泵与风机的运行与调节

第六章 泵与风机的运行与调节

主要内容

（一）管网特性及泵与风机运行 （二）泵与风机的联合运行 （三）泵与风机运行工况的控制调节 （四）泵与风机的叶片切割和加长 （五）泵与风机运行中的几个问题

（一）管网特性及泵与风机运行 1、管网特性曲线及其影响因素 2、泵与风机的稳定运行

1、管网特性及其影响因素

所谓管网特性，就是管网中的流量Q 与所需要消耗的压头H C 之间的关系。 管网特性主要与哪些因素相关？

首先，根据水泵的管网特性方程讨论其影响因素，如P111,图5-1示，列伯努利方程：

A-1：

2-B ：

式中H w g 与H w j 为进、出管阻损。

两式相减，并整理后可以得到该水泵管网所需要消耗压头的表达式：

式中，管网阻力特性系数：

管路的静扬程：H s t 为抛物线的截距，H s t 与流量Q 无关，

第二项φ与流量Q 呈平方关系，说明管网特性曲线为二次抛物线，则其管网特性曲线如P112,图5-2中上方的二次曲线。

同理可得风机管网特性曲线。类似前述E q 的形式（推导略）：

H H V

P V

P g w g A

A

g

g

g

g .21

1

222+++=+ρρ

H H V

P V

P j

w j B

B

g

g g

g .222

2

22+++=

+ρρQ

F

H V H V H H P P H V

V V V H H H H P P P

P H

g d l

g d l g g g

g g g g g g g t s t s w t A

B C A B j w g w j g A B C

2

2.2.22

22212..1

2

2)(2)()2()()

2222()(ζλζλρρρρρ∑+∑+=∑+∑+=+∑++-=--++++++-=-=

显然，对于风机管网来说，由于空气密度较小，管网特性曲线方程的第一项中，p t 的值很小，可近似忽略不计，说明风机管网特性曲线的截距比水泵小得多，而对于那些从大气吸入和排至大气等情况来说，式中第一项（p B —p A ）也近似为零，

∴

图5-2中下方过原点的二次曲线。

显然，泵与风机的管网特性曲线（二次抛物线）形状的陡降程度将取决于管网特性系数φ值的大小，管网特性系数φ值越大，抛物线越陡。φ值与管道长度ｌ、沿程损失系数λ、局部损失系数ζ成正比，而与过流截面成反比。

2、泵与风机的稳定运行工况分析

如P113，图5-3所示，泵与风机特性曲线与管网特性曲线的交点为泵与风机的运行工况点M ，当泵与风机在这个交点上达到稳定运行时，称为稳定运行工况点。相对应的流量为 Q VM 、扬程为 H M 。泵与风机特性曲线的最高点K 处对应的扬程为最大扬程，其右侧区域为稳定运行区域。

（二）泵与风机的联合运行 1、泵与风机的串联运行 2、泵与风机的并联运行

3、泵与风机的串联与并联运行的比较

1、泵与风机的串联运行

采用两台（或以上）设备，分别安装在同一条管路上，就称为串联运行。 在什么情况下，系统要采用串联运行？ 1）系统所要求的扬程（压力）较大。

2）由于大扬程（高压力）泵与风机叶轮直径过大、宽度过小、设备的功率大，工艺难度大、成本较高等。 3）满足系统技术改造时设备增加，而使管网阻力增大。

4）为了适应一些阻力变化范围较大、变化频率较快的系统的可靠与高效运行。

串联运行有以下两种形式： （1）相同型号泵与风机的串联运行 （2）不同型号泵与风机的串联运行

（1）相同型号泵与风机的串联运行 ①串联运行曲线

如P117，图5-8所示：H M =2H B ；H Mi =2H Bi ；------- ②串联运行前后工况比较

如P116，图5-8所示：扬程：H c ＜H M ；H M ＜2H c ；流量：同理----

（2）不同型号泵与风机的串联运行：参见P117，图5-9所示。

2、泵与风机的并联运行

采用两台（或以上）设备，分别安装在各自的管路上向同一个系统供水或排水，就称为并联运行。

)(≈-

=+p p p p

t

A

B

st

在什么情况下，系统要采用并联运行？

1）系统所要求的流量较大。

2）由于流量泵与风机叶轮过流宽度、设备功率过大、成本较高等。

3）满足系统技术改造时设备增加，而使流量增大。

4）为了适应一些流量变化范围较大、变化频率较快的系统的可靠与高效运行。

并联运行运行有以下两种形式：

（1）相同型号泵与风机的并联运行

（2）不同型号泵与风机的并联运行

（1）相同型号泵与风机的并联运行

①并联运行曲线：如P114，图5-6所示：Q M=2Q B；Q Mi=2Q Bi；-------

②并联运行前后工况比较：如P114，图5-6所示：Q c＜Q M ；Q M＜2Q c；扬程：同理

（2）不同型号泵与风机的串联运行：参见P115，图5-7所示。

3、泵与风机的串联与并联运行的比较，参见P117，图5-10所示，讨论一下问题：

1）串联运行的特点？

2）并联运行的特点？

3）两者各自适用于那种场合？

（三）泵与风机运行工况的调节

1、旁路分流调节方式

2、节流调节方式

3、入口导流调节方式

4、变速调节方式

5、动叶调节方式

6、泵的进口水位调节方式

1、旁路分流调节方式

1）旁路分流调节的管路布置实例

2）旁路分流调节的水力特性分析

3）旁路分流调节的特点及其应用

1）旁路分流调节的管路布置与应用实例

如图所示，在氧化转炉煤气冷却给水系统中，氧化转炉产生的蒸汽量随炼钢工艺过程变化而周期性波动，汽包补水须随之周期性变化，当转炉停止吹炼、汽包无需补水、系统给水量为零时，为避免电机频繁启动或水泵的闷车，并保证高压泵的安全运行，可在水泵出口管路设置这种供回水分流旁路来维持一个小流流量旁路回流。