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1、水泵并联变台数运行分析,闭式水循环系统多泵并联变台数调节的流量计算与预测 梅钢,水泵并联运行的流量增量及相关问题分析 韩世力,一、闭式水循环系统多泵并联变台数调节的流量计算与预测 梅钢,4,1,2,3,绿色建筑财政政策,绿色建筑评审机构,绿色建筑评价简介,1,1,5,绿色建筑技术,5,绿色建筑发展篇章,6,典型项目,4,2,3,计算方法,流量预测方法,1,流量调节方法,计算实例及分析,颁发标识,1.流量调节方法,随着节能和室内环境要求的提高，供暖和空调系统广泛采用了变流量技术，即用改变动力或改变阻力的方式调节系统、支路以及末端设备的流量，使之与经常变化的动态热(冷)负荷相匹配。（1）利用改变阻
2、力进行调节，是传统的流量调节方法，亦即用阀门节流。（2）利用改变动力进行调节：泵与风机的变速调节、采用多台并联通过改变运行台数的调节、变速与变台数相结合的调节等。,2.计算方法,设有N0台相同的水泵在一个闭式水循环系统中并联运行，设计工况下泵的扬程为H0（m）；单台流量为q0（m3/h）；系统的总流量为Q0=N0q0（m3/h）。设系统特性曲线为：Hs=SQ2(1)将设计工况下系统的阻力损失Hs=H0，系统的总流量Q=Q0代入上式，可得系统阻抗S=H0/Q02，则 系统的特性曲线为：Hs=(H0/Q02)Q2(2)当需要调节流量，减为N台并联运行时，则根据单台水泵 的特性曲线H=f(q),可求
3、出N台并联的特性曲线为：H=f(Q/N)(3)令Hs=H,由(2)(3)式即可解得Q，即N台泵的流量之和，也是系统的总流量。那么单台泵的流量为q=Q/N。,为了便于总结规律，用无因次量表达计算结果。令减台运行工况单台泵的流量q与设计工况单台泵的流量q0的比值：q=q/q0(4)称为单台相对流量。令减台运行工况系统总流量Q与设计工况系统总流量Q0的比值：=Q/Q0=Nq/N0q0=(N/N0)(q/q0)=(5)称为系统的相对流量。式中=N/N0，称为相对台数。根据给出的泵的特性以及设计工况（包括系统设计工况下泵的并联运行台数及单泵流量和扬程），就可以求出单泵流量q和系统流量Q随运行台数N的变化
4、规律，进而求出 和 随 的变化规律。,3.计算实例及分析,选取凯泉ISG型单级单吸离心泵，首先对样本上给出的比转数ns在66附近的各型号水泵进行计算。水泵的额定工况如表1所示。,图1是根据计算结果绘制的q随N的变化曲线。可以看到，几条曲线是相当接近的。在=0.5时，的的最大差值为0.103。也就是说，在比转数大体相同的情况下，随 的变化规律也大体相同。如果用几条曲线的算术平均所得到的曲线，作为比转数ns为66左右的代表性曲线(见图2)，计算表1所列比转数各型号水泵的，在 0.5时误差不超过5。,用同样的方法，对比转数在23、33、47、94、132、187附近的ISG型水泵进行计算，结果如图2
5、所示。,根据图2，得出结论：比转数愈大，曲线愈往下方；比转数愈小，曲线愈往上方。即比转数愈大，相同的情况下，单台泵的流量相对于设计工况，增加愈少，不但变台数调节有较好的效果，而且超载的可能愈小，因而愈适于并联运行；反之，比转数愈小，在 相同的情况下 愈大，愈不适于并联运行。,下面根据图2的结果，对=1/2,=2/3,=3/4这几种情况进行分析：（1）=1/2，即由设计工况的2台并联运行减为一台运行，或由设计工况的4台并联运行减为2台并联运行，或由设计工况的6台并联运行减为3台并联运行等。由图2可知，这种情况下，各种比转数的泵，q都大于1.5，即单台泵的流量都将增加50以上，如果泵的电机功率是按
6、照稍大于额定工况的功率配置，就会发生超载现象，并且比转数愈小超载愈多。,（2）=2/3，即由设计工况的3台并联运行减为2台并联运行，或由设计工况的6台并联运行减为4台并联运行等。由图2可知，这种情况下的范围为1.321.47，即单台泵流量增加的幅度在3247之间。比转数愈大，增加的幅度愈靠近这个范围的下限；反之则愈靠近上限。应当说，这种情况有很大的超载可能，更准确的判断应当是根据q求出泵的流量，然后由功率与流量的关系曲线，查出实际功率，与电机的配置功率进行比较。,（3）=3/4，即由设计工况的4台并联运行减为3台并联运行，或由设计工况的8台并联运行减为6台并联运行等。由图2可知，这种情况下q的
7、范围为1.231.31，即单台泵流量增加的幅度在2331之间。显然，这种情况也是有超载可能的。,图3是根据计算结果绘制出的系统流量 与相对台数 的关系曲线。这个图的作用是了解台数调节过程中系统的流量变化，以判定流量是否能够满足要求。图2和图3所表达的结果，实质上是相同的，由一个可以推出另外一个。式(5)是它们之间的桥梁。,4.流量预测方法,对于凯泉ISG型单级单吸离心泵，可直接根据相对台数 和比转数ns在图2上查出，则单台泵的流量q=q0，系统流量Q=Nq。或者根据相对台数 和比转数ns,在图3上查出，则系统流量Q=Qo，单台泵的流量q=Q/N。为了能够运用计算工具直接计算以及编制软件的需要，
8、对ns 66，0.5 1范围内的计算结果，进行拟合得到 与、ns 的关系式如下：=-0002766ns 2+1.109 2+0.005676ns-3.026-0.002921ns+2.92(6)(6)式与(5)式相联立，又可求出 0。(6)式的误差，经我们的核算，在8以内。,二、水泵并联运行的流量增量及相关问题分析 韩世力,4,1,2,3,绿色建筑财政政策,绿色建筑评审机构,绿色建筑评价简介,1,1,5,绿色建筑技术,5,绿色建筑发展篇章,6,典型项目,4,2,3,水泵并联运行的流量增量的相关影响因素,并联水泵的选型及系统设计中应注意的问题,1,水泵并联可能出现的问题,采用台数调节可能出现的超
9、载问题与流量增量,颁发标识,1.水泵并联可能出现的问题,水泵并联运行的作用：（1）增大系统的流量。（2）通过开启不同台数来进行系统的流量调节。可能出现的问题：1、对于一个确定的管路系统,如果对泵选型不当,则可能出现开两台(或多台)泵并联运行比单台运行,流量增加很少的情况。2、减台运行时的单机流量就会大大增加，使单机工况严重偏离合理工作区，效率降低，从而使轴功率显著增大，有可能导致电机超载。,颁发标识,2.水泵并联运行的流量增量的相关影响因素,1）泵的特性对流量增量的影响,泵的特性曲线越陡(比转数越大)，G（流量增量）越大，越适宜于并联工作。反之，泵的特性曲线越平坦(比转数越小)，G越小，越不适
10、宜于并联工作。,：泵1特性曲线：泵2特性曲线：泵1两台并联特性曲线：泵2两台并联特性曲线：管路特性曲线,2）管路阻抗对流量增量的影响,管路阻抗S越大，并联的流量增量G越小；反之，S越小G越大。减小管路系统的阻抗,可以提高水泵并联的流量增量。管路阻抗越小(特性曲线越平坦),越适宜于水泵的并联工作。管路阻抗越大(特性曲线越陡),越不适宜于水泵的并联工作。,、分别为三条管路特性曲线,管路阻抗S1S2S3。：泵的特性曲线,：两台泵并联的特性曲线,颁发标识,3）泵的特性与管路阻抗对流量增量的综合影响,泵曲线的陡降型与管路曲线的缓升型结合，G较大(图3a)；泵曲线的平坦型与管路曲线的陡升型结合(图3d)，
11、G较小；其它两种组合，G居中。,4）同型号，同水位水泵并联台数对流量增量的影响 同型号同型号水泵并联，可以通过改变开启水泵台数的不同，来达到进行系统流量调节的目的，因此在设计中被广泛采用，但是，对于一个确定的管路系统来说，不能简单的理解为并联的水泵台数增加一倍流量就会增加一倍。如两台同型号水泵在一个吸水池中抽水，两处吸口到交汇处的管径相同，各泵通过的流量为Q2，因此两台泵并联的结果是，在同一扬程下流量的叠加。,用等扬程下流量叠加的方法绘制两台水泵并联后的特性曲线B。同型号、同水位水泵三台并联原理与两台水泵相同，特性曲线可用一条等值水泵的C曲线来表示。,A、B、C分别为单台、两台、三台并联运行时
12、的特性曲线。曲线h为管路特性曲线,曲线A、B、C与曲线h相交于A，B，C，两台水泵运行时，Q不等于2Q，三台水泵运行时Q也不等于3Q，同时三台水泵并联时的流量增量小于两台水泵并联时的流量增量即Q3Q2。如果在继续增加并联水泵的台数量，则可能出现多台并联运行与单台运行相比，流量增加很少的情况。,3.采用台数调节可能出现的超载问题与流量增量,如果水泵的并联流量增量G过小,改变开启台数时有可能造成水泵电机的超载。,：泵单台运行特性曲线：并联运行特性曲线：管路特性曲线A：并联运行工况B：并联运行时单台泵工况C：单台运行工况,并联工况是设计工况，并联运行时的单台泵工况B应在合理工作区（高效区），而单台运
13、行工况C往往偏离合理工作区，效率降低。G越小，C与B就相距越远,两工况的效率差也就越大。因此，G的过小，将使C工况的轴功率大大超出B工况，在单台运行时就有可能发生超载现象。,实例：采用KQL125/300一11/4型水泵,流量推荐区间为55110m/h,B点参数：81m/h，27mC点参数：151m/h，22m,GC比GB增大86.4%，且C工况严重偏离推荐工作区，效率一定低于B工况，所以C工况所需要的功率将大大超过B工况。如果水泵电机是按流量推荐区域配置，单台运行时一定会超载。,4.并联水泵的选型及系统设计中应注意的几个问题,1)应尽量不要采用性能曲线太平坦的水泵,并注意减小系统阻抗,以增大并联运行与单台运行的流量差G。2)对泵的选型,应尽量使并联运行和单台运行的泵都在高效率区工作。3)水泵选型时不能只考虑并联工况,必须校核单台运行工况,流量是否能够满足调节要求,以及是否有超载的可能。4)如果单台运行有超载可能,最好的办法是装设自力式限流止回阀,在单台运行时,限流止回阀自动改变开度,增大阻抗,减小流量。,Thank You！,
