泵与风机的运行和调节-工作点及调节.pdf

泵与风机的运行与调节（泵与风机的运行与调节（3 3）） 动力与机械学院 工作点的确定工作点的确定工作点的确定工作点的确定 泵与风机的性能可以在性能曲线上体现性能?泵与风机的性能可以在性能曲线上体现性能 曲线上的每一个点对应泵的一组性能参数，该 组参数反应了泵与风机的工作状况该点称为组参数反应了泵与风机的工作状况该点称为 工作点 ?但仅仅知道性能曲线，还不能确定它们的实际 作说实作工作状况比如说实际工作时的流量，扬程， 功率，效率等，更加不能确定是否在高效区工 作等而这些对泵与风机系统的设计者来讲是作等，而这些对泵与风机系统的设计者来讲是 非常重要的 ?通常泵与风机的实际工作参数由泵与风机的性?通常泵与风机的实际工作参数由泵与风机的性 能曲线和管路性能曲线决定 管路性能曲线管路性能曲线(1)(1)管路性能曲线管路性能曲线(1)(1) d d d d h g v g p ZE+++=) 2ρ ( 2 2 s ss sh g v g p ZE−++=) 2ρ ( 2 1 gg2ρ ds s d sd sdrhh g vv g pp ZZEEH++ − + − +−=−= 2ρ 22 12 g pp HH sd tst ρ − += gρ 管路性能曲线管路性能曲线(2)(2)管路性能曲线管路性能曲线(2)(2) HHhHHh stL =+ h lVV iii ∑∑ λζ 22 h Dgg Li i i i i i =+ ∑∑ λζ 22 V i == 4 hK Q= 2 V FD i ii π hK Q Ls = HHK Q sts =+ 2 Q sts HHK Q ssts =+ 2 ?对于风机 Hst=0，于是 222 QKH ss = 2 ss pQϕ= 管路性能曲线管路性能曲线(3)(3) ( )管路阻力曲线(b)需要扬程曲线(a)管路阻力曲线；(b)需要扬程曲线 泵的工作点泵的工作点泵的工作点泵的工作点 2 HABQCQ=++ 2 ssts HHK Q=+ 222 HHK QABQCQK Q′++ 2 sssst HHK QH ′ =−= HABQCQ=++ s HH= ss HHK QABQCQK Q=−=++− s HH= 稳定工作区稳定工作区 两个相同泵的串联两个相同泵的串联(1)(1)两个相同泵的串联两个相同泵的串联(1) (1) 两个相同泵的串联两个相同泵的串联(2) (2) 2 12 HHABQCQ==++ 2 ssts HHK Q=+ 121 2 s HHHH=+= Q 12 Q== 两个不同泵的串联两个不同泵的串联(1)(1)两个不同泵的串联两个不同泵的串联(1)(1) 两个不同泵的串联两个不同泵的串联(2)(2)两个不同泵的串联两个不同泵的串联(2)(2) 2 111111 HABQC Q=++ 2 222222 HAB QC Q=++ 2 ssts HHK Q=+ 12s HHH=+ 12 Q== 两个不同泵的串联两个不同泵的串联(3)(3) 两个相同泵的并联两个相同泵的并联(1)(1)两个相同泵的并联两个相同泵的并联(1)(1) 两个相同泵的并联两个相同泵的并联(2)(2)两个相同泵的并联两个相同泵的并联(2)(2) 2 12 HHABQCQ==++ 22 112sstsACsCDs HHKQKQH=++= 22 11 HH= 22 221sstsBCsCDs HHKQKQH=++= 11s 22s HH= 1212 22Q=+== 并联或串联工作方式的选择并联或串联工作方式的选择(1)(1)并联或串联工作方式的选择并联或串联工作方式的选择(1)(1) 并联或串联工作方式的选择并联或串联工作方式的选择(2)(2) ?并联或串联都可以增加系统的流量。

?在相同的条件下最好的形式取决于管路系统?在相同的条件下，最好的形式取决于管路系统 的性能曲线如果管路性能曲线随着流量的变 化比较平坦那么并联就好一些否则串联化比较平坦，那么并联就好些否则，串联 可能更合适 两个不同泵并联两个不同泵并联(1)(1)两个不同泵并联两个不同泵并联(1)(1) 两个不同泵并联两个不同泵并联(2)(2)两个不同泵并联两个不同泵并联(2)(2) 2 111111 HABQC Q=++ 2 222222 HAB QC Q=++ 22 11sstsACsCD HHKQKQ=++ 222222 HAB QC Q++ HH 22 22sstsBCsCD HHKQKQ=++ 11s HH= 22s HH= 12 Q=+ 22s 两个不同泵的并联两个不同泵的并联(3)(3) 2 HHKQ ′ = 2 111sAC HHKQ ′ = − 222sBC HHKQ=− 22 111sssACstsCD HHKQHKQ ′ =−=+ 111sssACstsCD 22 222sssBCstsCD HHKQHKQ ′ =−=+ 1212ss HHHH ′′ ′′=== 12 Q=+ 两个吸水池高度不同的泵并联两个吸水池高度不同的泵并联(1)(1)两个吸水池高度不同的泵并联两个吸水池高度不同的泵并联(1)(1) 两个吸水池高度不同的泵并联两个吸水池高度不同的泵并联两个吸水池高度不同的泵并联两个吸水池高度不同的泵并联(1)(1) 2 111111 HABQC Q=++ 22 2 222222 HAB QC Q=++ 22 1311sststsACsCD HHHKQKQ=+++ 22 HHHKQKQ=+++ 11s HH= 2322sststsBCsCD HHHKQKQ=+++ Q 22s HH= 12 Q=+ 两个吸水高度不同的泵并联两个吸水高度不同的泵并联两个吸水高度不同的泵并联两个吸水高度不同的泵并联(3)(3) 2 1111 () stsAC HHHKQ ′ = −+ 2 2222 () stsBC HHHKQ ′ = −+ ′ 22 11113 () ssstsACstsCD HHHKQHKQ ′ =−+=+ 22 ()HHHKQHKQ ′ =−+=+ 22223 () ssstsBCstsCD HHHKQHKQ=−+=+ 1212ss HHHH ′′ ′′=== 12 Q=+ 带分支管路的系统带分支管路的系统 (1)(1) 带分支管路的系统带分支管路的系统(2)(2)带分支管路的系统带分支管路的系统(2)(2) 2 HABQCQ=++HABQCQ++ 22 111sstsABsBC HHKQKQ=++ 22 222sstsABsBD HHKQKQ=++ HHH 12ss HHH== 12 Q=+ 带分支管路的系统带分支管路的系统(3)(3)带分支管路的系统带分支管路的系统(3)(3) 2 sAB HHKQ ′ = − 22 1111sssABstsBC HHKQHKQ ′ =−=+ 22 2222sssABstsBD HHKQHKQ ′ =−=+ ′′ 12ss HHH ′′ ′ = = 12 Q=+ 12 Q+ 反常工况运行工作点的确定反常工况运行工作点的确定反常工况运行工作点的确定反常工况运行工作点的确定 ?反常运行水泵工作点如何确定?泵轴所受 的转矩是多少?其电动机是否过载？ ?流入管路系统的流量和经倒转泵流回吸?流入管路系统的流量和经倒转泵流回吸 水池的流量各为多少? 倒转泵反转的转速是多少?倒转泵反转的转速是多少? 两台并联一台失电两台并联一台失电两台并联一台失电两台并联一台失电 两台并联一台失电两台并联一台失电两台并联一台失电两台并联一台失电 工作泵性能（相对） 2 210 qaqaah++= 2 21 qbqbh′+′=′ 反转泵性能（由全特性曲线中C区β ＝0曲线插值得到） 2 Sqhh str += 管道装置性能（相对） hhhr′== q′+=q 两台并联两台都失电两台并联两台都失电两台并联两台都失电两台并联两台都失电 两台并联两台失电两台并联两台失电两台并联两台失电两台并联两台失电 反转泵1性能（由全特性曲线中C区 β＝0曲线插值得到） 2 112 hbqb q′′′=+ 2 234 hb qb q′′′=+ 反转泵2性能同上 β曲线插值得到 2 rst hhSq=− 管道装置性能（相对） 21r hhh′′== q′+=q 两台串联一台失电两台串联一台失电 两台串联两台失电两台串联两台失电两台串联两台失电两台串联两台失电 泵与风机工作点的调节泵与风机工作点的调节 ?某些时候，由于不合适的设计或者边界条件的改变 （比如进出口水位的变化）或者系统的需要需（比如进出口水位的变化），或者系统的需要，需 要调节泵与风机的工作状况 来避免超载或者使其 在高效区工作。

在高效区工作 ?有三种办法来调节泵与风机的工作点 –改变泵或风机本身的性能曲线改变泵或风机本身的性能曲线 –改变管路系统的性能曲线 –两者都改变两者都改变 泵与风机工作点的调节泵与风机工作点的调节 ?改变泵或风机的性能曲线Q H 泵与风机工作点的调节泵与风机工作点的调节 ?改变泵或风机的性能曲线Q~H 转速调节 切削调节切削调节 可调叶片调节（角度） 汽蚀调节汽蚀调节 ?改变管路系统性能曲线 Q~ Hs 旁路调节旁路调节 出口节流调节 进口节流调节 （只能用于风机）进口节流调节 （只能用于风机） ?改变两者 进导流器调节进口导流器调节 旁路调节旁路调节(1)(1)旁路调节旁路调节(1)(1) 旁路调节旁路调节(2)(2)旁路调节旁路调节(2)(2) 条件： ?泵的流量要调节到设计值的20~25%以下控制阀与泵可能要发生 汽蚀 条件： ?电机有较大的富余能力 优点： ?通过泵的流量适中，水泵可以在高效区工作 ?可以避免泵与阀门的汽蚀 缺点： ?必须安装旁通管路和阀门，要消耗额外的能量 应用： ?需水量变化很大，水泵可能要在关死点附近工作 出口节流调节出口节流调节出口节流调节出口节流调节 出口节流调节出口节流调节出口节流调节出口节流调节 优点： ?操作简单；?操作简单； ?设备投资少。

缺点：缺点： ?系统的效率降低； ?可能会出现振动，噪声和阀门的汽蚀损坏 要求： ?可能会出现振动，噪声和阀门的汽蚀损坏 小型泵?小型泵： ?管道摩阻损失占总扬程的比例比较小 进口节流调节进口节流调节进口节流调节进口节流调节 进口导流器调节进口导流器调节 进口导流器调节进口导流器调节进口导流器调节进口导流器调节 汽蚀调节汽蚀调节汽蚀调节汽蚀调节 用于中、小型电厂的凝结水泵的调节将泵的出口阀全开，当汽轮机负 荷变化时，借助凝汽器热水井水位的变化来调节泵的出水量荷变化时借助凝热水井水位的变化来调节泵的水 优点是不存在附加调节阻力，调节效率高；且可实现流量的自动调节 汽蚀对泵的使用寿命有影响，要采用耐汽蚀材料； 要求管路特性曲线比较平坦要求管路特性曲线比较平坦 变速调节变速调节变速调节变速调节 nQ m p m p n n Q Q = 2 H H n n p m p m = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 2 2 ⎞⎛ 3 2 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = m p m p n n p p 3 pp mm Pn Pn ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 变速调节变速调节变速调节变速调节 优点： ?可以大大减少附加的节流损失，在很大的工况范围内保持较高的 效率。

缺点：缺点： ?需要复杂的变速装置，价格昂贵 要求： 运行时间长，工况变化大的大容量机组 变速调节方法变速调节方法变速调节方法变速调节方法 ⎧⎧ ⎧皮带轮 ⎧⎧ ⎧ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ 皮带轮 液力耦合器 定速电机＋调速联轴器 行星齿轮 ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎧ 电磁转差离合器 ⎪⎪ ⎧⎧ ⎪⎪ ⎨⎪ ⎪ ⎪ ⎩⎨ ⎪⎪ ⎨ ⎪⎪ ⎧⎧ ⎪ 电枢电压控制 直流电机 磁场控制 电机 定子电压控制 ⎨ ⎪⎪ ⎧⎧ ⎪ ⎪⎪ ⎨⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⎩ ⎪ ⎪ ⎨⎨ ⎪⎧ ⎪ ⎪。