張智學(xué)

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(gè)水泵運(yùn)行發(fā)生錯(cuò)誤，都會(huì)波及很大。因此，水泵工礦點(diǎn)的確定就顯得尤其重要，在確定的過程中，要保證電機(jī)不過載和水泵不發(fā)生汽蝕的基礎(chǔ)上爭取較小的噸百電耗為原則。同時(shí)，還應(yīng)該配置兩種功率的電機(jī)，使得用戶能夠選擇最佳的設(shè)備組合以此到達(dá)減少能耗的目的。本文主要分析水泵運(yùn)行的工況情況。

關(guān)鍵詞：水泵；運(yùn)行工況；分析

每臺(tái)水泵都有一個(gè)性能曲線，這個(gè)曲線是在一定的轉(zhuǎn)速下體現(xiàn)出來的，比如說2900轉(zhuǎn)或者1450轉(zhuǎn)又或者800轉(zhuǎn)，每個(gè)轉(zhuǎn)速的時(shí)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(yùn)用時(shí)要發(fā)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(biāo)的揚(yáng)程數(shù)值。那么，對(duì)于一個(gè)具體的水泵系統(tǒng)，水泵究竟在性能曲線上的哪一點(diǎn)工作，這就是確定水泵工況點(diǎn)的問題。

一、水泵工況點(diǎn)的概念

水泵工況是指水泵運(yùn)行時(shí)，實(shí)際出水量Q、揚(yáng)程H、軸功率N、效率n等，把這些值繪在揚(yáng)程曲線、功率曲線、效率曲線上，就成為一個(gè)具體的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就稱為水泵工況點(diǎn)。水泵工況點(diǎn)反映了水泵瞬時(shí)的工作狀況。 除了水泵本身的能力外，水泵工況點(diǎn)的具體位置還取決于其他因素。決定水泵工況點(diǎn)的因素有兩個(gè)方面：水泵固有的工作能力；水泵的工作環(huán)境，比如所有污水泵產(chǎn)品輸送污水時(shí)工況點(diǎn)是依據(jù)清水來計(jì)算的，即水泵的管路系統(tǒng)的布置以及水池、水塔水位的變化等邊界條件。

二、水泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)方法

1.節(jié)流調(diào)節(jié)

節(jié)流調(diào)節(jié)就是在管路中裝設(shè)節(jié)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(yáng)程性能曲線，也可以加一個(gè)小孔的孔板，它用于固定流量的調(diào)節(jié)常只用在出口管路上，因?yàn)樵谶M(jìn)口管路上易使泵發(fā)生汽蝕 節(jié)流調(diào)節(jié)方法簡單、易行、可靠 并且可以再泵運(yùn)行中動(dòng)態(tài)下隨時(shí)改變 故廣泛應(yīng)用于中小型泵中的調(diào)節(jié)。

2.變速調(diào)節(jié)

變速調(diào)節(jié)是改變泵性能曲線來改變泵的工作點(diǎn)的 其優(yōu)點(diǎn)是沒有附加損失，所以很是經(jīng)濟(jì)變速調(diào)節(jié)因受泵的強(qiáng)度限制，一般只用于降速調(diào)節(jié) 不得任意提高轉(zhuǎn)速，以免損壞泵，在降速調(diào)節(jié)時(shí)一般泵的效率會(huì)有所下降，并隨降速幅度增大而下降增大 所以轉(zhuǎn)速降低一般不得低于50%，否則會(huì)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(jìn)行車削當(dāng)葉輪外徑改變后，與原葉輪在幾何形狀上并不相似，但當(dāng)改變量不大時(shí) 可近似地認(rèn)為葉片切割前后出口角不變，流動(dòng)狀態(tài)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(shí)，效率下降較大，并且計(jì)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(diào)節(jié)簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)其缺點(diǎn)是葉輪切割后，不能再恢復(fù)泵的形狀并且不能在動(dòng)態(tài)下改變。

4.汽蝕調(diào)節(jié)

汽蝕調(diào)節(jié)僅用于凝結(jié)水泵中的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)把泵的出口調(diào)節(jié)閥全開，當(dāng)汽機(jī)負(fù)荷變化時(shí) 也就是凝汽器的凝氣量相應(yīng)變化時(shí)，供水泵進(jìn)水位的變化來調(diào)節(jié)泵的流量 達(dá)到汽輪機(jī)的排氣量的變化與水泵輸水量自動(dòng)平衡的目的。

5.可動(dòng)葉片調(diào)節(jié)

當(dāng)改變?nèi)~片安放角時(shí)，泵的性能將隨之改變

所以將葉片制作成可轉(zhuǎn)動(dòng)可改變?nèi)~片安裝角就可改變泵的性能 從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。

6.減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)

在多級(jí)泵中，減少葉輪數(shù)目來降低泵的揚(yáng)程 從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，所以只能用在多級(jí)泵中。

三、水泵運(yùn)行工況的確定

水泵的工況點(diǎn)是水泵的揚(yáng)程性能曲線和抽水裝置特性曲線的交點(diǎn)，水泵的揚(yáng)程性能曲線可以從機(jī)械產(chǎn)品目錄、設(shè)計(jì)手冊(cè)或水泵的性能圖（包括實(shí)驗(yàn)性能曲線、通用性能曲線）等直接查得，也可根據(jù)水泵的性能表，利用水泵揚(yáng)程方程，求得揚(yáng)程式性能曲線的系數(shù)，從而繪制出水泵的揚(yáng)程性能曲線。而抽水裝置特性曲線是根據(jù)抽水裝置的管道材料及其布置、設(shè)計(jì)上下水位，求出其抽水裝置阻力參數(shù)，假設(shè)一個(gè)個(gè)流量，計(jì)算對(duì)應(yīng)的抽水裝置所需要的揚(yáng)程，從而繪制出抽水裝置特性曲線。水泵的聯(lián)合運(yùn)行包括正常運(yùn)行、調(diào)節(jié)泵與非調(diào)節(jié)的聯(lián)合運(yùn)行以及非常工況下的運(yùn)行三類。正常運(yùn)行包括相同和不同型號(hào)水泵的并聯(lián)、相同和不同型號(hào)水泵的串聯(lián)、相同型號(hào)水泵的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換運(yùn)行、一臺(tái)水泵向高低不同的出水構(gòu)筑物供水、高位構(gòu)筑物與水泵聯(lián)合向低位構(gòu)筑物供水、多臺(tái)水泵向高低不同的出水構(gòu)筑物供水等7種情況。調(diào)節(jié)泵與非調(diào)節(jié)的聯(lián)合運(yùn)行包括變徑調(diào)節(jié)水泵的工況點(diǎn)、變徑調(diào)節(jié)水泵和非調(diào)節(jié)泵的聯(lián)合運(yùn)行、變速調(diào)節(jié)水泵的工況點(diǎn)、變速調(diào)節(jié)水泵和非調(diào)節(jié)泵的聯(lián)合運(yùn)行、變角調(diào)節(jié)水泵的工況點(diǎn)、變角調(diào)節(jié)水泵和非調(diào)節(jié)泵的聯(lián)合運(yùn)行等6種情況。非常工況下的運(yùn)行包括串聯(lián)和并聯(lián)，它們又都包括全部失去動(dòng)力和部分失去動(dòng)力等4種情況。在泵站中，為了適應(yīng)流量的變化，往往裝有多臺(tái)水泵。在這種情況下，如果出水管路較長，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可采用幾臺(tái)（一般2～4臺(tái)）水泵合用一條出水管。幾臺(tái)水泵向一條公共出水管供水，稱為水泵的并聯(lián)運(yùn)行。圖3—2—1～圖3—2—3中繪出了兩臺(tái)水泵的并聯(lián)裝置，其中F點(diǎn)稱為并聯(lián)點(diǎn)，從水泵出水接管末端（水泵出口）、到并聯(lián)點(diǎn)的管段稱為壓力支管，并聯(lián)點(diǎn)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(jīng)驗(yàn)表明，性能良好的水泵常?？梢宰鳛樗啓C(jī)運(yùn)行，稱為水泵水輪機(jī)，且效果良好。但是很多良好水輪機(jī)在作為水泵運(yùn)行時(shí)其效率顯著降低，其原因是：在水輪機(jī)內(nèi)，水流是收縮的，其速度是加速的。

四、總結(jié)

在實(shí)際運(yùn)行過程中，泵站平常是以一臺(tái)水庫泵運(yùn)行為主，增壓泵極少運(yùn)行，只有在特殊情況下需要向局部地區(qū)調(diào)水運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)增壓泵同時(shí)運(yùn)行，發(fā)揮作用。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)，水庫泵運(yùn)行時(shí)的平均揚(yáng)程為26.8米，兩臺(tái)增壓泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)平均揚(yáng)程12.9米。工況點(diǎn)的位置是否合理，對(duì)排水設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要影響。在排水設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)建立在安全的運(yùn)轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上。也就是說，確定工況點(diǎn)時(shí)，應(yīng)首先保證電機(jī)不過載和水泵不發(fā)生汽蝕。