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泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析~


泵(或风机)并联运行特性及常见问题分析
1.概述
两台或两台以上的泵(风机)向同一管路输送流体的运行方式称为并联运行,火电机组 系统中的给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机等主要辅机广泛采用这 种运行方式。采用并联运行方式主要是为了通过增减并联运行台数实现流量的调节,降低耗 电率;其次若并联的泵(或风机)中一台发生故障,仍可维持主机低负荷运行,可以提高机 组的可靠性。掌握泵(或风机)并联运行后的特性曲线、运行工况点变化规律及可能出现的 问题,对指导日常运行有很大的帮助;下面就这方面的情况进行简要阐述。

2.如何确定泵与风机并联特性曲线
泵(或风机)并联运行后,有如下特征:管路中的总流量等于并联各泵(风机)流量之 和;并联后管路中产生的扬程、各泵(或风机)的扬程均相等。因此泵(或风机)并联后的 性能曲线 ?H ? ?Qv ? 或 ?P ? ?Qv ? 可采用把并联各泵(或风机)的 ?H ? ?Qv ? 曲线上同一扬程 (或全压)点上流量相加的方法获得。图 1 及图 2 分别为相同性能两泵并联与不同性能两泵 并联的性能曲线。
单泵性能曲线
40

A+B泵并联性能曲线
40

扬程(m)

扬程(m)
0 5 10 15 20

30 20 10

30 20 10 0 5 10 15 20

流量(m3/s)
A、B泵

流量(m3/s)
A+B泵并联

图 1 相同性能两泵并联后性能曲线
单泵性能曲线
40 40

A+B泵并联性能曲线

扬程(m)

30 20 10 0 5 10 15 20

扬程(m)

30 20 10 0 5 10 15 20

流量(m3/s)
A泵 B泵

流量(m3/s)
A+B泵并联

图 2 不同性能两泵并联后性能曲线

3.如何确定泵与风机并联运行工况点
泵(或风机)并联运行工况点由泵并联性能曲线 ?H ? ?Qv ? 与管路阻力曲线 ?H c ? ?Qv ? 共同确定,两曲线的交点即为并联运行工况点。求泵(或风机)并联运行工况点的关键是确 定泵并联性能曲线 ?H ? ?Qv ? 与管路阻力曲线 ?H c ? ?Qv ? ,泵并联性能曲线 ?H ? ?Qv ? 的求 法在第 2 项已经介绍,下面简要介绍一下管路阻力曲线的求法。 一般情况下,泵(或风机)并联运行的管路系统由并联管段和串联管段两部分组成,流 体在管路中流动时,管路中的总阻力可表示为 H c ? H 静 ? 串联管段阻力 量取

?H

串联管段

? ? H并联管段 ;计算

?H

串联管段

时,流量取管路总流量 Qv ;计算并联管段阻力

?H

并联管段

时,流

Qv

2

。当两台并联运行泵(或风机)中只有一台运行时,计算并联管段阻力

?H

并联管段

时,流量取管路总流量 Qv 。并联工况点确定方法示意图如图 3 所示:
运行工况点示意图
40

扬程(m)

30

20

10 0 5 10 15 20

流量(m3/s)
单泵性能 并联性能 单泵管路阻力 并联管路阻力

图 3 并联运行工况点示意图

4.泵与风机并联运行注意事项及常见问题分析
泵(或风机)并联运行的主要目的是为了增大所输送的流量,但流量增加的幅度与管路 阻力特性及并联运行的台数有关。在不同斜率管路阻力曲线下流量增加的幅度有很大的差别, 管路阻力曲线斜率越大、并联运行的台数越多,流量增加的幅度就越小。因此并联运行方式 适用于管路阻力曲线不十分陡的情况,且并联的台数也不宜过多。若实际管路阻力曲线很陡, 则应采取措施,增大串联管段管径、减少局部阻力,来获得较好的并联效果。 泵(或风机)并联运行时常见的问题是可能会出现所谓的“抢风”或“抢水”现象,即 一台泵(或风机)流量很大,另一台泵(或风机)流量很小;一旦出现“抢风”或“抢水” 现象,不但影响正常运行,还可能引起振动、汽蚀、电机过载等问题,危害很大。出现“抢 风”或“抢水”现象的原因是泵(或风机)并联运行工况点位于并联性能曲线的不稳定工况

区, 不稳定工况区是指泵并联性能曲线 ?H ? ?Qv ? 具有正斜率上升段 (部分区段呈 “驼峰形”, ) 同一扬程对应两个不同的流量。通常轴流式泵(或风机) 、离心式前弯风机、低比转速离心泵 (或风机)的性能曲线会有不稳定区,容易出现“抢风”或“抢水”现象。

5.结束语
本文举例说明了同容量泵、高低速泵并联运行时的特性,实际系统中并联的方式还有很 多,如:定速泵(或风机)与变速泵(或风机)并联、并联两泵(或风机)中一台节流调节、 两台以上的(或风机)并联等,其并联性能曲线、并联工况点的确定方法与本文介绍的方法 相似,可参照执行。并联运行方式是火电机组系统中主要辅机广泛采用这种运行方式,掌握 泵(或风机)并联运行后的特性曲线、运行工况点变化规律及可能出现的问题,对设备改造、 运行指导、问题分析会有很大的帮助。

(河南院能源一所 葛挺)



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