多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系
「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)。
水泵并联流量和扬程变化的关系
水泵并联流量和扬程变化的关系水泵并联，听起来像是个高深的技术名词，其实就是把几台水泵一起工作，让水流得更快、更稳。
这就像你跟朋友一起打游戏，四个人合力总比一个人强吧？咱们先说说流量，流量就像是水泵每分钟能“吐”出来的水的量。
你想啊，如果你家水龙头开得大，水流得贼快，那就是高流量。
如果流量低，那就是涓涓细流，恨不得等个天荒地老。
水泵在并联的时候，每台水泵都在努力往外“输出”，所以流量叠加起来，哇塞，简直就是水流的狂欢派对！多台水泵在一起，流量就像是开了挂，直线上升。
可别以为水泵并联只有流量变化，扬程也是个大事儿。
扬程呢，就是水泵把水“抬”起来的高度。
想象一下，要把水从一楼搬到十楼，你得费多大劲啊。
水泵就像个力气大的搬运工，越强的水泵，能搬得越高。
可是，水泵并联后，扬程可不是简单地叠加的。
你可能会想，咱不就是把几个水泵一起用嘛，结果怎的扬程反而降低了呢？这就好比你请了几位朋友一起搬家，大家一起干活倒是快，但搬的东西还是得看每个人的力气。
水泵并联的时候，流量叠加，扬程却保持不变，这让人感慨万千，真是奥妙无穷啊！你可能会问，为什么流量会增加而扬程却不变？这里面有个“道理”，简单来说，就是水泵的特性决定了它们的工作状态。
每台水泵都有自己的特性曲线，流量和扬程之间的关系像是恋爱，波动起伏，受各种因素影响。
当你把水泵并联在一起的时候，流量就像是小鸟飞出了笼子，尽情翱翔，而扬程则相对稳重，不会轻易改变。
就像是一群小伙伴在操场上奔跑，热闹得不得了，但要想一起爬上那个高高的秋千架，得看谁的力气足够。
水泵的并联，就像是拼尽全力的团队合作，大家齐心协力，流量增加，乐趣多多，但扬程却不会随意变动，真是妙不可言。
水泵并联并不是一帆风顺的，有时候会遇到一些“小麻烦”。
比如，某一台水泵状态不佳，可能会拖后腿。
这时候，流量虽然还在增长，但扬程可能会受影响，整个系统的效率就会打折扣。
就像是参加运动会，有个队员不在状态，团队的表现自然受影响。
多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系
多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系目录一、研究背景 (2)1.1水泵变频控制方式及存在的问题 (2)二、传统台数切换方式下水泵并联同步调速特性分析 (3)2.1四台水泵并联同步变速运行特性分析 (3)2.2五台水泵并联同步变速运行特性分析 (6)三、基于水泵效率的台数切换方式的提出与分析 (9)3.1传统水泵台数切换方式的不合理性分析 (9)3.2 基于水泵效率的水泵台数切换方式的提出 (11)3.3 两种台数切换方式下水泵性能的比较 (12)四、总结 (13)一、研究背景作为我国工农业领域主要的耗电设备之一，水泵被广泛应用于建筑、城市给排水、石油化工、动力工业、火力发电、船舶工业以及冶金采矿等领域，其耗电量占全国总发电量的20%左右。
目前，在建筑系统中，水泵与风机等输送设备的电力消耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上。
江亿指出：在大型公共建筑供热空调电力消耗的实测中，水泵与风机的电力消耗约占60%~70%左右。
目前水泵的最高效率一般能达到75%~85%，但是在运行过程中，大多数水泵的效率在30%~50%之间，比发达国家水泵运行效率要低很多，能耗浪费比较严重，运行效率有较大的提升空间。
综上可见，水泵等设备的输送能耗占各供热空调系统总能耗比例较大，而且节能潜力巨大。
1.1水泵变频控制方式及存在的问题在较大的供热空调系统中，往往单台泵不能满足系统要求，需要多台水泵并联或串联运行，以达到流量要求。
由于多级泵的发展，水泵串联在工程实际中很少应用，多台水泵并联运行应用的则较多。
在很多系统中，水泵往往和冷热源主机进行串联连锁控制。
冷热源根据一定的方式进行启停控制，当冷热源停止运行，则相应管路上串联的水泵也会停止运行。
当水泵不与冷热源进行连锁控制时，多台水泵并联运行，大部分的台数切换控制方式是这样的，以两台水泵并联运行为例：当负荷降低时，系统所需流量减少，则逐渐降低两台水泵的转速，调节系统流量，当流量减少到正好为单台水泵在额定工况下的流量时，在此转速下运行一段时间，然后关闭其中一台水泵，另一台水泵重新回到额定转速下运行。
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。
水泵并联运行分析
水泵并联运行分析1 引言水泵冷油泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。
但其结果却有很多不尽人意的地方，有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的，本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。
2 水泵罗茨真空泵变频运行分析的误区2.1有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)2轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)3并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。
以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题:(1)为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水？(2)为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，然后才随着转速的升高而升高？2.2绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。
图1 水泵的特性曲线图1中，水泵液下排污泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA，管网理想阻力曲线R1=K1Q与流量Q成正比。
采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2，工作点为B，流量QB，扬程HB。
采用变频调速且没有节流的特性曲线F2，理想工作点为C，流量QC，扬程HC;这里QB=QC。
按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。
实际水泵变频调速时，频率降到30~35Hz以下时就不出水了，流量已经降到零。
2.3 变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水？是否工频泵的水会向变频泵倒灌？3 以上分析的误区(1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。
在选购水泵的时候如何确定泵的台数和备用率
长沙自平衡多级泵厂整理/在选购水泵的时候如何确定泵的台数和备用率
在选购水泵的时候如何确定泵的台数和备用率：
对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，(指扬程、流量相同)，大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联合作：
1.流量很大，一台泵达不到此流量。
2.对于需要有50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，两台备用(共三台)
3.对某些大型泵，可选用70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一台泵仍然承担生产上70%的输送。
4.对需24小时连续不停运转的泵，应备用三台泵，一台运转，一台备用，一台维修。
一般情况下，客户可提交其“选泵的基本条件”，由我司给予选型或者推荐更好的泵产品。
如果设计院在设计装置设备时，对泵的型号已经确定，按设计院要求配置。
水泵并联变台数
随着城市化进程的加速， 水泵并联变台数技术在 城市供水与排水系统中 的应用将更加广泛。
政策与法规影响
01
环保政策
随着环保意识的提高，对于水泵的能效和排放标准将更加严格，推动相
关技术的升级和产业结构的调整。
02
产业政策
政府对于水泵行业的支持和鼓励政策将促进技术创新和市场拓展，推动
行业的发展。
03
国际标准接轨
与国际标准的接轨将促进水泵并联变台数技术的国际交流与合作，提升
行业的整体水平。
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05
水泵并联变台数的挑战与解决方 案
技术挑战
1 2
不同型号水泵的兼容性
并联运行的水泵型号、规格应保持一致，否则可 能因不匹配导致运行效率降低或损坏。
水泵的同步问题
多台水泵并联时，需确保各台水泵的流量、扬程 等参数同步，避免出现偏流或水力不平衡现象。
3
管道系统的匹配
水泵并联运行时，管道系统的设计、安装应满足 各台水泵的流量、扬程要求，避免出现瓶颈或阻 力不均。
目的和意义
目的
研究水泵并联变台数对运行效率 的影响，为实际应用提供理论依 据。
意义
通过优化水泵的台数配置，降低 能耗，节约水资源，促进可持续 发展。
02
水泵并联变台数的基本原理
并联原理
并联是指多个水泵同时运行，共同完 成一个或多个任务。在并联状态下， 水泵的流量增加，扬程保持不变。
并联运行可以提高系统的可靠性和稳 定性，因为多个水泵同时工作，可以 分散流量和压力，减少单个水泵的负 担。
水泵并联变台数
• 引言 • 水泵并联变台数的基本原理 • 水泵并联变台数的实际应用
水泵并联变台数运行分析
水泵并联变台数运行分析闭式水循环系统多泵并联变台数调节的流量计算与预测：1.流量调节方法：随着节能和室内环境要求的提高，供暖和空调系统广泛采用了变流量技术，即用改变动力或改变阻力的方式调节系统、支路以及末端设备的流量，使之与经常变化的动态热(冷)负荷相匹配。
（1）利用改变阻力进行调节，是传统的流量调节方法，亦即用阀门节流。
（2）利用改变动力进行调节：泵与风机的变速调节、采用多台并联通过改变运行台数的调节、变速与变台数相结合的调节等。
2.计算方法：设有N0台相同的水泵在一个闭式水循环系统中并联运行，设计工况下泵的扬程为H0（m）；单台流量为q0（m3/h）；系统的总流量为Q0=N0q0（m3/h）。
设系统特性曲线为：H s=SQ2 (1)将设计工况下系统的阻力损失H s=H0，系统的总流量Q=Q0代入上式，可得系统阻抗S=H0/Q02，则系统的特性曲线为：Hs=(H0/Q02)Q2 (2)当需要调节流量，减为N台并联运行时，则根据单台水泵的特性曲线H=f(q)，可求出N台并联的特性曲线为：H=f(Q/N) (3) 令Hs=H，由(2)(3)式即可解得Q，即N台泵的流量之和，也是系统的总流量。
那么单台泵的流量为q=Q/N。
为了便于总结规律，用无因次量表达计算结果。
令减台运行工况单台泵的流量q与设计工况单台泵的流量q0的比值：q=q/q0 (4)称为单台相对流量。
令减台运行工况系统总流量Q与设计工况系统总流量Q0的比值：=Q/Q0=Nq/N0q0=(N/N0)(q/q0)=Nq (5)称为系统的相对流量。
式中N=N/N0，称为相对台数。
根据给出的泵的特性以及设计工况（包括系统设计工况下泵的并联运行台数及单泵流量和扬程），就可以求出单泵流量q和系统流量Q随运行台数N的变化规律，进而求出q和Q随N的变化规律。
3.计算实例及分析选取品牌XX-ISG型单级单吸离心泵，首先对样本上给出的比转数n s在66附近的各型号水泵进行计算。
相同水泵并联变台数算法
相同水泵并联变台数算法
相同水泵并联变台数算法是一种用于计算多台相同水泵并联时
所需台数的算法。
其基本思路是根据系统需求的流量和扬程，以及单台水泵的流量-扬程特性曲线，计算出每台水泵所需扬程和流量，然后将其相加得到总流量和总扬程，进而确定所需水泵的台数。
具体计算步骤如下：
1. 确定系统需求的流量和扬程。
2. 根据单台水泵的流量-扬程特性曲线，找到符合要求的点，求出该点的流量和扬程。
3. 将所需流量和总流量比较，如所需流量小于总流量，则所需水泵的台数为1；如所需流量大于总流量，则进入下一步计算。
4. 将所需扬程和总扬程比较，如所需扬程小于总扬程，则所需水泵的台数为1；如所需扬程大于总扬程，则根据所需流量和所需扬程重新计算出每台水泵的流量和扬程，重复步骤2-4直至满足要求。
5. 计算出所需水泵的台数。
总之，相同水泵并联变台数算法可以帮助工程师们快速准确地计算出所需水泵的台数，从而确保系统的正常运行和高效性能。
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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 。
关于泵并联的这些知识, 你都了解吗
关于泵并联的这些知识, 你都了解吗工程项目上，我们有时会遇到水泵并联的情况。
那么什么叫水泵并联呢？不同特性的水泵可以并联吗？今天,泵管家用图文大致解释下, 水泵并联后的性能特性.本文前面是简单说明, 后面是用公式计算, 大部分朋友看前面部分即可, 后面公式计算部分在义维科技开发的软件系统中已有此功能.水泵的并联水泵并联：当第一台水泵与第二台,或多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:同特性水泵的并联在理想状态下，同型号同规格的两台水泵其流量与扬程关系是:并联时：总流量Q＝Q1+Q2总扬程H＝H1=H2 (注意是扬程不是相加, 但不是完全相同, 见后面分析)即当两台或两台以上水泵并联时，其系统的扬程不变，但流量叠加。
水泵并联的工作特点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来调节总的流量，以达到节能和安全供水的目的。
例如：工程上，4台以上的主机，需要的水流量是很大的，如果只用一台泵，泵的功率就很大，成本高，负荷大，容易对电网形成冲击，运行噪音也大，且可能不一定有这么大功率的水泵；这时候，采取泵的并联可很好的解决这个问题，而且当主机不同时开的时候，也可以停开几台泵来调节水流量，达到节能目的；③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，泵并联输水提高了机组运行调度的灵活性和供水的可靠性，是多台机组中最常见的一种运行方式。
系统状态1. 由流量扬程曲线图看出，两台水泵并联工作时的总流量并不等于单台泵工作时流量的两倍。
两台水泵并联后所得流量小于两台水泵额定流量之和，那是因为管路损耗及单向阀不完全密封（回流）、管路最大能力限制所造成。
对于多台水泵的并联，可以通过加大主管直径、检查单向阀是否完全密封、进出口管路有无堵塞、合理减少弯头和阀门等措施减少衰减，尽量提高总流量, 可见下图。
管路特性曲线越陡，增加的流量越少。
水泵流量、扬程、效率的关系
1、流量、扬程、效率的关系离心式水泵的主要设计与运行参数是流量与扬程，设计技术参数应与运行工艺参数应一致或相接近。
当泵在这两个参数之间会相互影响，各类泵、各规格型号的泵均有自己的特性曲线图，如下图：图中有三条基本曲线(不包括蚀余量(NPSH)r))：H与Q曲线，从曲线中可以清楚看出，扬程H下降，其流量Q随着增加，再一个是功率曲线P，它一般随流量Q的增加而增加，但不很明显，重要的一个曲线是效率曲线η，它随流量的增加而增加，但到一个峰值后，又迅速下降(上图中扬程在15.5m时最高)。
因此，泵的实际运行应尽量在高效率区间状态下工作。
当设计(泵的选型)确定后，如泵实际运行扬程过高，则不但造成泵的效率降低，而会严重影响泵的实际流量来Q的下降。
反之，如泵的扬程选得过高，而实际运行扬程过低，则也同样影响泵的效率下降与造成实际运行时流量过大，还很可能会增加泵的功率而超出电机的额定电流而发热。
2、扬程过高的影响离心泵的扬程是用来克服高度和阻力的,高扬程的泵在高扬程点工作时他的流量是设计点的流量，如果在低扬程工作时，相当于泵的出口阻力减小，这时泵的流量就会增加，电机就会超负荷，超到一定程度就会烧毁电机。
例如一台给水泵的扬程为50米，流量为50立方米/小时，当它往50米高处给水的时，它的流量是50立方米/小时，当它往40米高处给水时，它的高度和阻力降低了它的流量可能达到80-90立方米/小时以上，这时电机就会发热或烧毁。
很多用户认为水泵抽水扬程越低，电机负荷越小。
在这种错误认识的误导下，选购水泵时，常将水泵的扬程选得很高。
其实对于离心式水泵而言，当水泵型号确定后，其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。
而水泵的流量会随扬程的增加而水泵扬程过高导致烧电机的原因减小，因而扬程越高，流量越小，消耗功率也就越小。
反之，扬程越低，流量越大，消耗的功率也就越大。
因此，为了防止电机过载，一般要求水泵的实际抽水使用扬程不得低于标定扬程的60%。
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。
提水泵站变频调速下的多泵运行台数选择探讨
提水泵站变频调速下的多泵运行台数选择探讨【摘要】水的应用是人们的生活和生产中不可缺少的物质应用之一，无论是农业用水、工业用水、还是生活用水都需要水泵站的调节与控制。
泵站在供水系统中主要有四个程序：提水泵站、送水泵站、加压泵站和循环水泵站。
本文主要讲的是提水泵站在变频调速下运行下最佳的台数选择，以便科学、合理的选择水泵台数，提高多台运行的提水泵站的经济效益。
【关键词】提水泵站；变频调速；多泵运行水泵站是供水系统中最为重要的环节之一，它能否科学、合理的运行，不仅与人们的生活息息相关，而且影响着我国经济的可持续发展。
另外吸泵的调速控制可以有效的节约水资源与电资源，减少不必要的浪费。
提水泵站变频调速下的稳定运行，是保障供水系统正常运行的前提，在供水系统中根据水位的变化来调整泵的转速就显得十分重要，而在进行变频调速时，选择合理的泵台数，是调整泵转速的关键。
下面我们就以4台“32Sh-19”型离心式水泵组成的某提水泵站为例，进行实际探讨。
一、水源水系变化对绷得影响假如一个提水泵站有4太离心式水泵组成，经过实验发现，水泵运行的工况点受水源水位相对泵中心线的变化的影响。
下面我们具体分析以下它的工作过程，为了方便分析，假设，当水位低于水泵中心线时，取正值，高于水泵中心线时，取负值。
为了阐述系统变工况下水泵运行方式的选择，如果水源水位很低，水泵工作系统所需要的流量在一定的范围之内，可由3台工频水泵并联运行满足其需求。
但是随着水源水位的升高，，若想满足同样的流量可以采用4台泵变速并联达到达到与上面同样的效果。
另外，如果适当调整泵的转速，3台变速泵也能满足要求。
总之，在水泵运行中不同的水位和不同的流量下，均可采用不同的台数的泵来满足其流量的要求，但此时整个系统运行能耗可能会不同，这主要是因为各泵运行的效率不同，所需要的能量肯定也不会相同。
二、提水系统相关方程的确定（一）管路特性方程的确定经过相关探究可知，管路特性的变化是由水位的变化引起的。
多台循环泵并联运行的能效分析_李树虎
曲线 4— ——管网的特性曲线； 曲线 5— ——泵的效率性能曲线； 曲线 5′— ——另外一种类型的泵效率性能 曲线； 曲线 6— ——相同泵并联后综合效率曲线。 A、B 和 C 是分别单台和双台以及三台运 行时的工况点。 曲线 5 类型的循环泵，由上图 可以看出，单独一台泵运行时，其效率为 ηC5， 扬程 HC，流量 GC，这前提是在一定转速下，当 转速改变，泵与外网并未变化，流量扬程等遵 守泵的相似定律，即 η～G3～H2～n3。 当两台相同 泵并联运行时， 综合流量扬程性能如图中曲 线 2 所示，两台泵的扬程均为 HB，此时通过综 合效率曲线 6 可以看出 ηB5>ηC6； 但是当一台 泵 单 独 运 行 时 为 达 到 流 量 GB， 则 效 率 明 显 ηC5>ηB5； 可 是 在 并 联 运 行 中 ， 从 图 中 可 以 看 出
［3］周 光 华 李 显 等 《热 网 运 行 调 度 检 修 规 程 与 节能计量技术》 北京科大电子出版社
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计上，泵的选型一定不可忽视，合理的匹配循 环泵不仅能降低初投资，更能降低运行成本， 符合国家倡导节能方向。 很多管网工程，由于 所匹配的循环泵的性能和外网特性不是最佳 匹配，很多技术人员观念保守，不至于用户所 需热能不达标，故都选的泵较大，以“大大宜 善” 为主流思想， 而不考虑今后运行经济效 益， 往往会设计扬程远大于实际运行所需扬 程。 若是循环泵运行不够匹配，其结果要么是 电能无故浪费， 要么就是达不到外网所需压 头，致使水力调节很难达到稳定状态。 由此可 以看出，循环泵的匹配相当重要，并联循环泵 台数的多少，必须经性能分析后方可匹配。 如 并联较多时， 循环泵很可能发生电流超载现 象，电机过热，甚至损坏电机，如外网所需阻 力较小时，就要慎重选择匹配的循环泵，若是 远大于实际所需压头， 使得实际工作点与理 论设计工作点背离过大， 泵的性能曲线往往 会向右偏移， 超出一定范围时就会出现电机 过流的现象。
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
多台并联变频调速水泵的控制方式
第)期
吕
文 ! 等 ’ 多台并联变频调速水泵的控制方式
9!
压力传感器的读数达到设定值 ! 记录下此时的运行 频率 !!"" 台水泵同频率运行 ! 调节频率 ! 当压力传感 器的读数也达到设定值时 ! 记录下此时的运行频率 !"# 这样就得到等流量曲线上的一个点 # 逐步改变阀 门的开度 ! 直至求出整个等流量曲线 # 将等功率与 等流量曲线画在同一张图上 ! 求出交点 # 设交点处 ! 台水泵的频率为 ! # !!" 台水泵的频率为 !# "# 于是 " 台水泵的控制方式可改为如下两种 # !" 当系统用水量增加时 !! 台水泵的频率逐渐上 升 ! 当增至比 ! #! 略高 ! 并保持此频率一段时间之后 ! 另 ! 台水泵投入运行 # " 台水泵作同频率运行 ! 直至 频率都增加为 $% &’ # #" 当系统用水量减少时 !" 台水泵同时从高频率 往下降 ! 当降至比 ! # " 略低 ! 并保持此频率一段时间 之后 !! 台水泵退出运行 ! 另 ! 台水泵升至 ! # ! 附近 ! 再根据水压力逐渐往下降 # 由于第 " 台水泵较早的投入运行 ! 使得用电量 减少 ! 因此 ! 从长期看 ! 这种控制方法的节能效果比 较可观 # 对于 " 台以上的并联变频调速水泵系统 !也可参 照以上方法 ! 求出水泵运行台数切换时的阀值频率 #
$!!! ! + $! ! 分别为电动机消耗的功率和运行频率 " #"# ! 台水泵与 # 台水泵运行的功率关系 设 ! 台水泵的额定功率为 $,!额定频率为 $% &’ ! 变频运行时的频率为 !!! 变频运行时的功率为 $!! 则 $! * % !! ! $% &+ " $ , 设 # 台水泵同时运行时的频率为 !#! 同时运行时 的总功率为 $#! 由于 # 台泵的型号完全一样 ! 则 ! ! ! ! ! $# * # " % !# ! $%&+ " $ , 设 ! 台水泵运行在 !! 时与 # 台水泵同时运行在 !# 时的总功率一致 ! 即 $! * $#! 则在忽略变频器损耗 的情况下 ! !! 与 !# 的关系为 !! * " # !# #!"#- !# 在理想情况下 !! 台水泵运行在 $% &’ 时所消耗 的功率 !与 # 台水泵同时运行在 +."/ &’ 时所消耗的 功率是相等的 " 据此 ! 可得到 ! 台泵与 # 台泵的等 功率曲线 !见图 #"
并联工作泵站中最优调速泵台数的确定
并联工作泵站中最优调速泵台数的确定通过分析水泵特性、管路特性、以及调速控制方式对调速泵调速范围的影响，得出调速泵在高效区内工作时的调速范围和流量范围，进而确定了泵站内多台同型号水泵并联工作时，调速泵的最优台数。
标签：并联；高效工作区；调速泵1 调速泵高效工作区范围的确定确定调速泵的调速范围和流量范围时需考虑水泵特性、管路特性、以及调速控制方式等因素。
如图1所示，c点为水泵效率曲线Q-η上效率最高点，取水泵效率下降10%左右为效率较高的区段，得到a′和b′两点，对应于水泵特性曲线A0上的两点为a和b，则水泵在额定转速下特性曲线上的高效段为ab。
所以当定速泵在高效段内运行时，流量范围是［QaQb］。
由离心泵的比例律：可知，对应不同的转速，有不同的水泵特性曲线，各种转速下的水泵特性曲线组成一个特性曲线族，如图1中的A0、A1、A2……。
不同转速的水泵特性曲线之间，存在效率相等的相似工况点，将这些等效点连成线，则构成等效率曲线和等效率曲线族，如图1中的B0、Ba、Bb……。
通过a点和b点的等效率曲线分别为Ba和Bb。
由此可见，采用调速运行时相应的定速泵的高效段转换成调速泵高效区域，即被曲线Ba、Bb和所包围的阴影部分aob。
理论上调速泵提供的流量在［0,Qb］范围内时，均可以保证调速泵在高效区内运行，但等效率曲线的绘制是以水泵转速改变较小时，认为水泵效率一定为前提的，而且当离额定转速较远而靠近原点附近时，泵自身机械损耗较大，离心泵的相似定律已经不再成立，因此实际调速泵提供的流量范围要比［0,Qb］小。
2 调速泵在供水系统中高效工作区范围的确定管路特性曲线C与等效率曲线Ba的交点为d，当供水量为Qd时，水泵特性曲线为A2，工况点即为d，供水水压等于需要的水压，没有能量的浪费，实现了最大限度的节能供水。
由于工况点只能在管路特性曲线C上移动，所以当用户所需水量低于Qd时，就不能保证调速泵在高效区内运行。
d点所对应的转速Qd即为水泵在这样的工作条件下的调速下限，所对应的流量即为调速泵提供的最小流量。
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多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系多台并联水泵运行台数切换方式与效率的关系目录一、........................................................................... 研究背景21.1水泵变频控制方式及存在的问题 (2)二、传统台数切换方式下水泵并联同步调速特性分析32.1四台水泵并联同步变速运行特性分析 (3)2.2五台水泵并联同步变速运行特性分析 (6)三、基于水泵效率的台数切换方式的提出与分析93.1传统水泵台数切换方式的不合理性分析 (9)3.2基于水泵效率的水泵台数切换方式的提出 (11)3.3两种台数切换方式下水泵性能的比较 (12)四、............................................................................... 总结13一、研究背景作为我国工农业领域主要的耗电设备之一，水泵被广泛应用于建筑、城市给排水、石油化工、动力工业、火力发电、船舶工业以及冶金采矿等领域，其耗电量占全国总发电量的20%左右。
目前，在建筑系统中，水泵与风机等输送设备的电力消耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上。
江亿指出：在大型公共建筑供热空调电力消耗的实测中，水泵与风机的电力消耗约占60%~70左右。
目前水泵的最高效率一般能达到75%~85%但是在运行过程中，大多数水泵的效率在30%~50之间，比发达国家水泵运行效率要低很多，能耗浪费比较严重，运行效率有较大的提升空间。
综上可见，水泵等设备的输送能耗占各供热空调系统总能耗比例较大，而且节能潜力巨大。
1.1水泵变频控制方式及存在的问题在较大的供热空调系统中，往往单台泵不能满足系统要求，需要多台水泵并联或串联运行，以达到流量要求。
由于多级泵的发展，水泵串联在工程实际中很少应用，多台水泵并联运行应用的则较多。
在很多系统中，水泵往往和冷热源主机进行串联连锁控制。
冷热源根据一定的方式进行启停控制，当冷热源停止运行，则相应管路上串联的水泵也会停止运行。
当水泵不与冷热源进行连锁控制时，多台水泵并联运行，大部分的台数切换控制方式是这样的，以两台水泵并联运行为例：当负荷降低时，系统所需流量减少，则逐渐降低两台水泵的转速，调节系统流量，当流量减少到正好为单台水泵在额定工况下的流量时，在此转速下运行一段时间，然后关闭其中一台水泵，另一台水泵重新回到额定转速下运行。
此切换方式没有考虑水泵变频在切换前后各性能参数的变化，也没考虑到切换之后水泵运行是否会更节能。
二、传统台数切换方式下水泵并联同步调速特性分析本节以单级泵变流量系统（负荷侧变水量、蒸发器侧变水量）为例，分析“多泵共用”形式下，采用传统水泵台数切换方式时，不同变频控制方式下水泵性能随着冷水机组与水泵台数切换的变化规律。
2.1四台水泵并联同步变速运行特性分析若水泵设计台数为4台时，选择格兰富TP型水泵，型号为TP200-510/4 , 额定流量为600m3/h，额定扬程为33.9mH2Q由于变频水泵与冷水机组台数一致，在此忽略调节过程及时间，并认为控制足够精确，变频水泵和冷水机组同时切换。
如图4-1所示，为并联变频水泵采用传统水泵台数切换方式时，供回水干管定压差控制与末端定阻抗控制方式运行下水泵能耗的变化规律。
图2-1表示末端定阻抗控制方式相对于干管定压差控制方式的节能率230图2-1两种控制方式下能耗变化规律60 CO 0.20.+ 0.6 08流冒比图2-2末端定阻抗控制相对于干管定压差控制方式的节能率变化规律从图2-2中可以看出：（1）在4台水泵并联变速运行过程中，末端定阻抗控制方式比供回水干 管定压差控制方式要更加节能，并且随着负荷的降低，流量比的逐渐减小，节 能率呈增大趋势。
（2） 在运行过程中，水泵能耗及节能率曲线是分段的，跳跃的，这是由冷 水机组与水泵台数切换造成的，分段跳跃点即为冷水机组与水泵台数切换点。
女口 图4-3所示，为冷水机组与水泵台数示意图。
（3） 在关闭一台冷水机组与水泵后，水泵能耗急剧增大，节能率急剧降低。
分析其原因：初始时，冷水机组全部处于部分负荷下运行，关闭一台后，剩余冷水机组 全 部回到额定状态下工作，不再处于部分负荷。
这时，由于冷水机组台数的减 少, 冷源处的管路阻抗会增大，致使整个管路的阻抗增大，因此在相同运行 流量下，水泵能耗会增大。
1.0图2-3冷水机组与水泵台数示意图图2-4两种控制方式转速比变化规律-0-虫回水干訐走巫差240.00.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0 0.2 040.6 0.3 1.0MfcIso■S764共叵肚干管走压養.亠求端定阳抗do 02 OA Q.6 o's图2-5两种控制方式水泵效率变化规律如图2-4、2-5所示，为并联水泵变频运行下的转速比、水泵效率随着流量比的变化规律。
从图中可知：（1）末端定阻抗控制方式下的并联水泵转速比与运行效率要比供回水干管定压差控制方式下小。
（2）供回水干管定压差控制方式下的并联水泵转速比都保持在0.7~1之间，运行比较稳定，水泵效率较咼，始终都处于76%以上，在咼效区间内运行。
（3）而末端定阻抗控制方式下的水泵变频转速比比较低，转速变化速率较快，两台水泵变频运行后期，转速比已经低于0.4,这也造成了末端定阻抗控制方式下并联水泵的能耗虽然比较小，但是效率也较低的现象。
（4）在水泵与冷水机组运行台数一定时，随着流量的减小，供回水干管定压差控制方式下，水泵效率一般先增大，后减小；而末端定阻抗控制方式下，管网总阻抗保持不变，所以水泵效率也保持不变。
（5）在关闭一台冷水机组与水泵后，水泵转速比增加，运行效率降低。
2.2五台水泵并联同步变速运行特性分析当水泵台数与冷水机组台数相同时，由于两者同时进行台数切换，切换前后性能发生变化，是两者台数切换的共同作用，并不能确切地了解两者分别单独作用下会对水泵并联变频运行产生怎样的影响。
因此，本小节中，令水泵台数与冷水机组台数不同，分析多台水泵并联变频运行性能变化规律。
其他条件不变，设水泵台数为5台，则选取的水泵型号为TP200-450,额定流量为470m3/h，额定扬程为32mH2Q£4B0-11-J 乐氓芒国宜主戛切按色o'o ob oh —“心OS KO決理;比图2-6 5台水泵时两种控制方式水泵效率变化规律如图2-6、2-7、2-8所示，为5台水泵并联变频运行下水泵效率、转速比与能耗随着流量比的变化规律。
图中，分段跳跃点为水泵或冷水机组的台数切换点，共有7个，即水泵和冷水机组切换台数总共7次。
在切换点处为空心的表示水泵台数切换点，有4个；切换点处为实心的表示冷水机组台数切换点。
-D-二诗走压養衣赢切换点亠東宅遂凰王亠耒堆走亘抗菖聂切突兰图2-7 5台水泵并联时两种控制方式转速比变化规律干普定三差干晋定E盖水泵切换点主端定迴抗水泵切换虫图2-8 5台水泵并联时两种控制方式水泵能耗变化规律从上述图中可以得出：（1）当水泵台数与冷水机组台数不同时，系统设备切换次数较多，系统运行波动较多，不稳定。
（2）随着流量比的减小，无论是水泵还是冷水机组，每关闭一台设备后，两种控制方式的转速比都会增大。
当关闭一台冷水机组后，单台水泵的流量不变，但是系统阻抗变大，所需扬程增大，所以转速增大；当关闭一台水泵后，水泵扬程不变，但是单台水泵的流量变大，所以转速也增加。
（3）在干管定压差控制方式下，每关闭一台水泵或冷水机组，水泵效率可能增大，可能减小，无特定变化规律。
（4）在末端定阻抗控制方式下，每关闭一台水泵，水泵效率降低，每关闭一台冷水机组，水泵效率升高。
由于效率减小的幅度比效率增加的幅度要大，所以在水泵与冷水机组一起关闭后时，水泵的效率是减小的，但是变化的幅度不如两种设备单独进行台数切换时幅度变化大。
所以说，水泵设计台数为4台时，设备台数切换前后效率的规律性变化是两种设备共同作用的结果。
（5）无论是哪种控制方式，当关闭一台冷水机组时，能耗增加幅度较大。
而当关闭一台水泵后，两种控制方式下能耗的变化都非常小，可以忽略。
所以说，在多台水泵多台冷水机组变流量运行中，随着流量的减小，关闭一台冷水机组会使水泵输送能耗增大，而水泵台数切换则对水泵能耗基本没有影响。
三、基于水泵效率的台数切换方式的提出与分析3.1传统水泵台数切换方式的不合理性分析并联水泵变频运行的传统水泵台数切换方式的不合理性主要有以下两点：（1）该台数切换方式未能完全发挥出水泵变频节能的优势从5台水泵运行下的效率-流量比图中可知，在供回水干管定压差控制中，当5台水泵转换为4台水泵时，转速比从0.9增至0.95，水泵效率从81.8%变为81%当4台水泵转换为3台水泵时，转速比从0.88增至0.94，水泵效率从81.5%变为80.9%。
在末端定阻抗控制方式中，当5台水泵转换为4台水泵时，转速比从0.8变为0.85，水泵效率从81.6%变为78.9%。
可以看出，在水泵转速比还没下降到下限，而水泵效率依旧很高的时候，就进行了水泵台数切换。
所以说，以单台水泵额定流量来切换水泵台数的传统水泵台数切换方式未能将水泵变频节能的优势完全发挥出来，这种台数切换控制方式是不太合理的。
（2）水泵变频采用末端定阻抗控制方式时，采用该台数切换方式容易导致水泵与冷水机组运行台数不匹配的现象如图3-1所示，为5台水泵并联变频运行时传统水泵台数切换方式下S的变化曲线。
从图中可以看出：（1）5台水泵并联变频运行过程中，供回水干管定压差控制方式下S o值较大，末端定阻抗控制方式下S o值较小。
（2）冷水机组与水泵运行台数一定时，在定压差控制方式下，随着流量比的减小，S o值会逐渐增大。
在末端定阻抗控制方式下，S o值保持不变。
（3）在关闭一台冷水机组后，S o值会突然增大；而在关闭一台水泵后，S0值会突然减小。
由于在5台水泵并联变频运行时，单泵变频的S1值为55.66393273 X io-5h7m5，所以在水泵变频运行过程中，应该使单泵的S o值大于S的值。
图中，定压差控制方式下，单泵的So值都大于S i的值，所以水泵变频运行都在变频调速范围之内。
而末端定阻抗控制方式下，在流量比为Q.41，3台水泵切换为2台水泵的时候，运行中的S o值已经小于S值10・0- - ■，I ，I ， 1 -0.0 0_2 0.4 0.6 0.S 1.0图3-1额定流量法切换台数时S0的变化规律所以，在水泵变频末端定阻抗控制方式下，采用传统水泵台数切换方式可能使得水泵运行超出变频调速范围，使水泵不能正常工作。
也就是说，在末端定阻抗控制方式下以传统水泵台数切换方式进行台数切换是不合理的。