淺淡離心泵的并聯運行

魏岸若

摘要：對泵而言，在實際工程中，為了適應各種不同時段管網中所需水量、水壓的變化，常常需要設置多臺水泵聯合工作，本文將介紹水泵并聯運行的工況分析方法。

關鍵詞：離心泵；并聯；串聯；運行

一、離心泵并聯運行的適用場所

使多臺水泵聯合運行，通過聯絡管共同向管網輸水的情況，稱為并聯工作。水泵并聯工作的特點是：

1）可以增加供水量，輸水干管中的流量等于各臺并聯水泵出水量之和。

2）可以通過開停水泵（即臺數控制）來調節水泵的流量和揚程，以達到節能和安全供水的目的。

3）當并聯工作的水泵中有一臺損壞時，其他幾臺水泵仍可繼續供水，提高了水泵運行調度的靈活性和供水的可靠性，是制冷空調水系統中較為常見的一種運行方式。

由于水泵并聯后其共同特性與單泵的特性并不相同，其性能的優劣將對用戶產生直接的影響，因此，如何確定水泵并聯運行的工況點及其特點，在實際工程中就顯得特別重要。以下就介紹工程上用得較多的圖解法。

二、離心泵并聯運行工況的圖解法原理

在繪制水泵并聯性能曲線時，先把并聯的各臺水泵的Q-H曲線繪制在同一坐標圖上，然后把對應于同一日值的各個流量Q加起來，如圖1示。把I號泵Q-H曲線上的l、I'、I''，分別與Ⅱ號泵Q-H曲線上的2、2'、2''各點的流量相加，則得到I、Ⅱ號泵并聯后的流量3、3'、3''，然后連接3、3'、 3''各點即得水泵并聯后的總（Q-H）I+Ⅱ曲線。這種等揚程下流量疊加的方法，實際上是將管道水頭損失視為零的情況下來求并聯后的工況點。因此，同型號的兩臺（或多臺）泵并聯后的總流量，將等于某揚程下各臺泵流量之和。事實上，管道水頭損失是必須考慮的，所以，尋求并聯工況點的圖解法就沒有那么簡單。

三、同型號、同水位的兩臺水泵的并聯工作

兩臺同型號、同水位的水泵的并聯工作如圖2所示。其并聯工作特性可分析如下：

（1）繪制兩臺水泵并聯后的總（Q-H）I+Ⅱ曲線 由于兩臺水泵同在一個吸水井中抽水，從吸水口A、B兩點至壓水管交匯點O的管徑相同，長度也相等，故ΣhAO=ΣhBO，AO與BO管中，通過的流量均為Q/2，由OG管中流進水塔的總流量為兩臺水泵水量之和，因此兩臺泵聯合工作的結果是在同一揚程下流量相疊加。為了繪制并聯后的總特性曲線，先不考慮管道水頭損失，在（Q-H）I，Ⅱ曲線上任取幾點，然后在相同縱坐標值上把相應的流量加倍，即可得到1'，2'，3'，…，m'點，用光滑曲線連接這些點即可得到并聯后的總特性曲線（Q-H）I+Ⅱ，如圖2示。圖中所注下標“I，Ⅱ”表示單泵I及單泵Ⅱ的Q-H曲線，下標“I+Ⅱ”表示兩泵并聯工作的總Q-H曲線。

上述這種等揚程下流量疊加的原理稱為橫加法原理。所謂總的（Q-H）I+Ⅱ曲線，就是把兩臺參加并聯水泵的Q-H曲線，用一條等值水泵的（Q-H）I+Ⅱ曲線來表示，此等值水泵的流量必須具有各臺水泵在相同揚程時流量的總和。

（2）繪制管道系統特性曲線并求出并聯工況點 繪出AOG或BOG管道系統的特性曲線Q-ΣhAOG，此曲線與（Q-H）I+Ⅱ曲線相交于M點。M點的橫坐標為兩臺水泵并聯工作的總流量QI+Ⅱ，縱坐標等于兩臺水泵的揚程 HO。M點稱為并聯工況點。

（3）求每臺泵的工況點 通過M點作橫軸平行線，交單泵的特性曲線于N點，N點即為并聯工作時各單泵的工況點。其流量為QI，Ⅱ，揚程H1=H2=H0。自N點引垂線交（Q-H）I，Ⅱ曲線于P點，交（Q-P）I，Ⅱ曲線于q點，P點及q點分別為并聯時各單泵的效率點和軸功率點。如果將第2臺泵停車而只開1臺泵時，則圖2的S點可以視為單泵的工況點。這時的流量Q'，揚程為H'，軸功率為P'。

由圖2看出，P'>PI，Ⅱ，即單泵工作時的功率大于并聯工作時各單泵的功率。因此，在選配電動機時，要根據單泵單獨工作的功率來配套。另外，Q'>QI，Ⅱ，2Q'>QI+Ⅱ，即一臺泵單獨工作時的流量大于并聯工作時每一臺泵的流量，也即兩臺泵并聯工作時其流量不是單泵工作時的流量加倍。這種現象在多臺泵并聯時，就很明顯，而且當管道系統特性趨向較陡時，就更為突出。現舉例如下。

圖3示為5臺同型號水泵并聯工作的情況。由圖可知，以一臺泵工作時的流量Q1為100L/s，兩臺泵并聯的總流量Q2為190L/s，比單泵工作時增加了90L/s；3臺泵并聯時的總流量Q3為251L/s，比兩臺泵時增加了61；4臺泵并聯的總流量Q4為284L/s，比3臺泵時增加了33L/s；5臺泵并聯的總流量Q5為300L/s，比4臺泵時只增加了16L/s。由此可見，再增加并聯水泵的臺數，其增大流量的效果就不大了。

由圖3可看出，每臺泵的工況點隨著并聯臺數的增多而向揚程高的一側移動。臺數過多，就可能使工況點移出高效段范圍。因此不能簡單地理解為：并聯水泵的臺數增加一倍，流量就會增加一倍，而必須同時考慮管道的過水能力，經過并聯工況的計算和分析后才能下結論。