在正常工作范围内，管道的输水水头损失随其输送水量增加而增加，水泵的扬程随其输水量的增加而减小，其特征曲线如图3-4所示。
图3-4 水泵及管道特性曲线
从水泵及管道特性曲线中可以看出，两条曲线只有在A点相交，即在A点，水泵的流量、扬程恰好可以满足管道的流量及供水压力要求；在A点左侧（如B点），在满足管道输送流量的要求下，水泵的扬程h2高于管道的水头损失h1，存在富裕水头Δh，这部分多出的水头是水泵为满足管道B点工况而浪费的能量；在A点右侧（如C点），由于水泵的扬程h2低于管道的水头损失h1，水泵已无法再满足管道的输水要求，需要增加工作水泵的数量。
通过对水泵及管道特性的分析可知，在输水过程中，除了水泵特性曲线与管道特性曲线恰好相交的工况点外，水泵的供水曲线都高于管道的特性曲线，从而产生了能量的浪费。由于五号沟泵站工程输水规模大，即使水泵扬程富裕1m，也会支出一年650多万元的额外电费。因此，在本工程中必须要采取水泵调节措施，使水泵的供水符合要求的流量和扬程，以满足减少能耗，节省运行费用的目的。
可采用的工况调节措施包括阀门节流、调节转速、切削叶轮或更换叶轮等。对于叶片式的混流泵及轴流泵，可调节叶片角度。
（1）阀门节流
阀门节流是通过调节水泵出水管路上阀门的开度，来改变管道的阻力损失，从而达到改变管道的Q-∑h特性曲线，以符合相应出水量时的水泵扬程。该方法实施简便，是以往实际生产中采用较为广泛的形式。
采用阀门节流法只是被动增加管道水头损失，使水泵的富裕水头损耗在阀门上以满足水泵的工况点要求，水泵运行功耗并没有下降，因此能量浪费严重。而且由于阀门开度减小，水流对阀门的冲击加大，容易导则阀门的震动、气蚀、密封破坏等，缩短阀门寿命。因此，阀门节流措施是一种落后的调节措施，不应作为可选措施。
（2）切削（更换）叶轮
叶轮切削是通过更改水泵硬件特征（叶轮直径）来改变水泵特性曲线的一种方式。由于叶轮切削是将水泵由一条性能曲线更改为另一条性能曲线，其与管道特性曲线仍然只有一个交点，因此仍无法满足多种工况调节的需要。同时，叶轮切削具有不可逆性，一旦叶轮切削减少直径后，若要恢复则需重新更换原有直径的叶轮。在叶轮切削后，叶轮与泵壳间的间距加大，叶轮转动时通过间隙泄漏的水量增加，水泵效率还会有所降低。
因此，切削叶轮改变水泵工况的方法并不能满足本工程工况调节的要求。
（3）叶片角度调节
叶片角度调节方式是叶片式混流泵、轴流泵所独有的一种水泵工况调节方式。叶片调节方式可分为半调式叶片和全调式叶片。半调式叶片需要停泵拆卸叶轮后才能进行角度调节；全调式叶片通过叶片调节机构进行角度的调节，一般也需停泵后操作，不需拆下叶轮，但调节机构复杂、部件多、故障率较高、投资较大。
由于本工程水泵运行的流量、扬程变幅大，单纯依靠叶轮调节难以完全覆盖运行工况的要求。且根据水泵调研的结果，本工程混流泵多需要采用蜗形叶轮或多级叶轮，也无法采用叶片角度调节的方式。所以，叶片角度调节的方式也不适用于本工程。
（4）水泵调速及其方式的确定(www.xing528.com)
同一台水泵在转速变化时，其流量、扬程和轴功率也相应变化，并存在比例关系：
式中 Q——转速n时的流量；
H——转速n时的扬程；
N——转速n时的功率。
可以发现，转速改变后，水泵相应工况点的效率并没有改变。因此，从理论分析可以看出，水泵调速运行后，其调速后工况点的效率并没有改变。通过调节水泵转速，可以使水泵在维持较高效率的同时，满足管道的流量、压力需求，并达到节能的效果。
水泵调速系统按其调速装置对象的不同，可分为传动装置（联轴器）调速和电动机调速。
由于通过传动装置调速附加的外部配套设施复杂，且由于存在传输液的能量损耗和效益低以及设备可靠性差等因素，本工程方案不予考虑。下面就电动机调速方式进行比较。
①串级调速。串级调速是将转子转差能量整流、有源逆变，经反馈变压器将多余的电能反馈回电网的一种调速方法，属于转差能量回馈型调速技术，比液力耦合器调速在技术上占优。由于控制对象是电机转子，使用目前耐压水平的开关器件就可以方便地实现对高压电机的控制。20世纪70、80年代，串级调速装置被大量采用。
在调速范围要求不高时因串级调速装置容量仅需大于最大转差功率，故容量较小，成本也较低。但串级调速只适用于绕线式异步电机，鼠笼电机无法使用，而绕线式异步电机的滑环需要经常停机维护。其优点是可无级平滑调速，总效率较高。而缺点是调速范围不大（70%～100%），功率因数低；深调速时谐波对电网的污染严重；且维护工作量大。因此，目前使用范围不广。
②变频调速。变频调速技术通过改变电机定子的供电频率，实现对电机的速度控制，所以其适用于鼠笼型异步电动机，也适用于绕线式异步机。变频调速属于转差功率不变型调速技术，无论转速高低，转差功率的消耗基本不变。调速范围大，一般可达20∶1；调速精度高，可以实现无级平滑调速。
变频调速适用于多种水泵的调速，特别对于低转速（低流量）区域运行较多或启停运行频繁的水泵更显出其优越性。它还适宜用于大型水泵的启停装置，由于实现了电动机的软启动，减少了启动损耗，避免了对电网的冲击。由于目前大部分的变频调速装置能保证较高的功率因数，因此直接启动电动机必须配置的无功功率补偿装置在变频机组中不再需要配置。
根据以上对水泵调速（节）方式的比较，推荐采用变频调速方式作为本工程水泵调速控制方式，以适应工况要求。由于本工程单泵功率较大，需要采用价格较高的高压变频器。因此，需要对设置变频泵的数量进行分析，以达到满足运行工况、高效节能，并减少工程投资这些因素的平衡。
根据泵站进水水力条件及输水工作扬程的分析，泵站的运行须满足计算工况及校核工况要求，其中计算工况条件下应满足水泵运行节能的要求，校核工况条件下应满足水泵运行工况可覆盖的要求。
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