水泵并联变台数运行分析.docx

1、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

2、/h）。设系统特性曲线为：Hs=SQ2 (1)将设计工况下系统的阻力损失Hs=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

3、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ns在66附近的各型号水泵进行计算。水泵的额定工况如表1所示。图1是根据计算结果绘制的q随N的变化曲线。可以看到，几条曲线是相当接近的。在N=0.5时， 的的最大差值为0.103。也就是说，在比转数

4、大体相同的情况下，q随N的变化规律也大体相同。如果用几条曲线的算术平均所得到的曲线，作为比转数ns为66左右的代表性曲线(见图2)，计算表1所列比转数各型号水泵的q，在N0.5时误差不超过5。用同样的方法，对比转数在23、33、47、94、132、187附近的ISG型水泵进行计算，结果如图2所示。根据图2，得出结论：比转数愈大，曲线愈往下方；比转数愈小，曲线愈往上方。即比转数愈大，N相同的情况下，单台泵的流量相对于设计工况，增加愈少，不但变台数调节有较好的效果，而且超载的可能愈小，因而愈适于并联运行；反之，比转数愈小，在N相同的情况下q愈大，愈不适于并联运行。下面根据图2的结果，对N=1/2，

5、N=2/3，N=3/4这几种情况进行分析：（1）N=1/2，即由设计工况的2台并联运行减为一台运行，或由设计工况的4台并联运行减为2台并联运行，或由设计工况的6台并联运行减为3台并联运行等。由图2可知，这种情况下，各种比转数的泵，q都大于1.5，即单台泵的流量都将增加50以上，如果泵的电机功率是按照稍大于额定工况的功率配置，就会发生超载现象，并且比转数愈小超载愈多。（2）N=2/3，即由设计工况的3台并联运行减为2台并联运行，或由设计工况的6台并联运行减为4台并联运行等。由图2可知，这种情况下的范围为1.321.47，即单台泵流量增加的幅度在3247之间。比转数愈大，增加的幅度愈靠近这个范围的

6、下限；反之则愈靠近上限。应当说，这种情况有很大的超载可能，更准确的判断应当是根据q求出泵的流量，然后由功率与流量的关系曲线，查出实际功率，与电机的配置功率进行比较。（3）N=3/4，即由设计工况的4台并联运行减为3台并联运行，或由设计工况的8台并联运行减为6台并联运行等。由图2可知，这种情况下q的范围为1.231.31，即单台泵流量增加的幅度在2331之间。显然，这种情况也是有超载可能的。图3是根据计算结果绘制出的系统流量Q与相对台数N的关系曲线。这个图的作用是了解台数调节过程中系统的流量变化，以判定流量是否能够满足要求。图2和图3所表达的结果，实质上是相同的，由一个可以推出另外一个。式(5)

7、是它们之间的桥梁。4.流量预测方法对于凯泉ISG型单级单吸离心泵，可直接根据相对台数N和比转数ns在图2上查出q，则单台泵的流量q=q0q，系统流量Q=Nq。或者根据相对台数N和比转数ns,在图3上查出Q，则系统流量Q=QoQ，单台泵的流量q=Q/N。为了能够运用计算工具直接计算以及编制软件的需要，对ns66，0.5N1范围内的计算结果，进行拟合得到q与N、ns 的关系式如下：q=-0.002766ns N2 +1.109N2+0.005676nsN-3.026N-0.002921ns+2.92 (6) (6)式与(5)式相联立，又可求出Q0。(6)式的误差，经我们的核算，在8以内。水泵并联运

8、行的流量增量及相关问题分析：1.水泵并联可能出现的问题水泵并联运行的作用：（1）增大系统的流量。（2）通过开启不同台数来进行系统的流量调节。可能出现的问题：1）对于一个确定的管路系统,如果对泵选型不当,则可能出现开两台(或多台)泵并联运行比单台运行,流量增加很少的情况。2）减台运行时的单机流量就会大大增加，使单机工况严重偏离合理工作区，效率降低，从而使轴功率显著增大，有可能导致电机超载。2.水泵并联运行的流量增量的相关影响因素1）泵的特性对流量增量的影响泵的特性曲线越陡(比转数越大)，G（流量增量）越大，越适宜于并联工作。反之，泵的特性曲线越平坦(比转数越小)，G越小，越不适宜于并联工作。2）

9、管路阻抗对流量增量的影响管路阻抗S越大，并联的流量增量G越小；反之，S越小G越大。减小管路系统的阻抗，可以提高水泵并联的流量增量。管路阻抗越小(特性曲线越平坦)，越适宜于水泵的并联工作。管路阻抗越大(特性曲线越陡)，越不适宜于水泵的并联工作。3）泵的特性与管路阻抗对流量增量的综合影响泵曲线的陡降型与管路曲线的缓升型结合，G较大(图3a)；泵曲线的平坦型与管路曲线的陡升型结合(图3d)，G较小；其它两种组合， G居中。4）同型号，同水位水泵并联台数对流量增量的影响同型号同型号水泵并联，可以通过改变开启水泵台数的不同，来达到进行系统流量调节的目的，因此在设计中被广泛采用，但是，对于一个确定的管路系

10、统来说，不能简单的理解为并联的水泵台数增加一倍流量就会增加一倍。如两台同型号水泵在一个吸水池中抽水，两处吸口到交汇处的管径相同，各泵通过的流量为Q2，因此两台泵并联的结果是，在同一扬程下流量的叠加。用等扬程下流量叠加的方法绘制两台水泵并联后的特性曲线B。同型号、同水位水泵三台并联原理与两台水泵相同，特性曲线可用一条等值水泵的C曲线来表示。曲线A、B、C与曲线h相交于A，B，C，两台水泵运行时，Q不等于2Q，三台水泵运行时Q也不等于3Q，同时三台水泵并联时的流量增量小于两台水泵并联时的流量增量即Q3Q2。如果在继续增加并联水泵的台数量，则可能出现多台并联运行与单台运行相比，流量增加很少的情况。3

11、.采用台数调节可能出现的超载问题与流量增量如果水泵的并联流量增量G过小，改变开启台数时有可能造成水泵电机的超载。并联工况是设计工况，并联运行时的单台泵工况B应在合理工作区（高效区），而单台运行工况C往往偏离合理工作区，效率降低。G越小，C与B就相距越远,两工况的效率差也就越大。因此，G的过小，将使C工况的轴功率大大超出B工况，在单台运行时就有可能发生超载现象。实例：采用KQL125/300一11/4型水泵,流量推荐区间为55110m/h。GC比GB增大86.4%，且C工况严重偏离推荐工作区，效率一定低于B工况，所以C工况所需要的功率将大大超过B工况。如果水泵电机是按流量推荐区域配置，单台运行时一定会超载。4.并联水泵的选型及系统设计中应注意的几个问题1)应尽量不要采用性能曲线太平坦的水泵，并注意减小系统阻抗，以增大并联运行与单台运行的流量差G。2)对泵的选型，应尽量使并联运行和单台运行的泵都在高效率区工作。3)水泵选型时不能只考虑并联工况，必须校核单台运行工况，流量是否能够满足调节要求，以及是否有超载的可能。4)如果单台运行有超载可能，最好的办法是装设自力式限流止回阀，在单台运行时，限流止回阀自动改变开度，增大阻抗，减小流量。