李金城 
離心泵在水利、化工等行業(yè)應用十分廣泛，對其工況點(diǎn)的選擇和能耗的分析也日益受到重視。
所謂工況點(diǎn)，是指水泵裝置在某瞬時(shí)的實(shí)際出水量、揚程、軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，離心泵的流量、壓頭可能會(huì )與管路系統不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，需要對泵的流量進(jìn)行調節，其實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設計階段離心泵選型的正確與否以外，離心泵實(shí)際使用中工況點(diǎn)的選擇也將直接影響到用戶(hù)的能耗和成本費用。因此，如何合理地改變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。
離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統能量供求關(guān)系的平衡上的，只要兩者之一的情況發(fā)生變化，其工況點(diǎn)就會(huì )轉移。工況點(diǎn)的改變由兩方面引起：一、管道系統特性曲線(xiàn)改變，如閥門(mén)節流；二、水泵本身的特性曲線(xiàn)改變，如變頻調速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。
下面就這幾種方式進(jìn)行分析和比較：
01閥門(mén)截流
改變離心泵流量最簡(jiǎn)單的方法就是調節泵出口閥門(mén)的開(kāi)度，而水泵轉速保持不變（一般為額定轉速），其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線(xiàn)的位置來(lái)改變泵的工況點(diǎn)。關(guān)小閥門(mén)時(shí)，管道局部阻力增加，水泵工況點(diǎn)向左移，相應流量減少。閥門(mén)全關(guān)時(shí)，相當于阻力無(wú)限大，流量為零，此時(shí)管路特性曲線(xiàn)與縱坐標重合。當關(guān)小閥門(mén)來(lái)控制流量時(shí)，水泵本身的供水能力不變，揚程特性不變，管阻特性將隨閥門(mén)開(kāi)度的改變而改變。這種方法操作簡(jiǎn)便、流量連續，可以在某一最大流量與零之間隨意調節，且無(wú)需額外投資，適用場(chǎng)合很廣。但節流調節是以消耗離心泵的多余能量， 來(lái)維持一定的供給量，離心泵的效率也將隨之下降，經(jīng)濟上不太合理。
02變頻調速
工況點(diǎn)偏離高效區是水泵需要調速的基本條件。當水泵的轉速改變時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度保持不變（通常為最大開(kāi)度），管路系統特性不變，而供水能力和揚程特性隨之改變。
在所需流量小于額定流量的情況下，變頻調速時(shí)的揚程比閥門(mén)節流小，所以變頻調速所需的供水功率也比閥門(mén)節流小。很顯然，與閥門(mén)節流相比，變頻調速的節能效果很突出，離心泵的工作效率更高。另外，采用變頻調速后，不僅有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性，而且還可以通過(guò)對升速/降速時(shí)間的預置來(lái)延長(cháng)開(kāi)機/停機過(guò)程，使動(dòng)態(tài)轉矩大為減小，從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應，大大延長(cháng)了水泵和管道系統的壽命。
事實(shí)上，變頻調速也有局限性，除了投資較大、維護成本較高外，當水泵變速過(guò)大時(shí)會(huì )造成效率下降，超出泵比例定律范圍，不可能無(wú)限制調速。
03切削葉輪
當轉速一定時(shí)，泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對同一型號的泵，可采用切削法改變泵的特性曲線(xiàn)。
切削定律是建立在大量感性試驗資料基礎上的，它認為如果葉輪的切削量控制在一定限度內（此切削限量與水泵的比轉數有關(guān)），則切削前后水泵相應的效率可視為不變。切削葉輪是改變水泵性能的一種簡(jiǎn)便易行的辦法，即所謂變徑調節，它在一定程度上解決了水泵類(lèi)型、規格的有限性與供水對象要求的多樣性之間的矛盾，擴大了水泵的使用范圍。當然，切削葉輪屬不可逆過(guò)程，用戶(hù)必須經(jīng)過(guò)精確計算并衡量經(jīng)濟合理性后方可實(shí)施。
04串聯(lián)并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺泵的出口向另一臺泵的入口輸送流體。以最簡(jiǎn)單的兩臺相同型號、相同性能的離心泵串聯(lián)為例：串聯(lián)性能曲線(xiàn)相當于單泵性能曲線(xiàn)的揚程在流量相同的情況下迭加起來(lái)，串聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚程都比單泵工作點(diǎn)B的大，但均達不到單泵時(shí)的2倍，這是因為泵串聯(lián)后一方面揚程的增加大于管路阻力的增加，致使富余的揚程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，抑制了總揚程的升高。，水泵串聯(lián)運行時(shí)，必須注意后一臺泵是否能夠承受升壓。啟動(dòng)前每臺泵的出口閥都要關(guān)閉，然后順序開(kāi)啟泵和閥門(mén)向外供水。
水泵并聯(lián)是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管路輸送流體，其目的是在壓頭相同時(shí)增加流量。仍然以最簡(jiǎn)單的兩臺相同型號、相同性能的離心泵并聯(lián)為例，并聯(lián)性能曲線(xiàn)相當于單泵性能曲線(xiàn)的流量在揚程相等的情況下迭加起來(lái)，并聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚程均比單泵工作點(diǎn)B的大，但考慮管阻因素，同樣達不到單泵時(shí)的2倍。
如果純粹以增加流量為目的，那么究竟采用并聯(lián)還是串聯(lián)應當取決于管路特性曲線(xiàn)的平坦程度，管路特性曲線(xiàn)越平坦，并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運行時(shí)的2倍，從而比串聯(lián)時(shí)的流量更大，更有利于運作。
閥門(mén)節流雖然會(huì )造成能量的損失和浪費，但在一些簡(jiǎn)單場(chǎng)合仍不失為一種快速易行的流量調節方式；變頻調速因其節能效果好、自動(dòng)化程度高而越來(lái)越受到用戶(hù)的青睞；切削葉輪一般多用于清水泵，由于改變了泵的結構，通用性較差；水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺泵不能滿(mǎn)足輸送任務(wù)的情況，而且串聯(lián)或并聯(lián)的臺數過(guò)多反而不經(jīng)濟。在實(shí)際應用時(shí)應從多方面考慮，在各種流量調節方法之中綜合出最佳方案，確保離心泵的高效運行。
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