浅谈高山台合理选择水泵的并联或串联

2019-06-22 07:01韦志曹丽丹
视听 2019年5期
关键词:扬程串联运转

韦志 曹丽丹

(广西广播电视技术中心柳州分中心)

一、水泵的基本特性

泵特性曲线上的每个点都是一个工况,泵在哪个工况下运转是由泵特性曲线和装置特性曲线决定的。水泵的扬程(Hz)是指把单位重量液体从吸水池液面送到排水池液面需要的能量,其公式为:

根据上述公式得出曲线如图1,称为装置特性曲线或者管路阻力曲线;将装置特性曲线和泵特性曲线画在一张图中,二者的交点M就是泵的运转工况点。M点的意义在于在该点单位重量液体通过泵获得的能力(扬程H)正好等于把单位重量液体从吸水池液面送到排水池液面需要的能量(装置扬程Hz),因此M点就是稳定运行的工况点。如果泵偏离M点,在A点工作,此时H>Hz,多余的能量促使管内流速增加,流量增加,工况点从A点移向M点;反之,如果泵在B点工作,H

图1

二、水泵并联和串联的原理

水泵的并联是指第一台水泵与第二台水泵的吸入管连接在一起,出水管也连接在一起联见图2中(a)。水泵的串联是指第一台水泵的出水管连接在第二台的吸入管联见图2中(b)。

图2

(一)水泵的并联

1.相同特性的泵并联

图3

图3中,HI(HII)是单独一台泵的特性曲线,HIII是两台泵并联合成的特性曲线,它是相同扬程下两台泵流量相加得到的。一台泵单独运转时的工况点是A1,两台泵并联时的工况点是A,各泵的实际工况点是B。一台泵运转时,流量是QA1,两台泵并联时合成流量是QA。因QA=2QB<2QA1,就是说,由于存在管道阻力,即使用两台泵并联运行,合成流量也小于两台泵单独运行时流量的2倍。

图4

2.不同特性泵的串联

图4中,HI和HII是单台水泵的特性曲线,HIII是两台泵并联工作时的合成特性曲线。当装置特性曲线为R1时,合成工况点为A点,实际两泵的工况点为B1和B2点,其流量小于两台泵单独运行时流量Q B1与Q B2 之和。当装置特性曲线为 R2时,关于扬程低的泵II,在流量为零的工况下运转,这里泵消耗的功率使液体加热,有可能出现事故,如果泵II无逆止阀,水将通过泵II倒流,并引起该泵反转。由以上两例子可知,泵并联运转应当按扬程相等分配流量。

(二)水泵的串联

1.相同特性泵的串联运转

图5中HI(HII)是单台水泵的特性曲线,HIII是两台泵串联工作时的合成特性曲线,它是在同一流量下两台泵相应扬程(纵坐标)相加得到的,R是装置特性曲线。单台泵运转时工况为A,两台泵串联时工况点了B。由图2可知,两台泵串联扬程和流量都增加,其增加程度和装置特性曲线的形状有关,但都小于单独运转时的两倍。

图5

2.不同特性泵的串联

图6中,HI和HII是单台水泵的特性曲线,HIII是两台泵串联工作时的合成特性曲线,R1和R2 是两条装置特性曲线。当装置特性曲线为R1 时,合成工况点为A,两泵的工况点分别为A1 和A2 。如果装置特性曲线为R2 时,合成工况点为B。当阻力曲线在R2以下时,其运转状态是不合理的。在Q>QB 时,两泵合成的扬程小于泵II的扬程。若泵II作为串联工作的第二级,则泵I变为泵II吸入侧阻力,使泵II吸入条件变坏,有可能发生汽蚀。若把泵I作为串联工作的第二级,则泵I变为泵II排出侧的阻力,消耗一部分泵II的扬程。

图6

三、水泵并联与串联的实际应用

通过对水泵并联和串联的分析,在水泵并联、串联时,应采用同种类型及同种规格的水泵连接,因同类型水泵特性曲线基本相同,流量及扬程易接近较理想状态。在理想状态下,同型号同规格的两台水泵并联时其流量(Q)关系是:Q=Q1+Q2。从中可得知,两台水泵并联时可以增加供水量,通过开停泵的台数来调节流量,以达到节能和快速供水。当并联工作的泵中有一台损坏时,其他泵仍可继续供水,有效提高了供水的可靠性和灵活性。在理想状态下,同型号同规格的两台水泵串联时其扬程(H)的关系是: H=H1+H2 。当高山台站下游的水位太低,用一台泵无法将水抽到山顶时,可以选择用两台泵串连将扬程扩大一倍,确保供水的稳定性,同时避免单泵工作负荷过大发热损坏的情况。

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