泵站是給水系統(tǒng)中保證水壓的構(gòu)筑物，用以將所需水量提升到要求的高度。從給水系統(tǒng)整體來說，由泵站、輸水管、管網(wǎng)和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等構(gòu)成的輸配水系統(tǒng)是投資最大的子系統(tǒng)。對于管網(wǎng)設(shè)計中水泵的選用，常在流量和揚程可能變化的范圍內(nèi)，進行方案的技術(shù)經(jīng)濟比較。應(yīng)以設(shè)計年限內(nèi)，使用該方案的技術(shù)可行性，即能否滿足各種用水時的要求為依據(jù)。水泵組合及其特性的優(yōu)化是給水泵站(泵房)設(shè)計的重要內(nèi)容，對于泵站建成后的技術(shù)經(jīng)濟效益具有重要意義。給水工程的運行能耗主要是各類泵組的能耗，因此，水泵組合方案的優(yōu)化設(shè)計實質(zhì)上就是在滿足供水流量和壓力前提下使能耗最小。

　　調(diào)速水泵的節(jié)能主要體現(xiàn)在兩個方面：(1)水泵調(diào)速后，水泵工況點發(fā)生變化，水泵效率因此而增高。(2)在滿足服務(wù)壓力的前提下，水泵因為調(diào)速而使水泵供水壓力變低，減小電能消耗。

　　隨著供水規(guī)模的不斷擴大，給水工程中調(diào)速水泵已得到了較普遍使用。在現(xiàn)行設(shè)計中，常常采用調(diào)速和恒速水泵相結(jié)合以降低總能耗。本文所討論的是對于不同的流量、揚程，如何選擇泵組方案，以及當(dāng)選擇的方案中有調(diào)速泵時，如何調(diào)速來改變水泵裝置的工況點以提高水泵工作效率。本文程序是通過高級匯編語言VC 6.0實現(xiàn)的。

　　一、計算方法和工作原理

　　1、曲線擬合

　　曲線擬合是一個非常實用的方法，特別在現(xiàn)代計算機迅速發(fā)展的時期，則擬合問題就更顯得重要了。曲線擬合是這樣提出的，設(shè)我們已經(jīng)獲得一組看上去雜亂無章的實驗數(shù)據(jù)(xi, yi),(i = 1,2,…,m?n ),我們希望從中找出規(guī)律來，也即希望構(gòu)造一個近似函數(shù)s(x)去逼近所求函數(shù)y = f(x)。實際應(yīng)用得比較多的是線性最小二乘法。最小二乘解為：

　　s*(X)=a0*φ0 a1*φ1 Λ ax*φx

　　最小二乘解的系數(shù)a0*,a1*,Λ,ax*可以通過解法方程來獲得。

　　作為曲線擬合的一種常用情況，如果討論的是代數(shù)多項式擬合，即取

　　{φ0,φ1 , …,φn }={1, x, x2 , …, xn },

　　那么，相應(yīng)的法方程就是

　　其中ωi=ω( xi)表示權(quán)函數(shù)，即表示不同的點(xi, yi)地位的強弱，例如點(xi, yi)處的權(quán)ω(xi)可以用來表示數(shù)據(jù)(xi, yi)在實驗中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)，也可以用來表示數(shù)yi的準(zhǔn)確度，yi越準(zhǔn)確，它的地位越重要，從而權(quán)ω(xi)也越大。

　　將“absMiddle>”簡寫成“∑”。

　　2、調(diào)速運行

　　調(diào)速運行是指水泵在可調(diào)速的電機驅(qū)動下運行，通過改變轉(zhuǎn)速來改變水泵裝置的工況點。如果說對定速運行工況，考慮的是離心泵在固定的單一轉(zhuǎn)速條件下，如何充分利用其Q—H曲線上的高效工作“段”。那么，對于調(diào)速運行工況，將著眼于在城市管網(wǎng)用水量逐時變動的情況下，如何充分利用通過變速而形成的離心泵Q—H曲線的高效工作“區(qū)”。因此，調(diào)速運行大大地擴展了離心泵的有效工作范圍，是泵站運行中十分合理的調(diào)節(jié)方式。

　　二、程序的實現(xiàn)

　　選擇泵組方案的流程為：

　　該程序首先利用VC 6.0良好的界面功能繪制出現(xiàn)水泵的特性曲線。接下來確定運行方案。如果有兩臺泵，那么就有三種運行方案：① 1#泵 ②2#泵 ③1#泵、2#泵并聯(lián)。對于泵的并聯(lián)，筆者采用等揚程下流量疊加的原理。對于得出的疊加后的流量、揚程值進行曲線擬合，從而求出曲線方程。本程序?qū)τ谇€擬合的點數(shù)可通過對話框自行輸入采樣點值。

　　可以利用界面對話框輸入數(shù)據(jù)(流量、揚程)，也可直接敲擊鼠標(biāo)左鍵輸入。如果所適合方案不可調(diào)速時，界面上將顯示所選方案號以及它的Q—H曲線。若方案可調(diào)速時，先對可調(diào)速水泵進行調(diào)速，然后再將方案中所含泵疊加、曲線擬合，得出泵調(diào)速后的特性曲線。同時，界面上將輸出所選擇水泵組合方案以及組合曲線方程。

　　三、由于在給水系統(tǒng)中，泵站能耗較大。因此，實現(xiàn)泵站費用最小化目標(biāo)，將具有明顯社會效益和經(jīng)濟效益。本程序是通過VC 6.0在計算機上實現(xiàn)的，它對于泵組方案選擇方面將會有一定的