【正文】 臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)： Q3=540L/s (120%) 100 400 600200 1000 1200 1400800 1600203040506070H c = 2 0 + 1 0 Q2H c = 2 0 + 1 0 0 Q2Q ( L / S )H ( m ) 圖 8 不同陡度管路性能曲線對(duì)泵并聯(lián)效果的影響 比較兩組數(shù)據(jù)可以 看出：管路性能曲線越陡，并聯(lián)的臺(tái)數(shù)越多，流量增加的幅度就越小。因此，并聯(lián)運(yùn)行方式適用于管路性能曲線不十分陡的場(chǎng)合，且并聯(lián)的臺(tái)數(shù)不宜過多。若實(shí)際并聯(lián)管路性能曲線很陡時(shí)，則應(yīng)采取措施，如增大管徑、減少局部阻力等，使管路性能曲線變得平坦些，以獲得好的并聯(lián)效果。 9 一般的供水系統(tǒng)都采用多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行的方式，并且采用大小泵搭配使用，目的是為了靈活的根據(jù)流量決定開泵的臺(tái)數(shù)，降低供水的能耗。供水高峰時(shí)，幾臺(tái)大泵同時(shí)運(yùn)行，以保證供水流量；當(dāng)供水負(fù)荷減小時(shí)，采用大小泵搭配使用，合理控制流量，晚上或用水低谷時(shí)，開一臺(tái)小泵維持供水 壓力。 多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的水泵，一般采用關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程（或最大揚(yáng)程）相同，而流量不同的水泵。這些泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)泵的出口壓力即為母管壓力，且一定大于每一臺(tái)泵單泵運(yùn)時(shí)的出口壓力（或揚(yáng)程）： （管道系統(tǒng)不變） HN=HA2=HB2=HC2??＞ HA HB HC1?? 并聯(lián)運(yùn)行泵的總出口流量為每臺(tái)泵出口流量之和，且每臺(tái)泵的流量一定小于該泵單泵運(yùn)行時(shí)的流量： （管道系統(tǒng)不變） QN=QA2＋ QB2＋ QC2??＜ QA1＋ QB1＋ QC1＋?? 若并聯(lián)運(yùn)行的泵的揚(yáng)程不同，而且流量也不同時(shí)，則在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程低的泵的供水流量會(huì)比 單泵運(yùn)行時(shí)減小很多。當(dāng)管網(wǎng)阻力曲線變化時(shí)，容易發(fā)生不出水和汽蝕現(xiàn)象。母管制運(yùn)行的水泵群的母管壓力可由下式求出： H1Q1 + H2Q2+ H3Q3+.......+ HiQi H = Q1+Q2+Q3+...............+Qi . 如何作出并聯(lián) 運(yùn)行 水泵 的性能曲線（ Hqv）或（ Pqv） 兩臺(tái)或兩臺(tái)以上風(fēng)機(jī)（水泵）向同一壓出管路壓送流體 的運(yùn)行方式稱為并聯(lián)運(yùn)行，如圖 9（ a）所示。 HqVHH’H”1 2 3( Hq)3(H q)2(Hq)1GOIIIE F 圖 9 兩泵并聯(lián)及并聯(lián)性能曲線 (Hqv)并 （ a）兩臺(tái)泵并聯(lián)示意圖；（ b）并聯(lián)性能曲線作法。 10 水泵 并聯(lián)運(yùn)行的基本規(guī)律是：并聯(lián)后的總流量應(yīng)等于并聯(lián)各泵流量之和；并聯(lián)后產(chǎn)生的揚(yáng)程與各泵產(chǎn)生的揚(yáng)程都相等 （母管壓力） 。 因此， 水泵 并聯(lián)合成后的性能曲線 (Hqv)并 或 (Pqv)并 的作法是：把并聯(lián)各泵（或風(fēng)機(jī)）的（ Hqv）或（ pqv）曲線上同一揚(yáng)程（或全壓）點(diǎn)上流量值相加，以圖 10 兩臺(tái)泵并聯(lián)為例，先把這兩 臺(tái)泵的性能曲線（ Hqv） i 和 (Hqv)a 以相同的比例尺繪在同一坐標(biāo)圖上，然后把各個(gè)同一揚(yáng)程值的流量分別相加，如圖 9所示，取揚(yáng)程值為 H、 H＇ 、 H〃 、??，對(duì)應(yīng)于（ Hqv） i 和（ Hqv） a，上分別為 1＇ 、 1〃 ??和 2′、 2″??取qv1+ qv qv＇ 1+ qv＇ qv〃 1+ qv〃 2??得 3′、 3″??連接 3′、 3″??各點(diǎn)即得合成后泵并聯(lián)性能曲線 (HQ)并 ，同法可得風(fēng)機(jī)并聯(lián)性能曲線。 . 當(dāng)并聯(lián)水泵 中的一臺(tái)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)時(shí)，如何確定并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)？ 如圖 10 所示，Ⅰ、Ⅱ兩 臺(tái)性能相同的泵并聯(lián)運(yùn)行。但泵Ⅰ與泵Ⅱ有一臺(tái)為變速泵，另一臺(tái)為定速泵。當(dāng)變速泵與定速泵以相同的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí) ,Ⅰ和Ⅱ的并聯(lián)性能曲線 (HQ)并 為Ⅲ，并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)為 M。但當(dāng)變速泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，并聯(lián)性能曲線變?yōu)槿鐖D 11 中的虛線所示，其并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)也相應(yīng)地變?yōu)?M′、M″、?? H c HIIII I I、N MMIMIIMIIIH s t 圖 10 兩泵并聯(lián)其中一臺(tái)轉(zhuǎn)速降低時(shí)并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)的變化 從圖 10 可以看出，當(dāng)變速泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，變速泵的流量減小，但定速泵的流量卻增大。當(dāng)變速泵的轉(zhuǎn)速降低到某一轉(zhuǎn)速值時(shí) ，其輸出流量為零，這時(shí)并聯(lián)運(yùn)行實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)定速泵單獨(dú)運(yùn)行。若變速泵轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低，且變速泵出口管路又未設(shè)置逆止閥時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)定速泵部分流量向變速泵倒灌，這種現(xiàn)象在實(shí)際上是不容許產(chǎn)生的。從圖 10 可見，當(dāng)變速泵的轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速降 11 低到該泵輸出流量為零的轉(zhuǎn)速時(shí)，定速泵的流量將由 QN 增大到 QB， 而揚(yáng)程將由 HN 減小到 HB， 這可能會(huì)導(dǎo)致定速泵產(chǎn)生過載或泵內(nèi)汽蝕。為防止定速泵的過載和汽蝕，可在定速泵出口管路設(shè)置調(diào)節(jié)閥，必要時(shí)控制其流量 。 如圖 10 所示，當(dāng)靜揚(yáng)程約為額定揚(yáng)程的 20%左右時(shí)， Qb 約為額定流量的70%， Hb 約 為額定揚(yáng)程的 60%，工頻泵超載約 20%；此時(shí)變頻泵的轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的 78%（頻率為 39Hz）左右，則其中心調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 （ 50%流量） 約為額定轉(zhuǎn)速的 86%（頻率為 43Hz） ，節(jié)電率大約為 25%左右。 變速泵在 B 點(diǎn)運(yùn)行，雖然已經(jīng)不出水了，但是還要消耗空載功率，很不經(jīng)濟(jì)；此時(shí)的轉(zhuǎn)速 nB 只是最低轉(zhuǎn)速，不能在節(jié)能計(jì)算時(shí)作為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使用，而應(yīng)以不同流量時(shí)的轉(zhuǎn)速為依據(jù)，或者以中心調(diào)節(jié)頻率（ 50%流量時(shí)的 轉(zhuǎn)速 ）為依據(jù)，注意：由于水泵系統(tǒng)靜揚(yáng)程的存在，中心調(diào)節(jié)頻率（轉(zhuǎn)速）不是 最低轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的平均值 ，而應(yīng)取 50%流量時(shí)的頻率 （轉(zhuǎn)速 ） 。 如圖 11 所示，當(dāng)靜揚(yáng)程約為額定揚(yáng)程的 20%左右時(shí)， Qb 約為額定流量的 70%， Hb 約為額定揚(yáng)程的60%，；此時(shí)變頻泵的最低轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的 78%（頻率為 39Hz）左右，而其中心調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（ 50%流量）約為額定轉(zhuǎn)速的 86%（頻率為 43Hz）。 當(dāng)定速泵的數(shù)量增加， B 點(diǎn)的揚(yáng)程 HB將升高，最低 轉(zhuǎn)速 nB 也將升高，變速泵的 調(diào)速范圍變小，調(diào)節(jié)效果及節(jié)能效果變差。一般定速泵與變速泵的比例達(dá)到 3： 1 時(shí)，采用變速泵已無多大意義了， 而 此時(shí) 往往還有一臺(tái)泵是采用起 /停調(diào)節(jié)的，此時(shí)采用變速泵就更無什么意義了 ！ 見圖 11。 圖 11 多泵并聯(lián)其中一臺(tái)轉(zhuǎn)速降低時(shí)并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)的變化 12 如圖 11 所示，當(dāng)靜揚(yáng)程約為額定揚(yáng)程的 20%左右時(shí)， Qm 約為額定流量的85%， Hm 約為額定揚(yáng)程的 80%，工頻泵超載約 20%；此時(shí)變頻泵的轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的 89%（頻率為 ）左右，則其中心調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的%（頻率為 ） ，節(jié)電率大約為 10%左右，也就是所需消耗的電功率為采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)的 90%。 若第三 臺(tái)泵是采用起 /停調(diào)節(jié)，起 /停比為 3/2 的 話，則反而費(fèi)電 30%！ 所以在有三臺(tái)以上泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，只改一臺(tái)變頻泵是沒有什么意義的 ！ . 靜揚(yáng)程（或靜壓）對(duì)調(diào)速范圍的影響。 供水系統(tǒng)的靜揚(yáng)程 Hst，即供水母管的最小壓力，（水泵在靜揚(yáng)程下消耗的功率稱為空載功率：在流量為零時(shí)，水泵所消耗的最大功率）。十分明顯的是，靜揚(yáng)程越高，空載功率所占的比例越大，調(diào)速范圍越小，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的節(jié)能效果就越差。 靜揚(yáng)程可由水泵進(jìn)水口和出水口的落差形成，也可由管網(wǎng)阻力曲線形成，也可由用戶要求的供水壓力來決定。（如鍋爐給水泵，必須大于汽包壓力才能進(jìn)水。）當(dāng)然也可由變 /定水泵并列運(yùn)行的定速水泵的出口壓力造成！ . 變頻泵與工頻泵的并聯(lián)運(yùn)行分析 ..1 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)總的性能曲線，與關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程（最大揚(yáng)程）不同，流量也不同的水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的情況非常類似，可以用相同的方法來分析 Q 流量H 揚(yáng)程HcH a 1H1 bH0OQb2 Qb1 Q a 1 Q a 2 QcF3F1F2B1A2A1B2CR = K Q22R = K Q11D 圖 12 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行特性曲線 13 Q 流量H 揚(yáng)程HcH a 1H b 1H0OQb2 Q a 2 = Q b 2 Q a 1 = Q b 1 Q c = 2 0 A 2F3F1F 1 F 2 =5 0 H zB1A2 A1B2 CR = K Q 圖 13 變頻泵在 50Hz 時(shí)與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行特性曲線 （ 1） F1為工頻泵的性能曲線，也是變頻泵在 50Hz 下滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的性能曲線（假定變頻泵與工頻泵性能相同），工頻泵單泵運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn) A1。 （ 2） F2為變頻泵在頻率 F2時(shí)的性能曲線，變頻泵在頻率 F2單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn) B1。 （ 3） F3為變頻和工頻水泵并聯(lián)運(yùn)行的總的性能曲線，工作點(diǎn) C，揚(yáng)程 HC，流量 QC=QA2＋ QB2。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的特點(diǎn) （ 1） F2 不僅僅是一條曲線，而是 F1 性能曲線下方偏左的一系列曲線族。 F3也不僅僅是一條曲線，而是在 F1 性能曲線右方偏上的一系列曲線族。 （ 2） F2 變化時(shí)， F3 也隨著變化。工作點(diǎn) C 也跟著變化。因此變頻泵的揚(yáng)程HB2，流量 QB2，工頻泵揚(yáng)程 HA2，流量 QA2，以及總的揚(yáng)程 HC= HB2= HA2，和總流量 QC=QA2＋ QB2都會(huì)隨著頻率 F2 的變化而變化。 （ 3）隨著變頻泵頻率 F2 的降低，變頻泵的揚(yáng)程逐漸降低。變頻泵流量 QB2快速減少；工作點(diǎn) C 的揚(yáng)程也隨著降低，使總的流量 QC 減少；因此工頻泵的揚(yáng)程也降低，使工頻泵流量 QA2反而略有增加，此時(shí)要警惕工頻泵過載。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行特例之一， 頻率 F= F1=50Hz （ 1） F1為工頻泵的性能曲線，也是變頻泵 F2= F1=50Hz下滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的性能曲線（假定變頻泵與工頻泵性能相同），工頻泵和變頻泵單泵運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn) 14 A1。 （ 2） F3為變頻泵和 工頻泵并聯(lián)運(yùn)行的總的性能曲線，工作點(diǎn) C，揚(yáng)程 HC= HB2= HA2等于每臺(tái)泵的揚(yáng)程，每臺(tái)泵的流量 QA2=QB2，總流量 QC=QA2＋ QB2=2 QA2。即當(dāng) F2= F1=50Hz 時(shí)，變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的特性，與兩臺(tái)性能相同的泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)完全一樣。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行特例之二， F2=Fmin， Q 流量H 揚(yáng)程HcH b 1H0OQb2 Qb1 Q c = Q a 2 = Q a 1F3F1F 2 = M I NB1B2CR = K QA1A2 圖 14 變頻泵在最低頻率下 （ F=Fmin） 與工頻泵 并聯(lián)運(yùn)行特性曲線 Q 流量H 揚(yáng)程H0OQc Qb QaF3F1F2BA2ACR = K Q△ Q△ F 圖 15 沒有管網(wǎng)阻力時(shí)變頻泵與工頻泵 并聯(lián)運(yùn)行特性曲線 15 圖 14 中： （ 1） F1 為工頻泵的性能曲線，工頻泵單泵運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn) A1。 （ 2） F2=Fmin 為變頻泵最低頻率下單泵運(yùn)行時(shí)的性能曲線。 （ 3） F3為變頻和工頻泵并聯(lián)運(yùn)行的總的性能曲線，工作點(diǎn) C 不與 F3相交，只與 F1相交，揚(yáng)程 HC=HA1= HA2= HB2 等于每臺(tái)泵的揚(yáng)程，工頻泵的流量 QA2=QA1，總流量 QC=QA2=QA1， QB2=0。 即當(dāng) F2=Fmin 時(shí)，變頻泵的揚(yáng)程不能超過工頻泵的揚(yáng)程，因此變頻泵的流量為零。變頻泵與工頻泵并 聯(lián)運(yùn)行時(shí)總的性能曲線，與單臺(tái)工頻泵運(yùn)行時(shí)的性能曲線相同， 變頻泵 雖然 沒有流量輸出，但仍然 要 消耗一定的功率 。 （ 4）在此運(yùn)行狀況中，變頻泵的效率降到最低，因此變頻泵最好不要工作在這種工況中。 （ 5）在這種特例中， 變頻泵極易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，易造成泵的損壞 ，解決的辦法是將再循環(huán) 閥 打開，使泵保持一定的最小流量，但這樣做 會(huì) 使泵的能耗增加。 水泵變頻不論是單泵運(yùn)行還是并聯(lián)運(yùn)行都有一個(gè)極端理想的特例，就是只有靜揚(yáng)程，沒有管網(wǎng)阻力，或者管網(wǎng)阻力與凈揚(yáng)程相比可以忽略，則管網(wǎng)阻力曲線可以看成是一條與凈揚(yáng)程點(diǎn)平行的一條直線。 水泵將水通過粗管道垂直向上打入一個(gè)開口的蓄水池就是屬于這種情況。電廠鍋爐給水泵系統(tǒng)中，由于給水壓力極高，管網(wǎng)阻力相對(duì)較小，因此采用變頻運(yùn)行時(shí)也可以看成屬于這種情況。（見圖 15） （ 1） F1為變頻器最高運(yùn)行頻率性能曲線。工作點(diǎn) A， F2和 F3為變頻運(yùn)行性能曲線。 H0 為 靜揚(yáng)程，也是 實(shí)際 工作 揚(yáng)程。 （ 2）圖 15 中不論怎樣調(diào)節(jié)頻率，揚(yáng)程都恒定不變，只是流量變化。水泵的輸出功率只隨流量的變化而變化。從圖 15中可以看出，隨著頻率的減少，微小的頻率變化 ?F 會(huì)引起很能大的流量變化 ?Q。性能曲線越平坦， ?F引起的 ?Q 就越大 。因此頻率越低，流量越小時(shí)這種變化就越大。 所以說頻率與流量之間的關(guān)系為 QA/（ F1－ Fmin）。是一種非線性的很難說是幾次方的關(guān)系 。由于功率與流量成正比。功率與頻率的關(guān)系為 H0 QA/（ F1－ Fmin），