

5、工作串聯(lián)后總性能曲線（HQ）12與管路特性曲線HQ的交點M即為串聯(lián)后的工作點。由M點作垂直線與單泵曲線（HQ）1的交點M1，與單泵曲線（HQ）2的交點M2，就是串聯(lián)工作時單泵的工況點。對于兩臺性能不同的泵，只能在低流量泵的范圍內才可以串聯(lián)工作。當兩臺相距遙遠的泵串聯(lián)在一條管路上工作，例如長輸管道輸送原油時，在疊加性能曲線之前，應該考慮泵間管路的阻力損失，即應從第一臺泵的（HQ）1曲線中減去這一部分損失，然后再串聯(lián)相加。泵串聯(lián)工作比較適用于管路特性較陡的工況，易于使揚程提高，而流量變化較小。二、泵在多管路上工作1.泵在分支管路上工作由一臺（或數(shù)臺）泵從某地將液體輸送到兩處以上的目的地，屬于此種工

6、況，稱作泵在分支管路上工作，如圖所示，圖中有3條管路：泵前吸入管路AB的特性曲線為（HQ）AB，泵后管路BC的特性曲線為（HQ）BC ，管路BD的特性曲線為（HQ）BD 管路BC和BD并聯(lián)，按照泵特性曲線并聯(lián)相加的相同方法，可以先作出并聯(lián)特性曲線（HQ）BC+BD ,再與管路AB作串聯(lián)相加，得到總的管路特性曲線（HQ），它與泵特性曲線的交點M即為分支管路的工況點。M點對應的流量是管路AB的流量；自M點作垂直線，與管路特性曲線（HQ）BC+BD 相交于A點，再自A點引水平線分別與曲線（HQ）BC、 （HQ）BD相交于C、D點，則C、D點對應的流量分別是管路BC和BD中的流量，且QQMQBCQBD

7、兩臺以上的泵從不同的地點向同一目的地輸送液體，屬于此種情況，稱作泵在交匯管路上工作。假設兩臺泵分別從AA、BB兩地經過管路A0、B0將液體輸送到匯合點0，再經過管路0C將液體輸送到CC處。在這個系統(tǒng)中，兩臺泵的性能、管路AO、BO的阻力、靜壓頭盡管不相同，但從泵1和泵2輸送到0點后的剩余壓頭必須相等。2.泵在交匯管路上工作為此，必須求出泵1、泵2在0點的剩余壓頭。具體的方法是分別自泵1、泵2的性能曲線中減去管路AO、BO同流量時消耗的壓頭，得到位于0點的泵的剩余壓頭曲線（HQ）1和（HQ）2，它是用于克服管路0C的阻力及提高液體的靜壓頭的能量。將特性曲線（HQ）1和（HQ）2并聯(lián)相加，得到并聯(lián)

8、剩余揚程特性曲線（HQ）（12），該曲線與管路0C特性曲線相交于M點，M點的流量就是管0C中的流量，等于管AO、BO中的流量之和，即QMQAOQBO。過M點作水平線，與曲線（HQ）1和（HQ）2相交于A、B點；過A、B點作垂直線，分別與泵1、泵2的性能曲線相交于M1和M2點，則M1和M2點就是兩臺泵在交匯管路上的實際工況點。三、泵運轉工況的調節(jié)改變運轉離心泵的工作點稱工況調節(jié)。離心泵的工作點是泵的性能曲線與管路特性曲線的交點，任何一條曲線發(fā)生變化，工作點也隨之變化。因此，改變工作點有兩大途徑：改變管路特性調節(jié)工況改變泵的性能調節(jié)工況改變管路特性調節(jié)工況可以采取三種方法： 出口節(jié)流調節(jié)：即調節(jié)排

9、出管路上排出閥門的開度，改變管路中的局部阻力，使管路特性曲線的變化斜率發(fā)生變化，使工況點發(fā)生變化。如圖，當排出閥門全開時，管路特性曲線為（HQ）1，與泵特性曲線（HQ）的交點為M1，對應的流量是Q1。隨著閥門逐漸關小，管路特性曲線相應變陡，假設變?yōu)椋℉Q）2，其與泵性能曲線的交點變?yōu)镸2，流量相應減小為Q2。出口調節(jié)的方法簡單易行，但隨著節(jié)流程度增加，阻力增大，能量損失增加。例如，在管路特性（HQ）2的條件下，閥門的節(jié)流調節(jié)損失為（H2H21）白白損失了部分能量。 旁路調節(jié)：在泵的排出管路上安裝帶有閥門的旁通管路，當打開旁通閥門使部分液體流回吸入池時，就相當于使離心泵在分支管路上工作這種方法也

10、要白白浪費匯流液體的能量；在實際工作中，往往作降壓的緊急處理措施使用。 吸入閥門調節(jié)：即調節(jié)吸入閥門的開度，改變泵的吸入壓力，使液體中的溶解氣體分離，當自由氣體進入泵腔后，可以改變泵的特性。實踐證明，與調節(jié)排出閥相比，這種調節(jié)方法可以節(jié)省能量；但使用此方法時，以不使泵內發(fā)生氣蝕為前提。調節(jié)泵自身性能的方法有二：改變轉速和切削葉輪外徑。 改變泵軸的轉速根據相似理論，對于同一臺離心泵，泵的主要參數(shù)與轉速之間的關系為：式中Q、H、Na轉速n時的流量、揚程和軸功率； Q、H、Na轉速n時的流量、揚程和軸功率nnQQ2)(nnHH 3)(nnNNaa由圖，只要能夠改變離心泵的運轉速度，就可以得到不同的泵性能，從而使工況的點發(fā)生變化。這種調節(jié)方法不造成能量損失，調節(jié)效率高；缺點是，需要變轉速的動力機（如直流電動機、燃氣輪機、內燃機等）對于當前普遍采用的異步電動機驅動的離心泵裝置，要實現(xiàn)調速，一是可以采用中間傳動裝置（如液力偶合器、電磁離合器等），二是采用變頻調速裝置對電動機直接調速。 車削葉輪外徑對于長期固定在某工況下工作的離心泵，少量地車削掉葉輪的外徑可以達到改變工況點的目的。當