一、泵的串聯(lián)
泵的串聯(lián)主要解決揚程不夠的問(wèn)題,經(jīng)串聯(lián)后的水泵,其流量不變,揚程是兩泵之和。在實(shí)際運用中為避免下游泵對上游泵的進(jìn)水不 足,通常將下游泵的流量調節到最佳狀態(tài),以保證上游水泵的進(jìn)水充足。其原理圖如下:
圖中:泵“D“的出口與泵“E”的進(jìn)口通過(guò)管道連接形成串聯(lián),經(jīng)泵串聯(lián)后,介質(zhì)先進(jìn)入泵“D”的進(jìn)口,經(jīng)泵“D”的運行,將介質(zhì)推送到泵“E”的進(jìn)口,通過(guò)泵”E“的運行,將介質(zhì)輸送到需要的地方。水泵串聯(lián)實(shí)質(zhì)是階梯輸送的延伸,何為階梯輸送?是指下游的水位太低,而要引入的位置又太高,用一臺水泵運行根本無(wú)法“完成使命”。
對于串聯(lián)運行,第n-1臺泵的出口壓力(對于長(cháng)距離串聯(lián),需要減去泵之間的損失)就是第n臺泵的入口壓力,因此對于串聯(lián)泵的承壓、軸承、軸封有一定要求,否則會(huì )造成殼體斷裂、軸封損壞、軸承發(fā)熱等。
與并聯(lián)情況一樣,關(guān)閉其中一臺或多臺泵,剩余泵的運行工況同樣會(huì )發(fā)生變化。
二、泵的并聯(lián)
泵的并聯(lián)是指,多臺泵共用一根出口管。每臺泵都有單獨的止回閥。泵并聯(lián)運行后,相同揚程下的流量相加。
即:Q并=Q泵1+Q泵2+Q泵3+……+Q泵n
水泵并聯(lián)工作的特點(diǎn):
①可以增加供水量,輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)泵出水量之總和;
②可以通過(guò)開(kāi)停泵的臺數開(kāi)調節泵站的流量和揚程,以達到節能和安全供水的目的。例如:取水泵站在設計時(shí),流量是按城市中最大日平 均小時(shí)的流量來(lái)考慮的,揚程是按河道中枯水位來(lái)考慮的。因此,在 實(shí)際運行中,由于河道水位的變化,城市管網(wǎng)中用水量的變化等,必 定會(huì )涉及取水泵站機組開(kāi)停的調節問(wèn)題。另外,送水泵站機組開(kāi)停的調節就更顯得必要了;
③水泵當并聯(lián)工作的泵中有一臺損壞時(shí),其他幾臺泵仍可繼續供水,因此,泵并聯(lián)輸水提高了泵站運行調度的靈活性和供水的可靠性,是 泵站中最常見(jiàn)的一種運行方式。
在采暖系統,水泵串聯(lián)、并聯(lián)的作用及其適用范圍當第一臺水泵的出水管連接在第二臺泵的吸人管時(shí)稱(chēng)為兩臺水泵串聯(lián)見(jiàn)下圖(b);當第一臺水泵與第二臺水泵的吸入管連接在一起,出水管也連接在一起時(shí)稱(chēng)為水泵的并聯(lián)見(jiàn)下圖(a)。
在理想狀態(tài)下,同型號同規格的兩臺水泵其流量與揚程關(guān)系是: 串聯(lián)時(shí):Q=Q1+Q2 H=H1+H2 從上兩式得知,當兩臺或兩臺以上水泵串聯(lián)時(shí)流量并無(wú)大的改變而揚程疊加。
并聯(lián)時(shí):Q=Q1=Q2 H=H1=H2 即當兩臺或兩臺以上水泵并聯(lián)時(shí),其系統的揚程無(wú)大改變,但流量疊加。水泵的串聯(lián)常用于給水管網(wǎng)加壓,室外給水管網(wǎng)的加壓泵站即采用水泵串聯(lián)方式。水泵并聯(lián)常用于單臺水泵不能滿(mǎn)足流量要求時(shí),或選擇系統流量過(guò)大的單臺水泵會(huì )造成運轉費用增加時(shí)。并聯(lián)可根據用水量的多少及用水 高峰調節開(kāi)啟水泵的臺數,降低運行成本。采暖系統中循環(huán)水泵經(jīng)常采用并聯(lián)的方法以滿(mǎn)足流量要求,備用水泵也采用并聯(lián)方式。
通常初始設計時(shí),需要按照最高用水量和最不利點(diǎn)確定流量揚程,然后根據該流量揚程確定最經(jīng)濟泵數量,此時(shí)單泵的流量為:Q單=Q總÷數量。
但是有另外一種情況相反,就是有了單泵的性能,來(lái)確定在固定管路中的運行工況。這個(gè)和上面的情況不同,需要根據特定的管路特性曲線(xiàn)和此時(shí)泵的并聯(lián)后曲線(xiàn)合成在一張圖上,來(lái)確定并聯(lián)運行后的工況點(diǎn)。
這里有一個(gè)很大的誤區,就是說(shuō)并聯(lián)運行流量小于兩臺泵之和,這個(gè)誤區正是第二種情況。對于第一種情況設計的流量揚程,單泵的運行工況則是流量除以數量。
在與客戶(hù)交流的時(shí)候,客戶(hù)總希望并聯(lián)運行的泵單泵工況流量略大于系統流量除以臺數,這個(gè)主要是看哪種設計方式。如果是第一種系統設計,選出來(lái)的泵最終運行時(shí)單泵會(huì )偏離工況點(diǎn),即揚程過(guò)高。如果是第二種情況,很難說(shuō)是否符合,因為不同廠(chǎng)家的曲線(xiàn)、不同形式的泵,性能也不一致,但是可以肯定的是,如果根據泵數量確定管路,是不經(jīng)濟的。
不管哪種情況,關(guān)閉其中一臺或幾臺水泵時(shí),單泵的工況點(diǎn)會(huì )發(fā)生變化,原因是泵運行數量改變后,有了新的并聯(lián)特性曲線(xiàn),該特性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)(系統工況點(diǎn))與原工況位置發(fā)生了顯著(zhù)變化(可以看上面的曲線(xiàn)圖,三臺泵并聯(lián)運行,如果被關(guān)閉其中一臺,則并聯(lián)流量變成了兩臺并聯(lián),工況點(diǎn)由三臺并聯(lián)與系統的交點(diǎn)變成兩臺并聯(lián)與系統的交點(diǎn)。此時(shí)運行,每臺泵的運行工況則偏離其原來(lái)三臺并聯(lián)時(shí)的單臺運行工況,即向大流量方向偏移;同樣,如果增加臺數,情況相反。