1.序言
? ? ? ? ? ??水泵并聯(lián)運(yùn)行，一方面可以增大系統(tǒng)的流量，另一方面可以通過(guò)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)的不同，進(jìn)行系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)，因而被廣泛采用。但是，對(duì)于一個(gè)確定的管路系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果對(duì)泵選型不當(dāng)，則可能出現(xiàn)兩臺(tái)(或多臺(tái))并聯(lián)運(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行相比，流量增加很少的情況。比如〔1〕：200RXL-24型水泵，在管路特性曲線為H = 4.48×10-4G2mH2O 的系統(tǒng)中工作，單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，流量為236.4 m3/h; 兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量為246.7 m3/h; 三臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量為250.6 m3/h.。顯然，在這種情況下，并聯(lián)就失去了意義，因?yàn)榧炔荒芡ㄟ^(guò)并聯(lián)使流量較大幅度地提高，也不能通過(guò)改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)有效地調(diào)節(jié)流量。再者，因?yàn)閷?duì)泵按并聯(lián)工況選型，使并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)工況在合理工作區(qū)，則單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的流量就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)流量，嚴(yán)重偏離合理工作區(qū)，效率降低，所需功率大大增加，有可能使電機(jī)超載。因此，了解并聯(lián)運(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行相比，流量增大的幅度與哪些因素相關(guān)，對(duì)于正確進(jìn)行泵的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)是很有必要的。為了敘述的方便，對(duì)于兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行(本文只討論兩臺(tái)并聯(lián))與單臺(tái)運(yùn)行相比，流量的增大部分，本文稱為并聯(lián)運(yùn)行的流量增量，并以ΔG表示。

2. 泵的特性對(duì)ΔG的影響

　　如圖1所示，泵1的特性曲線為①，較為平坦;泵2的特性曲線為②，較陡;它們有一個(gè)交點(diǎn)A。為了比較的方便，假設(shè)管路特性曲線⑤恰好通過(guò)A點(diǎn)，也就是說(shuō)泵1和泵2分別在這個(gè)系統(tǒng)中工作時(shí)，工況均為A。泵1兩臺(tái)并聯(lián)的特性曲線為③，泵2兩臺(tái)并聯(lián)的特性曲線為④，它們與管路特性曲線⑤的交點(diǎn)分別為B和C。顯而易見(jiàn)，泵2的并聯(lián)流量增量ΔG 2大于泵2的并聯(lián)流量增量ΔG1。這說(shuō)明，泵的特性曲線越陡(比轉(zhuǎn)數(shù)越大)，ΔG越大，越適宜于并聯(lián)工作。反之，泵的特性曲線越平坦(比轉(zhuǎn)數(shù)越小)，ΔG越小，越不適宜于并聯(lián)工作。

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3.管路阻抗對(duì)ΔG的影響

　　如圖2所示，①、②、③分別為三條管路特性曲線，即H=S1G2，H=S2G2，H=S3G2，管路阻抗S1>S2>S3。④為泵的特性曲線，⑤為兩臺(tái)并聯(lián)的特性曲線。單臺(tái)水泵分別在三個(gè)系統(tǒng)中工作時(shí)，工作點(diǎn)為A、B、C;兩臺(tái)并聯(lián)分別在三個(gè)系統(tǒng)中工作時(shí)，工作點(diǎn)為A’、B’、C’。顯然，ΔG1<ΔG2<ΔG3，即管路阻抗S越大，并聯(lián)的流量增量ΔG越小;反之，S越小，則ΔG越大。也就是說(shuō)，減小管路系統(tǒng)的阻抗，可以提高水泵并聯(lián)的流量增量。管路阻抗越小(特性曲線越平坦)，越適宜于水泵的并聯(lián)工作。管路阻抗越大(特性曲線越陡)，越不適宜于水泵的并聯(lián)工作。

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4. 泵的特性與管路阻抗對(duì)ΔG的綜合影響

　　由上面的分析可知，水泵并聯(lián)運(yùn)行的流量增量ΔG既與泵的特性有關(guān)，也與管路系統(tǒng)的阻抗有關(guān)。那么，如果簡(jiǎn)單地將泵的特性曲線分為平坦型和陡降型，將管路特性曲線分為緩升型和陡升型，則它們可以有四種組合如圖3。顯然，泵曲線的陡降型與管路曲線的緩升型結(jié)合，ΔG較大(圖3a);泵曲線的平坦型與管路曲線的陡升型結(jié)合(圖3d)，ΔG較小;其它兩種組合，ΔG居中。

　　當(dāng)然，“平坦”“陡”“緩”都是模糊的說(shuō)法，并沒(méi)有量的界定，但是這些定性的結(jié)論，起碼可以明確，朝什么方向努力，能夠增大泵的并聯(lián)流量增量。

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5. 采用開(kāi)啟臺(tái)數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的超載問(wèn)題與ΔG

　　對(duì)于兩臺(tái)及以上水泵并聯(lián)運(yùn)行，無(wú)論是設(shè)計(jì)人員，還是用戶，都有這樣的意識(shí)：根據(jù)負(fù)荷的大小，改變開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)，即負(fù)荷大時(shí)多開(kāi)，負(fù)荷小時(shí)少開(kāi)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，這也是采用并聯(lián)的一個(gè)重要原因。但是，如果水泵的并聯(lián)流量增量ΔG過(guò)小，改變開(kāi)啟臺(tái)數(shù)時(shí)有可能造成水泵電機(jī)的超載。如圖4所示，并聯(lián)運(yùn)行工況為A，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)工況為B，單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的工況為C。顯然單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的流量GC大于并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)流量GB，ΔG(=GA-GC)越小，GC就越大。并且，并聯(lián)工況是設(shè)計(jì)工況，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)工況B應(yīng)在合理工作區(qū)(效率較高的區(qū)域)，而單臺(tái)運(yùn)行工況C則往往偏離合理工作區(qū)，效率降低。ΔG越小， C與B就相距越遠(yuǎn)，兩工況的效率差也就越大。因此，ΔG的過(guò)小，將使C工況的軸功率大大超出B工況，在單臺(tái)運(yùn)行時(shí)就有可能發(fā)生超載現(xiàn)象。這里給出一個(gè)算例：采用KQL125/300-11/4型水泵，流量推薦區(qū)間為55 - 110 m3/h。仍如圖4所示，在并聯(lián)特性曲線②上選定兩臺(tái)并聯(lián)工況A為：162m3/h，27 mH2O，則并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)工況B為：81 m3/h，27 mH2O，在流量推薦區(qū)域內(nèi)。由A工況參數(shù)可得管路特性曲線為H=1.03×10-3G2(這里按閉式系統(tǒng)考慮)。那么，單臺(tái)運(yùn)行工況應(yīng)當(dāng)是泵的特性曲線①與管路特性曲線③的交點(diǎn)，但實(shí)際上①與③未能相交，只能順著①的弧度作延長(zhǎng)線，與③的交點(diǎn)C，近似認(rèn)為是單臺(tái)運(yùn)行工況。C工況為：151 m3/h，22 mH2O。那么GC比GB增大86.4%,且C工況嚴(yán)重偏離推薦工作區(qū)，效率一定低于(可能是大大低于)B工況，所以C工況所需要的功率將大大超過(guò)B工況。如果水泵電機(jī)是按流量推薦區(qū)域配置，單臺(tái)運(yùn)行時(shí)一定會(huì)超載。

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　　那么GC比GB增大86.4%,且C工況嚴(yán)重偏離推薦工作區(qū)，效率一定低于(可能是大大低于)B工況，所以C工況所需要的功率將大大超過(guò)B工況。

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6. 水泵并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

　?、?應(yīng)盡量不要采用性能曲線太平坦的水泵，并注意減小系統(tǒng)阻抗，以增大并聯(lián)運(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行的流量差ΔG。這樣既可避免水泵電機(jī)超載，又可使臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)有較好的效果。

　?、?水泵選型時(shí)不能只考慮并聯(lián)工況，必須校核單臺(tái)運(yùn)行工況，流量是否能夠滿足調(diào)節(jié)要求，以及是否有超載的可能。

　?、?對(duì)泵的選型，應(yīng)盡量使并聯(lián)運(yùn)行和單臺(tái)運(yùn)行，泵都在高效率區(qū)工作。當(dāng)然這往往難以做到，那么就應(yīng)當(dāng)根據(jù)并聯(lián)運(yùn)行和單臺(tái)運(yùn)行的時(shí)間比例，進(jìn)行優(yōu)化，以使泵的運(yùn)行電耗在一年(或一個(gè)運(yùn)行周期)內(nèi)最少。

　?、?對(duì)于已有的系統(tǒng)，如果ΔG太小，單臺(tái)運(yùn)行有超載可能，最好的補(bǔ)救辦法是裝設(shè)自力式限流閥，在單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，限流閥自動(dòng)改變開(kāi)度，增大阻抗，減小流量。也可以裝設(shè)平衡閥，在單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，用手動(dòng)的方法增大阻抗，減小流量。

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7. 結(jié)束語(yǔ)

　　水泵并聯(lián)運(yùn)行的流量增量ΔG的大小，對(duì)于采用開(kāi)啟臺(tái)數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在泵的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是必須考慮的問(wèn)題。

　　本文只分析了兩臺(tái)并聯(lián)的情況，對(duì)于兩臺(tái)以上并聯(lián)運(yùn)行，不難用同樣的方法得到近似的結(jié)論。顯然，對(duì)于水泵的多臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)，更需要注意單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的流量、效率和超載問(wèn)題。