水泵运行工况分析

张智学

摘要：在自来水的输配过程中，给水泵站是重要的组成部分，只要其中的一个水泵运行发生错误，都会波及很大。因此，水泵工矿点的确定就显得尤其重要，在确定的过程中，要保证电机不过载和水泵不发生汽蚀的基础上争取较小的吨百电耗为原则。同时，还应该配置两种功率的电机，使得用户能够选择最佳的设备组合以此到达减少能耗的目的。本文主要分析水泵运行的工况情况。

关键词：水泵；运行工况；分析

每台水泵都有一个性能曲线，这个曲线是在一定的转速下体现出来的，比如说2900转或者1450转又或者800转，每个转速的时候，它的曲线完全不一样。性能曲线反映了水泵自身所具有的潜在的工作能力。但是，在运用时要发挥水泵的这种效果，必须把泵出口配上管道才能把水输送到高处而不是不接管道就能喷到泵铭牌所标的扬程数值。那么，对于一个具体的水泵系统，水泵究竟在性能曲线上的哪一点工作，这就是确定水泵工况点的问题。

一、水泵工况点的概念

水泵工况是指水泵运行时，实际出水量Q、扬程H、轴功率N、效率n等，把这些值绘在扬程曲线、功率曲线、效率曲线上，就成为一个具体的点，这个点就称为水泵工况点。水泵工况点反映了水泵瞬时的工作状况。 除了水泵本身的能力外，水泵工况点的具体位置还取决于其他因素。决定水泵工况点的因素有两个方面：水泵固有的工作能力；水泵的工作环境，比如所有污水泵产品输送污水时工况点是依据清水来计算的，即水泵的管路系统的布置以及水池、水塔水位的变化等边界条件。

二、水泵运行工况的调节方法

1.节流调节

节流调节就是在管路中装设节流件，如阀门。孔板等通过改变阀门的开度大小来改变管路阻力从而改变了装置扬程性能曲线，也可以加一个小孔的孔板，它用于固定流量的调节常只用在出口管路上，因为在进口管路上易使泵发生汽蚀 节流调节方法简单、易行、可靠 并且可以再泵运行中动态下随时改变 故广泛应用于中小型泵中的调节。

2.变速调节

变速调节是改变泵性能曲线来改变泵的工作点的 其优点是没有附加损失，所以很是经济变速调节因受泵的强度限制，一般只用于降速调节 不得任意提高轉速，以免损坏泵，在降速调节时一般泵的效率会有所下降，并随降速幅度增大而下降增大 所以转速降低一般不得低于50%，否则会使泵的效率降低太多。

3.切割叶轮外径

切割叶轮外径就是将叶轮外径进行车削当叶轮外径改变后，与原叶轮在几何形状上并不相似，但当改变量不大时 可近似地认为叶片切割前后出口角不变，流动状态近似相似 叶轮外径切割后，泵的效率有所下降尤其是切割量较多时，效率下降较大，并且计算误差也较大。所以泵叶轮外径切割也有一定的限制 切割叶轮外径调节简单、可靠、经济其缺点是叶轮切割后，不能再恢复泵的形状并且不能在动态下改变。

4.汽蚀调节

汽蚀调节仅用于凝结水泵中的调节，调节时把泵的出口调节阀全开，当汽机负荷变化时 也就是凝汽器的凝气量相应变化时，供水泵进水位的变化来调节泵的流量 达到汽轮机的排气量的变化与水泵输水量自动平衡的目的。

5.可动叶片调节

当改变叶片安放角时，泵的性能将随之改变

所以将叶片制作成可转动可改变叶片安装角就可改变泵的性能 从而达到调节的目的。

6.减少叶轮数目调节

在多级泵中，减少叶轮数目来降低泵的扬程 从而达到调节的目的，所以只能用在多级泵中。

三、水泵运行工况的确定

水泵的工况点是水泵的扬程性能曲线和抽水装置特性曲线的交点，水泵的扬程性能曲线可以从机械产品目录、设计手册或水泵的性能图（包括实验性能曲线、通用性能曲线）等直接查得，也可根据水泵的性能表，利用水泵扬程方程，求得扬程式性能曲线的系数，从而绘制出水泵的扬程性能曲线。而抽水装置特性曲线是根据抽水装置的管道材料及其布置、设计上下水位，求出其抽水装置阻力参数，假设一个个流量，计算对应的抽水装置所需要的扬程，从而绘制出抽水装置特性曲线。水泵的联合运行包括正常运行、调节泵与非调节的联合运行以及非常工况下的运行三类。正常运行包括相同和不同型号水泵的并联、相同和不同型号水泵的串联、相同型号水泵的串并联转换运行、一台水泵向高低不同的出水构筑物供水、高位构筑物与水泵联合向低位构筑物供水、多台水泵向高低不同的出水构筑物供水等7种情况。调节泵与非调节的联合运行包括变径调节水泵的工况点、变径调节水泵和非调节泵的联合运行、变速调节水泵的工况点、变速调节水泵和非调节泵的联合运行、变角调节水泵的工况点、变角调节水泵和非调节泵的联合运行等6种情况。非常工况下的运行包括串联和并联，它们又都包括全部失去动力和部分失去动力等4种情况。在泵站中，为了适应流量的变化，往往装有多台水泵。在这种情况下，如果出水管路较长，进行技术经济比较后，可采用几台（一般2～4台）水泵合用一条出水管。几台水泵向一条公共出水管供水，称为水泵的并联运行。图3—2—1～图3—2—3中绘出了两台水泵的并联装置，其中F点称为并联点，从水泵出水接管末端（水泵出口）、到并联点的管段称为压力支管，并联点以后的管段称为压力并管，而水泵之前的管道称为吸水管。经验表明，性能良好的水泵常常可以作为水轮机运行，称为水泵水轮机，且效果良好。但是很多良好水轮机在作为水泵运行时其效率显著降低，其原因是：在水轮机内，水流是收缩的，其速度是加速的。

四、总结

在实际运行过程中，泵站平常是以一台水库泵运行为主，增压泵极少运行，只有在特殊情况下需要向局部地区调水运行时，两台增压泵同时运行，发挥作用。根据实际运行参数统计，水库泵运行时的平均扬程为26.8米，两台增压泵同时运行时平均扬程12.9米。工况点的位置是否合理，对排水设备的安全性和经济性具有重要影响。在排水设备的经济性应建立在安全的运转基础上。也就是说，确定工况点时，应首先保证电机不过载和水泵不发生汽蚀。