1.序言
? ? ? ? ? ??水泵并聯(lián)運行，一方面可以增大系統(tǒng)的流量，另一方面可以通過開啟臺數(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，對于一個確定的管路系統(tǒng)來說，如果對泵選型不當(dāng)，則可能出現(xiàn)兩臺(或多臺)并聯(lián)運行與單臺運行相比，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，單臺運行時，流量為236.4 m3/h; 兩臺并聯(lián)運行時，流量為246.7 m3/h; 三臺并聯(lián)運行時，流量為250.6 m3/h.。顯然，在這種情況下，并聯(lián)就失去了意義，因為既不能通過并聯(lián)使流量較大幅度地提高，也不能通過改變運行臺數(shù)有效地調(diào)節(jié)流量。再者，因為對泵按并聯(lián)工況選型，使并聯(lián)運行時的單機(jī)工況在合理工作區(qū)，則單臺運行時的流量就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于并聯(lián)運行時的單機(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)運行與單臺運行相比，流量增大的幅度與哪些因素相關(guān)，對于正確進(jìn)行泵的選型和系統(tǒng)設(shè)計是很有必要的。為了敘述的方便，對于兩臺并聯(lián)運行(本文只討論兩臺并聯(lián))與單臺運行相比，流量的增大部分，本文稱為并聯(lián)運行的流量增量，并以ΔG表示。

2. 泵的特性對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;它們有一個交點A。為了比較的方便，假設(shè)管路特性曲線⑤恰好通過A點，也就是說泵1和泵2分別在這個系統(tǒng)中工作時，工況均為A。泵1兩臺并聯(lián)的特性曲線為③，泵2兩臺并聯(lián)的特性曲線為④，它們與管路特性曲線⑤的交點分別為B和C。顯而易見，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為兩臺并聯(lián)的特性曲線。單臺水泵分別在三個系統(tǒng)中工作時，工作點為A、B、C;兩臺并聯(lián)分別在三個系統(tǒng)中工作時，工作點為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，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ΔG的綜合影響

　　由上面的分析可知，水泵并聯(lián)運行的流量增量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”都是模糊的說法，并沒有量的界定，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. 采用開啟臺數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的超載問題與ΔG

　　對于兩臺及以上水泵并聯(lián)運行，無論是設(shè)計人員，還是用戶，都有這樣的意識：根據(jù)負(fù)荷的大小，改變開啟的臺數(shù)，即負(fù)荷大時多開，負(fù)荷小時少開。應(yīng)當(dāng)說，這也是采用并聯(lián)的一個重要原因。但是，如果水泵的并聯(lián)流量增量ΔG過小，改變開啟臺數(shù)時有可能造成水泵電機(jī)的超載。如圖4所示，并聯(lián)運行工況為A，并聯(lián)運行時的單機(jī)工況為B，單臺運行時的工況為C。顯然單臺運行時的流量GC大于并聯(lián)運行時的單機(jī)流量GB，ΔG(=GA-GC)越小，GC就越大。并且，并聯(lián)工況是設(shè)計工況，并聯(lián)運行時的單機(jī)工況B應(yīng)在合理工作區(qū)(效率較高的區(qū)域)，而單臺運行工況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的過小，將使C工況的軸功率大大超出B工況，在單臺運行時就有可能發(fā)生超載現(xiàn)象。這里給出一個算例：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上選定兩臺并聯(lián)工況A為：162m3/h，27 mH2O，則并聯(lián)運行時的單機(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，單臺運行工況應(yīng)當(dāng)是泵的特性曲線①與管路特性曲線③的交點，但實際上①與③未能相交，只能順著①的弧度作延長線，與③的交點C，近似認(rèn)為是單臺運行工況。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B工況。如果水泵電機(jī)是按流量推薦區(qū)域配置，單臺運行時一定會超載。

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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B工況。

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6. 水泵并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計與運行中應(yīng)注意的幾個問題

　　⑴.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)運行與單臺運行的流量差ΔG。這樣既可避免水泵電機(jī)超載，又可使臺數(shù)調(diào)節(jié)有較好的效果。

　　⑵.水泵選型時不能只考慮并聯(lián)工況，必須校核單臺運行工況，流量是否能夠滿足調(diào)節(jié)要求，以及是否有超載的可能。

　　⑶.對泵的選型，應(yīng)盡量使并聯(lián)運行和單臺運行，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)運行和單臺運行的時間比例，進(jìn)行優(yōu)化，以使泵的運行電耗在一年(或一個運行周期)內(nèi)最少。

　　⑷.對于已有的系統(tǒng)，如果ΔG太小，單臺運行有超載可能，最好的補(bǔ)救辦法是裝設(shè)自力式限流閥，在單臺運行時，限流閥自動改變開度，增大阻抗，減小流量。也可以裝設(shè)平衡閥，在單臺運行時，用手動的方法增大阻抗，減小流量。

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7. 結(jié)束語

　　水泵并聯(lián)運行的流量增量ΔG的大小，對于采用開啟臺數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)來說，在泵的選型和系統(tǒng)設(shè)計中是必須考慮的問題。

　　本文只分析了兩臺并聯(lián)的情況，對于兩臺以上并聯(lián)運行，不難用同樣的方法得到近似的結(jié)論。顯然，對于水泵的多臺并聯(lián)系統(tǒng)，更需要注意單臺運行時的流量、效率和超載問題。