水泵的串联运行和并联运行工况分析
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
「知识」水泵的串联与并联运行
「知识」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)。
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
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
水泵串联泵效率
水泵串联泵效率
水泵的效率计算公式为：η=(H×Q)/P，其中，η为水泵效率，H为扬程，Q为流量，P为输入功率。
可以看出，水泵效率与水泵的扬程、流量和输入功率三个因素都有关系。
而水泵串联是指两个或多个水泵依次相连，前一个水泵的出水口连接到后一个水泵的进水口，以增加总扬程或流量。
当水泵串联时，每个水泵的效率都会受到前一个水泵的影响，因此整体泵效率会有所降低。
一般来说，水泵效率的数值在40%到90%之间。
不过，这只是一个大致的范围，实际的水泵效率会受到许多因素的影响，如水泵的设计、制造质量、运行环境、运行方式等。
因此，要确定水泵串联时的总效率，需要考虑每个水泵的单独效率以及它们之间的相互影响。
这通常需要通过实验或模拟来确定。
以上内容仅供参考，建议查阅关于水泵效率的专业书籍或咨询专业的工程师来获取更准确的信息。
1。
水泵的串联运行和并联运行工况分析
泵的串联和并联运行(1)两台相同特性泵的串联运行图10—8中HⅠ是单台泵的特性曲线。
HⅡ是两台泵串联工作时的合成特性曲线,它是在同一流量下两泵相应扬程(纵坐标）相加得到的。
R是装置特性曲线。
单台泵运转时工况点为A,两泵串联时工况点为B，由图可知，两台泵串联扬程和流量都增加,其增加程度和装置特性曲线的形状有关，但都小于单独运行时的两倍。
(2）不同特性泵的串联运行图10—9中，HⅠ、HⅡ为两条单独运转时的特性曲线，HⅢ是串联合成特性曲线。
R1，R2是两条装置特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A，两泵的工况点分别为A1、A2.如果装置特性曲线为A2时，合成工况点为B。
当阻力曲线在R2以下时，其运转状态是不合理的。
在Q＞QB时，两泵合成的扬程小于泵Ⅱ的扬程。
若泵Ⅱ作为串联工作的第二级，则泵Ⅰ变为泵Ⅱ吸入侧阻力，使泵Ⅱ吸入条件变坏，有可能发生气蚀.若把泵Ⅰ作为串联工作的第二级，则泵Ⅰ变为泵Ⅱ排出侧的阻力，消耗一部分泵Ⅱ的扬程。
两台泵串联工作，第二级的压力增高,应注意校核轴封和壳体强度的可靠性.泵串联工作,按相同的流量分配扬程.（3）相同特性泵的并联运转图10-10中HⅠ（HⅡ)是单独一台泵的特性曲线。
HⅢ是两泵并联合成的特性曲线，它是在相同扬程下两泵流量相加得到的。
一台泵单独运转时的工况点为A1，合成工况点是A，各泵的实际工况点为B。
一台泵运转时,流量为QA1，两台泵并联运行时的流量为QA。
因QA=2QB＜2QA1。
即是说，由于管路阻力的存在，即使用两台泵并联运行，总的合成流量也小于单独运行时流量的2倍。
并联运行时的流量随装置特性曲线变陡而减小。
（4)两台不同特性泵的并联运转如图10—11所示,HⅠ和HⅡ是两泵单独的特性曲线，HⅢ是两泵并联合成特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A点,实际两泵的工况点为B1和B2点.其流量小于两台泵单独运行时流量QB1、QB2之和。
当装置特性曲线如R2时，关死扬程低的泵Ⅱ，在流量为零的工况下运转.这时泵消耗的功率使液体加热，有可能出现事故。
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 。
水泵并联运行的流量变化
.；. 水泵并联运行的流量变化,同型号水泵并联运行的流量变化相同型号的水泵并联运行,水泵并联运行的流量因为两台泵从同一水池吸水送往同一高地水池，即静扬程Hst相同，并且从吸水口A、B 两点至并联节点O点的管路完全相同，因此，AO、BO管段的水头损失相同，因此，两台水泵的扬程相同。
AO、BO两管段通过的流量均为Q1+2/2,OG管段通过的总流量为两台泵的流量之和。
所以，两台泵在并联运行时总流量等于两台离心泵流量之和，总扬程等于各水泵扬程。
按照横加法原则，将单台水泵同一扬程下的流量扩大两倍即可得到两台泵并联工作的（Q-H）1+2曲线。
根据上面的分析可知，两台水泵的静扬程相同，管路中的水头损失也相同，即并联之后两台水泵的扬程相等，且等于总扬程。
单泵工作时的轴功率大于并联工作时各单泵的轴功率。
因此，在选配电动机时，要根据单泵单独工作的轴功率来配套。
另外，两台泵并联工作时的总流量并不等于单台泵单独工作时流量的两倍，这种现象在多台泵并联时，就很明显。
多台同型号水泵并联工作的特性曲线同样可以用横加法求得，每增加一台水泵所增加的水量并不相同，水泵并联越多，增加的水量就越少。
以一台泵工作流量为100，当两台水泵并联的流量为190，比单泵工作时增加了90，三台泵并联的总流量为251，比两台泵并联时增加了61，四台泵并联的总流量为284，比三台泵并联增加了33，无台泵并联的总流量为300，仅比四台泵并联增加了16.由此可见，当水泵并联台数4-5台以上时，增加的流量很小，已经没有意义了。
每台水泵的工况点，随着并联水泵台数的增多，而向扬程高的一侧移动。
台数过多就可能使工况点移出高效段范围。
所以，是否通过增加并联工作的水泵台数来增加水量，要通过工况分析和计算决定，不能简单地理解增加水泵台数就能成倍增加水量。
尤其是改扩建工程，更要认真分析计算水泵并联工况，才能确定。
水泵的并联运行
水泵的并联运行水泵并联运行的流量受多方面因素的影响，水泵的Q-H 曲线图与G—H曲线图能比较直观的反映出水泵的工作点及并联流量增量等。
本文主要介绍了水泵的并联运行的概念与特点，以及在实际生产中的运行情况和效率问题。
标签：水泵；并联运行；效率1 水泵并联运行的概念水泵按运行方式可分为串联运行与并联运行，与电路中的并联串联相似。
并联运行的目的，是在压力相同时，增加流体的输送量，扬程不变。
并联运行的特点是：每台水泵所产生的扬程相等，总的流量为每台泵流量之和。
本文主要探讨了关于多台水泵并联运行的相关问题。
当需要增加系统中的流量时，需采用两台或多台泵并联运行，这时可以认为水泵入口与出口是处在相同的压头下运行的。
而且在总管中的输出流量则为各个水泵流量之和。
按此原理可以绘制出各个水泵并联运行的性能曲线（G—H曲线），如图1所示。
并联运行时泵的总性能曲线是每台泵的性能曲线在同一扬程下各流量相加所得的点相连而成的光滑曲线。
泵的工作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。
2 离心泵的工作点离心泵Q-H曲线上任一点都是一个工作点，并对应一组参数，离心泵在运行时，都希望它在对应最高效率点的工作点下工作，但是不一定能做到。
这是因为离心泵运转时在性能曲线上哪一点工作，是由离心泵性能曲线与管路特性曲线共同决定的。
所谓管路特性曲线，是指管路情况一定时（即管路进、出口液流的压力、输液高度等已定），液体流过该管路时需要外加能量H与流量Q之间的关系曲线。
3 采用开启台数进行调节可能出现的超载问题与△G对于两台及以上水泵并联运行，无论是设计人员，还是用户，都有这样的意识：根据负荷的大小，改变开启的台数，即负荷大时多开，负荷小时少开。
应当说，这也是采用并联的一个重要原因。
但是，如果水泵的并联流量增量ΔG过小，改变开启台数时有可能造成水泵电机的超载。
如图1所示，并联运行工况为A，并联运行时的单机工况为B，单台运行时的工况为C。
显然单台运行时的流量GC大于并联运行时的单机流量GB，ΔG=（GA-GC）越小，GC就越大。
离心泵并联及串联运行工况
5、水泵向高低水池联合供水
（同时供水）
水泵工 作点
AB段管路损失曲线
5、水泵向高低水池联合供水
（压力不够高池回流到低池）
水泵工 作点
AB段管路损失曲线
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
同型号、同水位、对称布置的两台水泵并联
3．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
一、并联工作的图解法
❖ 1．水泵并联性能曲线的绘制： 先把并联的各台水
泵的(Q～H)曲线绘在同一坐标图上，然后把对应于同一 H值的各个流量加起来，如图所示，把I号泵(Q ～H)曲线
上的 ״1、′1 、1分别与Ⅱ号泵Q ～H曲线上的′2 、 2 ״2、各点的流量相加，则得到IⅡ、号水泵并联后的流量 ״3、′3 、3，然后连接 ״3、′3 、3各点即得水泵并联
后的总和
曲线。 )H～(Q ❖
图 水泵并联Q--H曲线
2．同型号、同水位的两台水泵的并联工作
❖ (1)绘制两台水泵并联后的总和(Q～H)l+2曲线；
❖ (2)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点； ❖ (3)求每台泵的工况点：通过M点作横轴平行线，交单泵
水泵并联流量
水泵并联运行时，其总流量会大于每台水泵的流量，因此需要充分考虑水泵的流量和扬程是否符合实际需求。
以下是一个关于水泵并联流量的800字分析：在水泵并联运行时，总流量通常会大于每台水泵的流量，因此需要充分考虑水泵的流量和扬程是否符合实际需求。
如果水泵并联后总流量小于每台水泵的流量之和，则会出现大马拉小车的现象，导致电能浪费。
此外，水泵并联时还需要考虑水泵的工作点是否稳定，如果工作点不稳定，可能会出现流量忽大忽小的情况。
因此，在选择水泵并联方案时，需要充分考虑实际情况，确保方案的科学性和可行性。
为了满足不同场景下的用水需求，水泵并联是一种常见的解决方案。
具体来说，当水源水量不足或需要增压时，通过水泵将水源水提升到所需的高度，从而满足用水需求。
在实际应用中，往往需要多台水泵并联运行以实现更大流量的需求。
此时，需要考虑水泵并联后的流量和扬程是否满足实际需求，以及如何实现水泵的平稳运行和节能减排。
在选择水泵并联方案时，需要根据实际情况进行评估和计算。
首先，需要确定每台水泵的流量和扬程，以及水源水的水量和压力。
其次，需要计算水泵并联后的总流量和扬程是否满足实际需求，以及是否会出现大马拉小车的情况。
如果工作点不稳定，则需要进一步分析导致工作点变化的原因，并采取相应的措施来解决。
在水泵并联的实际应用中，可以通过优化水泵的运行方式和调节水龙头的开度来控制流量的变化。
具体来说，可以通过调节水泵的转速、出口阀门开度等方式来改变水流的大小和压力。
同时，还需要关注水泵的运行状态，定期检查和维护水泵设备，确保其正常运行和节能减排。
总之，在水泵并联运行时，需要充分考虑水泵的流量和扬程是否符合实际需求，以及如何实现水泵的平稳运行和节能减排。
通过科学合理的方案选择和实际应用，可以确保水泵并联后的效果达到最佳，同时实现节能减排和环境保护的目标。
希望这个回答能帮助你。
水泵并联运行的条件
1）两台水泵并联的条件？要注意些什么？并联水泵的条件要求：压头一致，流量一致。
工频、变频都一样的。
如果流量不拘，至少压头也必须一致。
这种工况下运行，功率大的是领跑。
压头不一样的，设计并联运行，一般不允许。
系统跑起来情况会很复杂。
一般会是，小压头拖低大压头。
恶劣的情况，大压头压挤小压头，极端的情况，会出现倒流。
有如“旁通阀”短路。
这时水泵变成水轮机，马达成发电机了。
这种非正常“工况”，研发业者试验台有过“反常工况”实验。
仅用于明白事理。
简单说，并联运行，压头一致为首要。
串联运行，流量一致为首要。
与电池组合使用同理。
2）如果水泵并联运行，能否一台工频和一台变频？可以。
n台工频和n 台变频水泵，都可以并联运行。
有一安装运行案例可供参考，如图：某厂4台冰水2次泵，平时跑2备2，高峰跑3台。
初装第一台VSD在水泵1后。
结果每次1- 2泵联跑，1号泵（变频）就过载跳机。
跑n次死n次。
而1-3，1-4 联跑却没事。
后来查明原因，水泵的出口支管T距离太近，2号泵（工频）出水流速大，在1号（变频）出水T端冲刷产生文丘里效应，1号泵不由自主被拉大出水，进而拉大了马达电流。
VSD不管三七二十一，过流就跳。
而3、4号（工频）泵距离较远，流速较缓了就没事。
后来再加一台变频，就装在4号泵。
至今相安无事。
今后有类似的或可借鉴。
在出水方向，如果相邻太近，建议工频在前，变频在后。
负载———╦————╦————╦————╗I I I I|VSD|---[水泵1] [水泵2] [水泵3] [水泵4] ---|VSD|+ a* II I I I^ ^ ^ ^3）怎样才能保证系统压力的稳定？5）调节时管路的压力、流量又是怎样变化的呢？假定是用的离心泵。
一般常用的离心泵是轴向流入，径向甩出。
叶轮进口径向尺寸决定流量，出口径向尺寸决定压头（扬程）。
转速变化对流量影响较大，压头较小（不能说一点都没有）。
但是水泵在系统运行的工作压力不单方面由泵决定，还需要系统的阻尼总合“闷堵”配合而成。
建筑给排水设计中消防水泵并联运行工况简析
建筑给排水设计中消防水泵并联运行工况简析发布时间：2021-07-15T16:39:18.603Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷2月第6期作者：陈太洲1 许明媚2[导读] 在建筑消防给水设计中，消防水泵的选取至关重要。
消防水泵的正常使用是人民生命财产安全的重要保障。
陈太洲1 许明媚2（天津华汇工程建筑设计有限公司）摘要：在建筑消防给水设计中，消防水泵的选取至关重要。
消防水泵的正常使用是人民生命财产安全的重要保障。
消防水泵的选型与管道的特性曲线有密切关联，为了确保消防供水系统的安全性和可靠性，还需考虑水泵运行的实际工况[1]。
在工程设计中存在消防水量较大且扬程不高的情况，需要采用多台水泵并联运行。
本文主要叙述了水泵在并联运行下工况点的确定，结合实例对同型号水泵并联工况进行分析，这对消防给水设计具有重要的指导意义。
关键词：工况点；并联运行；特性曲线；流量；扬程前言水泵供水设计中，往往因设计流量较大，而采用泵组并联作为水泵运行的主要方式[2]。
水泵并联的运行方式可以保证用水点不同用水流量的需求，提高供水安全性。
其特点如下:1)可以增加供水量；2）通过开停泵组和阀门调节来合理控制泵组的流量和扬程，使其尽量在有效工况点附近[3]。
目前，消防水泵的选型主要从以下几个方面考虑：管路实际运行特性曲线、水泵H-Q曲线和管路理想特性曲线；结合工程实例消防水泵选型情况，进行分析。
1.管道系统特性曲线方程已知管路的水力特性方程式为，式中S表示长度、直径已定条件下管道的沿程损失和局部损失之和的系数[4]。
此公式也可表示为Q-∑h，与水泵的静扬程（HST）联立即为水泵装置的管道系统特性曲线，如图1-1所示。
该曲线上任意一点K的纵坐标（hk）表示水泵输送流量为QK，提升高度为HST时，管路中每单位重量液体所消耗的能量。
图1-1 管道系统特性曲线2.水泵并联运行水泵工况点确定利用水泵自身特性曲线和管道系统特性曲线的方程式，联立方程组求解，即可求得水泵的工况点[5]。
同型水泵并联
H ST
S
Q2
AO 1
S OG
Q2 1 2
b、不同型号水泵，管H路ST不对(S称AO布/ 4置，S进OG 、)Q出122水池水位相等，由于各泵 已经折引了并联点前的管路损失，并联管路阻力特性线即为并联点后干 管的阻力特性线，并联管路特性线为：
H HST hBD 5
三、并联工作点求解
❖ 并联工况点：两条曲线的交点；
(1)泵流量：
HA
A点：
Hx SxQ2 HA H0 S0Q2
则
Q Hx H0 HA Sx S0
24
(2)J条管路流量：海威公式或水 力坡度公式：
Q(3j )节0点.2A7的8C连j D续2j方.63程l j ：0.54 (H A H j )0.54
Q Qj
牛顿迭代法求
0
(P62)
2、上述方法的局限性：改变水泵特性线的方法仅在一定范围内可保泵的高效 运行，对流量成倍变化的情况不适用 （大中型水厂中，为了适应各种不同时段管网中所需水量变化，常需进行多 泵并联调节措施）
2
一、并联工作
1、定义：多台水泵的流量通过联络管汇集，共同向管网或高地水池 输水的情况。
2、优点： ❖ 通过不同台数水泵的并联实现分级供水（提高运行调度的灵活性） ❖ 并联水泵互为备用（提高供水可靠性） 3、图解法求工况点
Q
12
5、工程实例 ——意外工况下并联运行特性分析
❖ 流量不足时启用备用泵特性分析
泵的并联运行，极端情况是，并联运行相当于扬程高的泵单独运行，扬程 低的泵不能出料，处于关死状态，并引起过热，若该泵无单向阀或单向阀 关不严可能会引起泵的反转，造成事故。
例如：某装置废热锅炉系统的两台给水泵，一台泵运行中由于轴向力过大， 引起平衡盘、口环密封圈磨损，使泵性能下降，流量下降40%，锅炉液位急 剧下降，为避免发生干锅事故，紧急启动备用泵，恢复给水正常后，由于原 泵出力不够，并联后处于关死状态，很快引起泵过热，造成叶轮磨损、泵轴 弯曲事故。应关闭该泵闸阀，改为单泵运行。
水泵的运行—水泵的并联和串联运行
（1）参加串联运行的水泵额定流量应尽量相等或采用同型号水泵，否则，
当水泵在后面一级时小水泵会超载，或小水泵在前面一级时它会变成阻力，
大水泵发挥不出应有的作用，且串联后的水泵不能保证在高效区范围内运
行。
（2）如果串联水泵的流量相差较大，应把流量较大的水泵放在前面一级，
要求后面一级水泵的泵壳和部件强度要高，以免泵壳或部件受损。
量的关系也在坐标图上表示出来，称为
。管路特性曲线由管
路布局和操作条件决定，与泵的性能无关。如图1，为特定管路对应的管
路特性曲线和离心泵特性曲线，图M点为同时符合管路和离心泵特性的
点，即为
。
图1 管路特性曲线和泵的工作点
三、图解法求工作点
当两台水泵的进水管相同，且进水管路
的水头损失比出水管路小得多时，则进水
当只有一台水泵在并联装置中运行时，管路
系统特性RMC曲线与每台水泵的
曲线相交于
B1点，B1点可近似看做一台水泵单独运行时的工
况点。B1点对应的横坐标QB1就是单泵运行时每
台水泵的流量。
显然， QB1大于QB，QB1小于QM，
两台水泵并联运行对，其流量与单泵运行时
流量相比不是成倍增加的，当管路系统特性曲线
为水泵串联运行。
水泵串联运行的基本条件是通过每
台水泵和各管段的流量相等，而装置的
总扬程为该流量下各台水泵的工作扬程
之和，即
Q QI Q Qm
= 1 + 2 + ⋯ +
图10-8
水泵串联运行工况点求解图
结论：水泵串联后的扬程应为同一流量下各台水泵的扬程之和。
2、水泵串联运行
同型号泵并联运行
泵与泵站串并联图解
2.7.2图解法求水箱出流的工况点1. 直接法图解的步骤如下：（1）以低水箱的水位线为基准线，并以此为起点，绘制管道系统特性曲线Q-Σh，Σh=SQ2；（2）绘制供应能量的曲线H=H0；（3）两曲线的交点即为水箱出流装置的工况点K；（4）K点含义为在两水箱水面不动的情况下，高水箱以Q K恒定不变的流量流向低水箱，且两水箱的水位差所提供的能量恰好等于该流量流动中所消耗的水头损失。
2. 折引法图解的步骤如下：（1）绘制供应能量的曲线H=H0；（2）以低水箱的水位线为基准线，并以此为起点，绘制管道系统特性曲线Q—-Σh，-Σh=-SQ2；（3）将供应能量的曲线H=H0折引到低水箱进水点处，即在H=H0扣除Σh，也即H=H0与Q—-Σh求和，得曲线Q—H-Σh；（4）曲线Q—H-Σh曲线与Q轴的交点即为水箱出流装置的工况点K；（5）K点含义为在两水箱水面不动的情况下，因水位差所产生的能量扣除水头损失后到低水箱进水口处的残余能量恰为0时所对应的流量为Q K。
图解法求离心泵装置的工况点1. 直接法图解水泵装置工况点的步骤如下：（1）以吸水池水面为基准线，绘制供应能量的曲线Q—H（泵厂提供）；（2）以高位水箱的水位线为起点，绘制管道系统特性曲线Q-H ST+Σh，Σh=SQ2；（3）两曲线的交点即为水泵装置的工况点M；（4）M点含义为在水泵装置稳定工作时，水泵供应的能量恰好与系统所需能量相同的点，此时，流量为Q M，水泵的扬程H M一部分用于H ST的提升，一部分用于克服水头损失Σh M。
2. 折引法图解的步骤如下：（1）以吸水池水面为基准线，绘制供应能量的曲线Q—H（泵厂提供）；（2）在基准线下方绘制管道特性曲线Q—-Σh，-Σh=-SQ2；（3）将供应能量曲线Q-H扣除Σh折引到高位水箱进水点处，即Q-H与Q—-Σh求和，得曲线(Q—H)’ ，等流量的情况下，H’=H-SQ2;（4）曲线(Q—H)’ 曲线与H=H ST线的交点即为水泵装置的工况点M；（5）M点含义为在水泵提供的能量扣除水头损失后剩余的能量恰等于提升静扬程所需的能量时所对应的流量Q M为水泵稳定运行时的出流量；（6）自M点向上引直线与Q-H的交点M1为水泵的工况点，即水泵的流量为Q M，扬程为H M1=H M+SQ M2。
水泵运行工况点的图解法_-_副本
1）作图确定对应n1下水泵的工况点Q0，H0；
2）计算 Q XX% Qo
3）由装置特性曲线求H’；
H H ST SQ2
4）确定相似抛物线系数k，作相似抛物线与水泵特性
曲线交于A（Q，H）；A’与A为相似工况点；
5）计算转速n2：
n2
n1
Q Q
水泵与水泵站
6
水泵运行工况点确定的图解法
水泵与水泵站
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水泵运行工况点确定的图解法
水泵与水泵站
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水泵运行工况点确定的图解法
水泵与水泵站
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四、水泵并联运行的图解法
1、两台泵向一个高地水池供水的图解法
（1）基本关系方程
对水泵A： H A H A(QA )
H
H ST
S
AO
Q
2 A
SOG Q 2
对水泵B：
H B H B(QB )
H H ST SBOQB2 SOGQ2
H 在工况点，扬程关系（当下池水位相同时）： A
水泵复习——运行工况点的确定
水泵运行工况点确定的图解法
水泵与水泵站
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水泵运行工况点确定的图解法
一、基本公式
水泵特性曲线方程：
H H(Q)
水泵装置曲线方程：
H H ST h H ST SQ2
运行工况点：两曲线的交点（方程之解）A（Q， H），即：
H(Q) H ST SQ2
QA QB Q
2）水泵曲线的横加法（将水泵A、B的折引曲线合成）
HO HO,A HO,B HO(QA QB ) HO(Q)
3）折引作图过程
变流量空调系统水泵并联运行的工况分析
图 １两 台水 泵 并 联 运 行 曲 线 图
．
为 单 台水 泵 运 行 曲 线 ， 为 两 台 水 泵 并 联 运 ：
维普资讯
ｌ 公用工程设计
ｌｕｌ ｔｉｅ 胁 枷 Ｐｂｉ Ｕｉｔｓ ｃ ｌｉ
能 曲线 有 交 点 为 止 ， 该 方 法 会 增 加 水 泵 的运 转 费 用 。因此 选 择 定 速 水泵 并 联 时 ， 定 要 校 核 单 台水 一
【 摘要】 针对 水 泵并联 的形 式 ， 进行 水 力工况 分析 ， 总结 出各
种 水泵并联形 式的优缺 点 。
行 的曲线， ， ￡ 为管道系 统曲线。点 Ｉ 空调水系统 为
设 计 工 况 点 ， ２为水 泵 联 合 运 行 时单 台水 泵 的工 点 作 点 。变 流 量 水 系 统 设 计 时 ， 为满 足 末 端 空 调设 备 水 路 上 电动 两 通 阀的 关 闭 压 差 要 求 ， 在 空调 水 干 需 管 上 设 置 调 节 阀， 当供 回水 总管 压 差 在 设计 工 况 流
量 时 ， 管 上 的调 节 阀全 开 ， 统 的 旁 通 阀关 闭 ， 干流； 超 水力 工况； 性曲线 ； 特 运行 曲线 【 中图分 类号ｌ ＵＢ １ Ｔ ３． ４ 【 文献标 志码Ｉ Ｂ
目前 我 国 中 央 空 调 水 系 统 的 形 式 主 要 有 定 水 量系统和变水量 系统 ， 空调 节能方 面考虑 ， 从 目前 大 型 公 共 建 筑 的 中 央 空 调 系 统 绝 大 多 数 采 用 变 流 量系 统 。水 泵 作 为 空调 水 输 送 的 重 要 设 备 ， 能参 性 数 及 其 在 空 调 系 统 中 的运 行 工 况 是 影 响 系 统 经 济 运 行 和 节 能 的重 要 因 素 。本 文对 几 种 空 调 水 泵在 并
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泵的串联和并联运行
（1）两台相同特性泵的串联运行
图10-8中H I是单台泵的特性曲线。
H H是两台泵串联工作时的合成特性曲线，它是在同一流量下两泵相应扬
程（纵坐标）相加得到的。
R是装置特性曲线。
单台泵运转时工况点为A,两泵串联时工况点为B,由图可知，
两台泵串联扬程和流量都增加，其增加程度和装置特性曲线的形状有关，但都小于单独运行时的两倍。
（2 ）不同特性泵的串联运行
图10-9中，H I、H H为两条单独运转时的特性曲线，H山是串联合成特性曲线。
R1，R2是两条装置特性曲线。
当装置特性曲线为R1时，合成工况点为A,两泵的工况点分别为A1、A2。
如果装置特性曲线为A2时，合成工况点为B。
当阻力曲线在R2以下时，其运转状态是不合理的。
在Q> QB时，两泵合成的扬程小于泵H的扬程。
若泵H作为串联工作的第二级，则泵I变为泵H吸入侧阻力，使泵H吸入条件变坏，有可能发生气蚀。
若把泵I作为串联工作的第二级，则泵I变为泵H排岀侧的阻力，消耗一部分泵H的扬程。
5
图10-8两台相同特性泵的串联运行
in
图10~9两台不同特性泵的串联运订
两台泵串联工作，第二级的压力增高，应注意校核轴封和壳体强度的可靠性。
泵串联工作，按相同的流量分
配扬程。
(3 )相同特性泵的并联运转
图10-10中H 1( H H)是单独一台泵的特性曲线。
H山是两泵并联合成的特性曲线，它是在相同扬程下两泵流
量相加得到的。
一台泵单独运转时的工况点为A1,合成工况点是A，各泵的实际工况点为B。
一台泵运转时,
流量为QA1，两台泵并联运行时的流量为QA。
因QA=2QB <2QA1。
即是说，由于管路阻力的存在，即使用两台泵并联运行，总的合成流量也小于单独运行时流量的2倍。
并联运行时的流量随装置特性曲线变陡而减小。
S10-10两台相同特性的离心泵并联运斤
(4)两台不同特性泵的并联运转
如图10-11所示，H I和H H是两泵单独的特性曲线，H山是两泵并联合成特性曲线。
当装置特性曲线为R1时, 合成工况点为A点，实际两泵的工况点为B1和B2点。
其流量小于两台泵单独运行时流量QB1、QB2之和。
当装置特性曲线如R2时，关死扬程低的泵在流量为零的工况下运转。
这时泵消耗的功率使液体加热，有可能
岀现事故。
如果泵H无逆止阀，水将通过泵H倒流，并引起该泵反转。
由以上两例可知，泵并联运转按扬程相等分配流量。
图1卜H 两台不同特性泵的并联运行
(5)串联、并联运转的选择
图10-12中，H I( H H)为泵单独运转时的特性曲线，H山为两台泵串联时的特性曲线，H W为两台泵并联时的特性曲线。
串联和并联合成特性曲线的交点A是确定两种运转方式的分界点。
当装置特性曲线为A点下方的
R1时，并联合成工况点A4较串联合成工况点A3的流量大；当装置特性曲线为A点上方的R2时串联比并联流量
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