离心式水泵的联合使用优化方案

当单台水泵在管路上工作的流量或扬程不能满足排水需要时，可以采用两台或多台水泵联合工作的方法解决。联合工作的方法有串联和并联两种。

1.串联工作

两台或两台以上水泵顺次连接，前一台水泵向后一台水泵进水管供水，称为水泵的串联工作。前一台水泵的出水口与后一台水泵的进水口直接连接，称为直接串联工作。若前一台水泵的出水口与后一台水泵的进水口中间有一段管子连接，则称为间接串联。

图8-43所示为两台水泵直接串联工作的系统简图。两台泵串联工作时，水泵Ⅰ由吸水管吸水，经水泵Ⅰ增压后，进入水泵Ⅱ再增压一次，然后将水排入管道。不难看出，在串联系统中，各水泵及管道中的扬程和流量存在对应关系。

1）流量

水泵Ⅰ和水泵Ⅱ通过的流量相等，并且等于管道中的流量，即

Q=QⅠ=QⅡ　(8-39）

图8-43　水泵串联工作

式中　Q，QⅠ，QⅡ——管道、水泵Ⅰ和水泵Ⅱ的流量。

2）扬程

串联的等效扬程为水泵Ⅰ和水泵Ⅱ的扬程之和，即

H=HⅠ+HⅡ　(8-40）

式中　HⅠ，HⅡ——水泵Ⅰ和水泵Ⅱ的扬程。

由于水泵串联工作后可以增加扬程，所以水泵串联常用于单台泵扬程不能满足需要的场合。

串联后的等效扬程曲线和工况点可用图解法求得。以两台水泵串联为例，先将串联的水泵Ⅰ和水泵Ⅱ的扬程特性曲线画在同一坐标图上，如图8-43所示，然后在图上作一系列的等流量线Qa、Qb、Qc…，与扬程曲线Ⅰ及扬程曲线Ⅱ分别相交于HaⅠ和HaⅡ，HaⅠ、HaⅡ分别代表水泵Ⅰ、Ⅱ在此流量下的扬程。根据串联的特点，将HaⅠ和HaⅡ相加，得在此流量下串联等效扬程Ha。同理可求得（Qb、Hb）、（Qc、Hc）…，将求得的各点连成光滑曲线，即串联后的等效泵的扬程特性曲线，如图6-43中Ⅰ+Ⅱ曲线。

将管道特性曲线R用同一比例画在图8-43上，它与Ⅰ+Ⅱ曲线的交点M即为串联后的等效工作点。

由于串联后管路流量等于单台泵的流量，由等效工况点M引等流量线与扬程特性曲线Ⅰ和Ⅱ分别交于M1和M2，M1、M2即分别为水泵Ⅰ和Ⅱ的串联后工况点。(www.xing528.com)

串联工作应注意以下问题：

（1）对于泵间隔串联的情况，其等效扬程特性曲线和工况点求法相同，但当前一台泵的扬程排至后一台时，应还有剩余扬程，否则不能进行正常工作。

（2）一般选用型号相同或特性曲线相近的水泵进行串联工作，否则因为串联时两泵流量相同，流量较大的水泵必然在低流量下工作，不能发挥其效能，因而很不经济。

（3）串联工作时，若有一台泵发生故障，整个系统就必须停止工作。

2.并联工作

两台或两台以上的泵同时向一条管路供水时称为并联工作。

图8-44所示为两台水泵并联工作的系统简图。水泵Ⅰ、Ⅱ分别由水池吸水，然后分别在泵内加压后一同输入连接点。由图8-44可见，水泵并联，其等效流量等于水泵Ⅰ、Ⅱ的流量之和，且扬程相等，即

图8-44　水泵并联工作

Q=QⅠ+QⅡ　(8-41）

H=HⅡ+HⅠ　(8-42）

由于水泵并联后可以增加流量，所以并联一般用于一台水泵的流量不能满足要求或流量变化较大的场合。

并联等效扬程曲线和工况点可用图解法求得。

以两台水泵并联为例。先将并联的水泵Ⅰ和Ⅱ的扬程特性曲线画在同一坐标图上，如图8-44所示。然后在图上作一系列等扬程线Ha、Hb、Hc…。等扬程线Ha与扬程曲线Ⅰ和Ⅱ分别交于HaⅠ和HaⅡ，对应的流量为QaⅠ和QaⅡ。QaⅠ和QaⅡ分别为水泵Ⅰ、Ⅱ在此扬程下的流量。根据并联的特点，总流量应等于QaⅠ和QaⅡ相加。同理可求得（Qb、Hb）、（Qc、Hc）…。将求得的各点连成光滑曲线，即得并联后的等效扬程特性曲线，如图8-44中Ⅰ+Ⅱ曲线。

将管道特性曲线R用同一比例画在图8-44上，它与Ⅰ+Ⅱ曲线的交点M即并联后的等效工况点。

由于并联后，等效扬程和每台泵的扬程相等，因此从M点引等扬程线与水泵Ⅰ、Ⅱ的扬程曲线分别交于M1、M2，M1、M2即水泵Ⅰ和Ⅱ的工况点，如图8-44所示，其流量分别为QM1、QM2。

从图8-44中可以看出，当水泵Ⅰ（或Ⅱ）单独在同管道工作时，其工况点为（或），此时的流量为（或）。显然，（或）＜，＞QM1，＞QM2，（或）＜HM。这是由于两泵并联后，通过管路的总流量增加，管路阻力增大，因而每台泵的流量有所下降。

由图8-44可以看出，管道阻力越小，管道特性曲线越平缓，并联效益越高。所以管道特性曲线较陡时，不宜采用水泵并联工作。最后还应指出，两台或多台水泵并联时，各水泵应有相同或相近的特性，特别是泵的扬程范围应大致相同，否则扬程较高的水泵不能充分发挥其效能。因为并联时各泵扬程总是相等的，如果低扬程泵扬程合适，则高扬程泵必然因扬程太低而流量过大，使工况点落在工作利用区之外。