水泵運行工況分析

張智學

摘要：在自來水的輸配過程中，給水泵站是重要的組成部分，只要其中的一個水泵運行發生錯誤，都會波及很大。因此，水泵工礦點的確定就顯得尤其重要，在確定的過程中，要保證電機不過載和水泵不發生汽蝕的基礎上爭取較小的噸百電耗為原則。同時，還應該配置兩種功率的電機，使得用戶能夠選擇最佳的設備組合以此到達減少能耗的目的。本文主要分析水泵運行的工況情況。

關鍵詞：水泵；運行工況；分析

每臺水泵都有一個性能曲線，這個曲線是在一定的轉速下體現出來的，比如說2900轉或者1450轉又或者800轉，每個轉速的時候，它的曲線完全不一樣。性能曲線反映了水泵自身所具有的潛在的工作能力。但是，在運用時要發揮水泵的這種效果，必須把泵出口配上管道才能把水輸送到高處而不是不接管道就能噴到泵銘牌所標的揚程數值。那么，對于一個具體的水泵系統，水泵究竟在性能曲線上的哪一點工作，這就是確定水泵工況點的問題。

一、水泵工況點的概念

水泵工況是指水泵運行時，實際出水量Q、揚程H、軸功率N、效率n等，把這些值繪在揚程曲線、功率曲線、效率曲線上，就成為一個具體的點，這個點就稱為水泵工況點。水泵工況點反映了水泵瞬時的工作狀況。 除了水泵本身的能力外，水泵工況點的具體位置還取決于其他因素。決定水泵工況點的因素有兩個方面：水泵固有的工作能力；水泵的工作環境，比如所有污水泵產品輸送污水時工況點是依據清水來計算的，即水泵的管路系統的布置以及水池、水塔水位的變化等邊界條件。

二、水泵運行工況的調節方法

1.節流調節

節流調節就是在管路中裝設節流件，如閥門。孔板等通過改變閥門的開度大小來改變管路阻力從而改變了裝置揚程性能曲線，也可以加一個小孔的孔板，它用于固定流量的調節常只用在出口管路上，因為在進口管路上易使泵發生汽蝕 節流調節方法簡單、易行、可靠 并且可以再泵運行中動態下隨時改變 故廣泛應用于中小型泵中的調節。

2.變速調節

變速調節是改變泵性能曲線來改變泵的工作點的 其優點是沒有附加損失，所以很是經濟變速調節因受泵的強度限制，一般只用于降速調節 不得任意提高轉速，以免損壞泵，在降速調節時一般泵的效率會有所下降，并隨降速幅度增大而下降增大 所以轉速降低一般不得低于50%，否則會使泵的效率降低太多。

3.切割葉輪外徑

切割葉輪外徑就是將葉輪外徑進行車削當葉輪外徑改變后，與原葉輪在幾何形狀上并不相似，但當改變量不大時 可近似地認為葉片切割前后出口角不變，流動狀態近似相似 葉輪外徑切割后，泵的效率有所下降尤其是切割量較多時，效率下降較大，并且計算誤差也較大。所以泵葉輪外徑切割也有一定的限制 切割葉輪外徑調節簡單、可靠、經濟其缺點是葉輪切割后，不能再恢復泵的形狀并且不能在動態下改變。

4.汽蝕調節

汽蝕調節僅用于凝結水泵中的調節，調節時把泵的出口調節閥全開，當汽機負荷變化時 也就是凝汽器的凝氣量相應變化時，供水泵進水位的變化來調節泵的流量 達到汽輪機的排氣量的變化與水泵輸水量自動平衡的目的。

5.可動葉片調節

當改變葉片安放角時，泵的性能將隨之改變

所以將葉片制作成可轉動可改變葉片安裝角就可改變泵的性能 從而達到調節的目的。

6.減少葉輪數目調節

在多級泵中，減少葉輪數目來降低泵的揚程 從而達到調節的目的，所以只能用在多級泵中。

三、水泵運行工況的確定

水泵的工況點是水泵的揚程性能曲線和抽水裝置特性曲線的交點，水泵的揚程性能曲線可以從機械產品目錄、設計手冊或水泵的性能圖（包括實驗性能曲線、通用性能曲線）等直接查得，也可根據水泵的性能表，利用水泵揚程方程，求得揚程式性能曲線的系數，從而繪制出水泵的揚程性能曲線。而抽水裝置特性曲線是根據抽水裝置的管道材料及其布置、設計上下水位，求出其抽水裝置阻力參數，假設一個個流量，計算對應的抽水裝置所需要的揚程，從而繪制出抽水裝置特性曲線。水泵的聯合運行包括正常運行、調節泵與非調節的聯合運行以及非常工況下的運行三類。正常運行包括相同和不同型號水泵的并聯、相同和不同型號水泵的串聯、相同型號水泵的串并聯轉換運行、一臺水泵向高低不同的出水構筑物供水、高位構筑物與水泵聯合向低位構筑物供水、多臺水泵向高低不同的出水構筑物供水等7種情況。調節泵與非調節的聯合運行包括變徑調節水泵的工況點、變徑調節水泵和非調節泵的聯合運行、變速調節水泵的工況點、變速調節水泵和非調節泵的聯合運行、變角調節水泵的工況點、變角調節水泵和非調節泵的聯合運行等6種情況。非常工況下的運行包括串聯和并聯，它們又都包括全部失去動力和部分失去動力等4種情況。在泵站中，為了適應流量的變化，往往裝有多臺水泵。在這種情況下，如果出水管路較長，進行技術經濟比較后，可采用幾臺（一般2～4臺）水泵合用一條出水管。幾臺水泵向一條公共出水管供水，稱為水泵的并聯運行。圖3—2—1～圖3—2—3中繪出了兩臺水泵的并聯裝置，其中F點稱為并聯點，從水泵出水接管末端（水泵出口）、到并聯點的管段稱為壓力支管，并聯點以后的管段稱為壓力并管，而水泵之前的管道稱為吸水管。經驗表明，性能良好的水泵常常可以作為水輪機運行，稱為水泵水輪機，且效果良好。但是很多良好水輪機在作為水泵運行時其效率顯著降低，其原因是：在水輪機內，水流是收縮的，其速度是加速的。

四、總結

在實際運行過程中，泵站平常是以一臺水庫泵運行為主，增壓泵極少運行，只有在特殊情況下需要向局部地區調水運行時，兩臺增壓泵同時運行，發揮作用。根據實際運行參數統計，水庫泵運行時的平均揚程為26.8米，兩臺增壓泵同時運行時平均揚程12.9米。工況點的位置是否合理，對排水設備的安全性和經濟性具有重要影響。在排水設備的經濟性應建立在安全的運轉基礎上。也就是說，確定工況點時，應首先保證電機不過載和水泵不發生汽蝕。