淺談高山臺合理選擇水泵的并聯或串聯

韋志 曹麗丹

（廣西廣播電視技術中心柳州分中心）

一、水泵的基本特性

泵特性曲線上的每個點都是一個工況，泵在哪個工況下運轉是由泵特性曲線和裝置特性曲線決定的。水泵的揚程（Hz）是指把單位重量液體從吸水池液面送到排水池液面需要的能量，其公式為：

根據上述公式得出曲線如圖1，稱為裝置特性曲線或者管路阻力曲線；將裝置特性曲線和泵特性曲線畫在一張圖中，二者的交點M就是泵的運轉工況點。M點的意義在于在該點單位重量液體通過泵獲得的能力（揚程H）正好等于把單位重量液體從吸水池液面送到排水池液面需要的能量（裝置揚程Hz），因此M點就是穩定運行的工況點。如果泵偏離M點，在A點工作，此時H>Hz，多余的能量促使管內流速增加，流量增加，工況點從A點移向M點；反之，如果泵在B點工作，H

圖1

二、水泵并聯和串聯的原理

水泵的并聯是指第一臺水泵與第二臺水泵的吸入管連接在一起，出水管也連接在一起聯見圖2中（a）。水泵的串聯是指第一臺水泵的出水管連接在第二臺的吸入管聯見圖2中（b）。

圖2

（一）水泵的并聯

1.相同特性的泵并聯

圖3

圖3中，HI（HII）是單獨一臺泵的特性曲線，HIII是兩臺泵并聯合成的特性曲線，它是相同揚程下兩臺泵流量相加得到的。一臺泵單獨運轉時的工況點是A1，兩臺泵并聯時的工況點是A，各泵的實際工況點是B。一臺泵運轉時，流量是QA1，兩臺泵并聯時合成流量是QA。因QA=2QB<2QA1，就是說，由于存在管道阻力，即使用兩臺泵并聯運行，合成流量也小于兩臺泵單獨運行時流量的2倍。

圖4

2.不同特性泵的串聯

圖4中，HI和HII是單臺水泵的特性曲線，HIII是兩臺泵并聯工作時的合成特性曲線。當裝置特性曲線為R1時，合成工況點為A點，實際兩泵的工況點為B1和B2點，其流量小于兩臺泵單獨運行時流量Q B1與Q B2 之和。當裝置特性曲線為 R2時，關于揚程低的泵II，在流量為零的工況下運轉，這里泵消耗的功率使液體加熱，有可能出現事故，如果泵II無逆止閥，水將通過泵II倒流，并引起該泵反轉。由以上兩例子可知，泵并聯運轉應當按揚程相等分配流量。

（二）水泵的串聯

1.相同特性泵的串聯運轉

圖5中HI(HII)是單臺水泵的特性曲線，HIII是兩臺泵串聯工作時的合成特性曲線，它是在同一流量下兩臺泵相應揚程（縱坐標）相加得到的，R是裝置特性曲線。單臺泵運轉時工況為A,兩臺泵串聯時工況點了B。由圖2可知，兩臺泵串聯揚程和流量都增加，其增加程度和裝置特性曲線的形狀有關，但都小于單獨運轉時的兩倍。

圖5

2.不同特性泵的串聯

圖6中，HI和HII是單臺水泵的特性曲線，HIII是兩臺泵串聯工作時的合成特性曲線，R1和R2 是兩條裝置特性曲線。當裝置特性曲線為R1 時，合成工況點為A，兩泵的工況點分別為A1 和A2 。如果裝置特性曲線為R2 時，合成工況點為B。當阻力曲線在R2以下時，其運轉狀態是不合理的。在Q>QB 時，兩泵合成的揚程小于泵II的揚程。若泵II作為串聯工作的第二級，則泵I變為泵II吸入側阻力，使泵II吸入條件變壞，有可能發生汽蝕。若把泵I作為串聯工作的第二級，則泵I變為泵II排出側的阻力，消耗一部分泵II的揚程。

圖6

三、水泵并聯與串聯的實際應用

通過對水泵并聯和串聯的分析，在水泵并聯、串聯時，應采用同種類型及同種規格的水泵連接，因同類型水泵特性曲線基本相同，流量及揚程易接近較理想狀態。在理想狀態下，同型號同規格的兩臺水泵并聯時其流量(Q)關系是：Q=Q1+Q2。從中可得知，兩臺水泵并聯時可以增加供水量，通過開停泵的臺數來調節流量，以達到節能和快速供水。當并聯工作的泵中有一臺損壞時，其他泵仍可繼續供水，有效提高了供水的可靠性和靈活性。在理想狀態下，同型號同規格的兩臺水泵串聯時其揚程(H)的關系是： H=H1+H2 。當高山臺站下游的水位太低，用一臺泵無法將水抽到山頂時，可以選擇用兩臺泵串連將揚程擴大一倍，確保供水的穩定性，同時避免單泵工作負荷過大發熱損壞的情況。