不同性能离心泵并联的工作特性分析及调节

摘要：针对生产实际中机泵并联问题进行了理论分析，提出解决办法，对生产实践有一定的指导意义。

主题词：离心泵  并联  管路  调节

1 离心泵的装置特性

    石油产品的储存过程中，泵和管路一起组成一个输送系统，遵循质量守恒和能量守恒这两个基本定律，即泵排出的流量等于管路中的流量，单位质量流体所获得的能头等于流体沿管路输送的能头，这样泵才能稳定地工作。

    一台泵提高单位质量液体的位高和克服压力差所需要的能头与管路中流量无关，而克服单位质量液体流动损失所需能头则与液体的流速平方成正比，即与流量的平方成正比，而泵所提供的能头H与管路装置上所需要的能头H*应相等；泵所排出的流量与管路中输送的流量相等，即泵处于稳定工作状态，如图所示。将泵的扬程性能曲线H—Q与管路特性H*—Q并一张图上即为装置特性，两条抛物线的交点即为泵的工作点M，如图一。

图一

2 离心泵的并联特性分析

   当使用同一台泵向同一压力管路输送液体，流量不能满足要求时，或输送流量变化很大，为发挥泵的经济效果，使泵处在高效范围内工作时，常采用两台泵或数台泵并联工作，以满足流量变化的要求，这就是离心泵的并联，如图所示（以两泵为例）。

 图二

我们知道，若泵P1与泵P2完全相同，忽略由液面到汇合点两段管路阻力，P1、P2并联后的总流量Q1+2等于两泵在同一扬程下的流量相加，即Q1+2=Q1+Q2，H1=H2两泵并联后总性能曲线等于两泵性能曲线在同一扬程下的各对应点叠加起来，如图所示。H*—Q为管路特性，M点为工作点。

 图三

实际工作中，考虑到油泵的不工作状态及实际备用情况，有时会出现两台不同性能的情形，即P1与P2不相同，设（H—Q）1、（H—Q）2为两台不同性能泵的性能曲线，利用前述画法，可得到并联后的总性能曲线（H—Q）1+2，设管路特性为H*—Q。

图四

    由图可知，M为两泵并联时的工作点，M1为P1的工作点，M2为P2的工作点，而两泵的扬程相等H1=H2，并且等于并联后的工作点，并联后的流量等于P1和P2的流量之和，即Q1+2=Q1+Q2，还可以看出，每泵单独工作时，工作点分别为M1`、M2`，并联后扬程比泵单独工作时高，而流量小于两泵单独工作时的流量之和。

    以上分析证明，两台不同性能泵并联后的总流量Q1+2等于并联后各泵之和，即Q1+2=Q1+Q2，但总流量又小于两泵单独工作的流量之和，Qm1`+Qm2`，即Q1+2< Qm1`+Qm2`，其减少的量随H*—Q的陡直程度以及泵的并联台数有关。还可看出，若流量小于QF，只有大泵在工作，因为小泵的扬程达不到，应停止小泵运转，这也是泵出口安装止回阀的一个原因，以防止小泵倒转而损坏机泵。

3 调节及对策

    当出现两台不同离心泵并联运转时，我们可以通过改变一台运转泵的工作点来调节。由于工作点是泵性能曲线和管路特性的交点，所以H—Q及H*—Q任何一条曲线发生变化，工作点便随之改变，因此，改变工作点有两种途径，其一是改变H—Q，其一是改变H*—Q，改变H—Q即改变泵的性能曲线来进行工况调节，主要有改变泵的转速，切割的叶轮外径。在实际操作中无法实现，因此在实际操作中主要通过改变H*—Q即改变管路特性来进行工况调节。

1、节流调节：即调节泵出口阀开度，改变管路中局部阻力使管路特性发生变化。在H—Q泵性能曲线不变情况下工作点发生变化达到调节流量的目的。

图五

如图所示，一般情况下以出口阀全开时为确定的工作点M1来选泵，出口阀逐渐关小，H*—Q逐渐变陡，这时流量减小，扬程增加，管路中局部阻力损失增加，需要泵提供更多的能头克服这个增加的阻力损失，使整个效率不高，但能与另一台泵在某个工作点能较好地配合，达到泵并联的目的。

2、旁路调节：即通过在泵出口没有旁路与泵入口相连通，此管路上装一调节阀，相当于分支管路中一样，这时泵的流量增大，但主管路中的流量比关闭旁路阀时主管路中流量要小，达到调节流量从而改变管路特性，最终改变工作点，使该泵与其它泵能较好的配合，改善幷联泵的运行状态，也可以达到泵并联的目的。