論建筑給水系統中水泵并聯運行時流量折減

劉長安

摘 要：近年來隨著經濟的發展和技術的進步，建筑行業也處在發展的浪潮之中。在建筑施工過程中，需要安裝很多的基礎設施，例如電氣電梯等，這些設施的安裝能夠滿足人們的基本需求，進而使得施工工程在收獲經濟效益的同時還能增加社會效益，同時也是必然需要安裝的項目，這是建筑物內應該具有的基本功能。其中，給水系統的安裝也是一項必然的要求，有利于人們生活用水的需要。而在給水系統中水泵并聯運行時是否會影響水的流量就值得我們進行分析，同時也能對于是否需要考慮折減系數問題做一個系統的探討。

關鍵詞：水泵并聯；流量折減；給水系統

在人們的日常生活和工作中，給水系統的運行關乎著人們的基本用水問題，而水量的大小對于水資源的利用和人們正常用水有一定的影響，尤其是在水泵并聯運行時流量折減因素的考慮值得有關人員進行深入的探究，這對于安全合理供水具有很大的意義。在本文中，主要運用的是圖解法進行相關的分析。通過對單臺水泵和并聯水泵運行時的工況點的比較，得出水泵并聯運行時的流量影響因素，進而能夠知道水流量折減的臨界點。另外，還通過不同水泵與管道的組合運行狀態下的水流量折減情況進行分析，探究給水系統運行時是否需要考慮流量折減，從而得出相應的結論，有助于在供水環節能夠更加安全和節約。

1 圖解法進行比較

1.1 單臺水泵運行時工況點的確定

要對不同的方案進行對比，首先就應該確定單臺水泵運行時的工況點，這就需要通過公式的計算以及根據水泵特征曲線進行確定，水泵特征曲線可以根據樣本直接得到，是一條向下彎曲的拋物線，其公式如下。由此也可以得出管道系統特征曲線方程式。這個方程式表達的則是一條向上彎曲的拋物線，與前者相反。水泵特征曲線與管道系統特征曲線相交處為S點，這就是單臺水泵運行時的工況點，水泵流量為Q1.水泵靜揚程為H1，如圖1所示。

1.2 同型號、管路布置相同的兩臺水泵并聯運行時工況點的確定

單臺水泵運行時的工況點確定后，接下來就開始探究水泵并聯狀態下的工況點。首先選擇的是同型號以及管路布置相同的兩臺水泵進行實驗。根據上面的水泵特征曲線，可以通過流量疊加的方法得到水泵并聯時的曲線，由此也能得出基本的管道系統特性曲線方程式。而水泵并聯特性曲線和管道系統特性曲線的交點M，即為水泵并聯狀態下的工況點。橫坐標和縱坐標分別對應的是水泵并聯時的總流量和并聯水泵的揚程。過M做橫軸平行線能夠與管道系統特征曲線相交于N點，這就是兩臺水泵并聯運行時單泵的工況點，流量記為Q1.2，揚程為H1.2。這就可以制作出圖2。

根據圖2能夠得出Q1.2

2 水泵并聯運行的特殊情況

當然，兩臺水泵并聯運行時也會有特殊情況，那就是它們各自的壓水管路在互不影響共同運行的時候。這通常被人們認為是一種特殊狀況。（如圖3）而對于這一特殊情況就更有必要進行深入探究。在這種特殊狀況發生時，與以前得出的結論不一致，因為這時并聯運行狀態下的出水量是單臺水泵運行出水量的2倍，產生這種截然不同現象的原因就在于之前忽略了管路系統特性曲線是不變的。

當水泵數量增加，要根據各臺水泵流量之和重新選擇合適的管徑，以確保水流流速在經濟流速范圍之內。在管材確定的情況下，管徑直接決定SOG值。

3 臨界條件分析

圖2與圖3所示的兩種運行情況中，區別在于系統壓水管路，即管道系統特性曲線。當圖3中兩條壓水管路無限靠近直至匯合成一根管道，同時放大管徑，保證其管道系統特性曲線方程式為H=HST+0.28SAOGQ1.85，這時便達到了兩臺同型號水泵并聯運行時并聯出水量等于一臺泵單獨運行時水泵出水量2倍的情況。由上述分析可知，單臺水泵運行時，管道系統特性曲線方程式記為H=HST+S1Q1.85，系統出流量為Q1；當兩臺同型號水泵并聯運行時，管道系統特性曲線方程式記為H=HST+S2Q1.85，系統出流量為Q2。Q2=2Q1時需滿足條件：S2/S1=（1/2）1.85=0.28。

當S2/S1>0.28時，Q2<2Q1；

當S2/S1=0.28時，Q2=2Q1；

當S2/S1<0.28時，Q2>2Q1。

同理：當三臺同型號水泵并聯運行時，管道系統特性曲線方程式記為H=HST+S3Q1.85，系統出流量為Q3。Q3=3Q1時需滿足條件：S3/S1=（1/3）1.85=0.13。

當S3/S1>0.13時，Q3<3Q1；

當S2/S1=0.13時，Q3=3Q1；

當S2/S1<0.13時，Q3>3Q1。

當更多臺同型號水泵并聯運行時，類似的結論也是成立的。

4 不同管徑型號對于流量折減的影響

上述情況為管徑相同情況下對于流量的比較，而不同管徑型號對于水泵并聯流運行時的流量折減也值得深入探究。實際工程中采用變頻機組供水時，在頂層要求服務水頭確定的情況下，仍可近似為向屋頂水箱供水的情況。雖然已經明確了流量直接疊加的臨界條件，但對于不同型號的變頻水泵機組，仍不能直觀地判斷是否需要考慮流量折減，更不能確定折減系數的具體數值，必須針對不同機組具體計算確定。當兩臺水泵并聯運行時，并聯后出水管一般比單臺泵出水管大一號。此時僅有兩種情況需考慮流量折減，即單臺水泵出水管徑與并聯后出水管徑為DN65和DN80、DN100和DN125時。當單臺水泵出水管徑與并聯后出水管徑為DN100和DN125時，S值比值為0.3310，與0.28接近，管路系統損失的增加對水泵流量的影響很小，因此流量折減也可不予考慮。

5 結束語

通過圖解法進行對比分析，能夠得出在選擇變頻機組時，水泵并聯運行時的流量折減情況大多時候可以不考慮，但是在特別情況下也要注意，尤其是在兩臺并聯水泵出水管徑DN80以及單臺水泵出水管徑DN65時需要進行考慮。這樣才能根據不同情況做合理安排，選擇正確的機組型號，保持建筑給水系統的正常運行，同時也有利于避免水資源的浪費，真正做到節約，能夠安全供水。滿足人們的生活和工作用水需求，這也是改善民生的一部分，有利于促進社會和諧發展，提高人們的幸福生活水平。

參考文獻

[1]盧凱.論建筑給水系統中水泵并聯運行時流量折減[J].城市建設理論研究：電子版，2013（6）.

[2]崔衛濱，毛金堯，魏遠娟.泵并聯運行流量增量的影響因素與并聯運行設計的初探[J].廣東化工，2014，41（1）：138-138.

[3]安志鵬，劉志強，魯帥，等.高層建筑二次供水系統水泵并聯優化運行[J].給水排水，2015（5）：135-140.