如何看离心泵性能曲线

检查线路，设置，

1 变频器调速节能原理

1.1 变频调节的理论基础�

对同一台水泵，根据流体力学相似理论，在转速控制时，流量Q，扬程H，轴功率P，转速N之间的关系可由下式表示：�

由上式可知，流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，因此电机的转速控制与调节阀门流量控制相比，可以大幅度降低轴功率，因而利用变频器对电机转速控制可以充分节能。当系统负荷下降时，变频器调节水泵转速，从而减少水量，减少电机耗电量。根据电工学知识，电机转速与输入频率的关系为：�

一般来讲s变化范围不大，如果s的变化忽略不记，就可以认为n与f成正比关系，改变f就可以达到改变电机转速n的目的。变频调速闭环控制系统主要由变频器、调节器、传感器、电动机、泵组成。控制信号可采用0~5v的电压信号(或4mA~20mA的电流)。变频调速装置的信号可采用温度信号、压力信号或几种信号的综合控制。

1.2 变频调节与阀门调节的能耗比较�

泵的流量特性随泵的种类而异，一般来说泵的特性与其阻力矩的平方成正比。图2是泵的流量Q与扬程H的关系曲线。泵的运行点是由特性曲线NN与管路阻力等构成的阻力曲线R1的交点D确定。过去采用恒速运行与阀门控制时，如果减少流量调整阀门，由于阀门摩擦阻力变大，阻力曲线从R1变到R′1，扬程则从H0上升到H1，流量从QN减少到Q1。控制转速调节流量时，由于没有阀门阻力，曲线原样不变，泵的特性曲线取决于转速，如果把速度nN降低到n1，特性曲线也会从NN移到N1，则运行点从D点移到C点，扬程从H0降到H2，流量从QN减到Q1。泵轴功率可由下式描述：�

即应用阀门流量控制方式时，功率△P被浪费了，随着阀门不断的拧小，该损耗所占比例更大。由此可知，利用变频调速可以节约很多能量，尤其是在大型水泵中，其效果更加明显。对于已投入运行的阀门控制式设备，可将阀门拧到最大，然后安装变频器，通过调速控制可获得大幅度的节能效果。

2 多泵并联中变频调速泵的应用�

我们知道，采用多泵并联只能实现分阶段变流量调节，没有完全解决能量浪费的问题，最节能的运行方式是采用变流量系统，变频调速水泵是实现变流量的理想方式。由于变频泵，其余的是工频泵。当系统流量由零开始增加时，变频泵启动，转速随流量继续增加，则某一台工频泵启动并在额定状况下运行，变频泵负担流量减少，又转入变频运行状态。如此，便可以实现流量的无级调节，同时变频器容量最小，造价最低。而实际上，由图2可以看出，当水泵转速低至一定值，水泵性能曲线在A-A以下，它是无法和以额定转速n1运行的工频泵并联运行的，因为此时工频泵的扬程H1大于变频泵的扬程H2，这时有工频泵超负荷工作，变频泵发生空转，不输出流体，在那儿空耗能量，如果两泵的扬程差相差很大，甚至有可能烧坏电机，这就是“大吃小”现象。如果要实现真正的变流量系统，只有将所有的并联水泵同时进行变频调速，即改变并联后的水泵性能曲线，这样才能真正达到节能的目的。

而且你说的这个要关出口门的水泵是适用于离心泵，离心泵的比转数较低，零流量时轴功率小，关出口阀启动稳定后逐渐开启出口阀可以最大限度减低阻力矩。对于混流泵、轴流泵还有风机而言，比转数较高，零流量时轴功率大。与离心泵刚好相反，所以需要开出口阀关进口阀以最大限度减低阻力矩。

要完全搞清楚，建议你查原理方面的书籍，关于水泵启动时候的特性曲线，可以用数学公式解释。

而水泵流量变化是，消耗功率变化，消耗功率与水的流量是成比例的。

转变离心泵流量最简略的方法就是调节泵出口阀门的开度，而水泵转速保持不变（一般为额定转速），实在质是转变管路特征曲线的地位来转变泵的工况点。如图1所示，水泵特征曲线Q－H与管路特征曲线Q－∑h的交点A为阀门全开时水泵的极限工况点。关小阀门时，管道局部阻力增加，水泵工况点向左移至B点，相应流量减少。阀门全关时，相当于阻力无限大，流量为零，此时管路特征曲线与纵坐标重合。 从图1可看出，以关小阀门来把持流量时，水泵本身的供水才能不变，扬程特征不变，管阻特征将随阀门开度的转变而转变。这种方法把持简便、流量持续，可以在某一最大流量与零之间随便调节，且无需额外投资，实用处合很广。但节流调节是以耗费离心泵的过剩能量（图中暗影部分）来保持必定的供应量，离心泵的效率也将随之降落，经济上不太公平。

二、变频调速

工况点偏离高效区是水泵需要调速的基础条件。当水泵的转速转变时，阀门开度保持不变（通常为最大开度），管路系统特征不变，而供水才能和扬程特征随之转变。如图2所示，A为水泵平衡工况点（也称工作点），对应效率ηa。欲减小流量，可将转速下降，此时工况点为B，对应效率ηb，水泵仍处于高效区内。假如采用阀门节流的方法来调节，则工况点为C，对应效率为ηc，泵的效率降落。由此可见，在所需流量小于额定流量的情况下，变频调速时的扬程比阀门节流小，所以变频调速所需的供水功率也比阀门节流小，图2中的暗影部分表现的就是变频调速所节俭的供水功率。 很显然，与阀门节流相比，变频调速的节能后果很突出，离心泵的工作效率更高。另外，采用变频调速后，不仅有利于下降离心泵产生汽蚀的可能性，而且还可以通过对升速/降速时间的预置来延伸开机/停机过程，使动态转矩大为减小，从而在很大程度上打消了极具损坏性的水锤效应，大大延伸了水泵和管道系统的寿命。

事实上，变频调速也有局限性，除了投资较大、保护本钱较高外，当水泵变速过大时会造成效率降落，超出泵比例定律范畴，不可能无限制调速。

三、切削叶轮

当转速必定时，泵的压头、流量均和叶轮直径有关。对同一型号的泵，可采用切削法转变泵的特征曲线。设离心泵原叶轮直径为D、流量为Q、扬程为H、功率为P，切削后的叶轮直径为D′、流量为Q′、扬程为H′、功率为P′，则其相互关系为：

上述三式统称为泵的切削定律。切削定律是建立在大批感性实验材料基础上的，它认为假如叶轮的切削量把持在必定限度内（此切削限量与水泵的比转数有关），则切削前后水泵相应的效率可视为不变。切削叶轮是转变水泵性能的一种简便易行的措施，即所谓变径调节，它在必定程度上解决了水泵类型、规格的有限性与供水对象请求的多样性之间的抵触，扩大了水泵的应用范畴。当然，切削叶轮属不可逆过程，用户必需经过准确盘算并衡量经济公平性后方可实行。

四、水泵串联和并联

水泵串联是指一台泵的出口向另一台泵的进口输送流体。以最简略的两台雷同型号、雷同性能的离心泵串联为例：如图3所示，串联性能曲线相当于单泵性能曲线的扬程在流量雷同的情况下迭加起来，串联工作点A的流量和扬程都比单泵工作点B的大，但均达不到单泵时的2倍，这是由于泵串联后一方面扬程的增加大于管路阻力的增加，致使充裕的扬程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，克制了总扬程的升高。 水泵串联运行时，必需留心后一台泵是否能够蒙受升压。启动前每台泵的出口阀都要封闭，然后次序开启泵和阀门向外供水。

水泵并联是指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体，其目标是在压头雷同时增加流量。仍然以最简略的两台雷同型号、雷同性能的离心泵并联为例：如图4所示，并联性能曲线相当于单泵性能曲线的流量在扬程相等的情况下迭加起来，并联工作点A的流量和扬程均比单泵工作点B的大，但考虑管阻因素，同样达不到单泵时的2倍。

假如纯粹以增加流量为目标，那么毕竟采用并联还是串联应当取决于管路特征曲线的平坦程度，管路特征曲线越平坦，并联后的流量就越接近于单泵运行时的2倍，从而比串联时的流量更大，更有利于运作。

多级离心泵工作原理与地面离心泵一样，当电机带动轴上的叶轮高速旋转时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮，这样，逐次地流过所有的叶轮和导壳，进一步使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后，就获得一定扬程，将井下液体举升到地面,这就是不锈钢多级泵的工作原理。

多级离心泵主要特点：

1.立式结构，进出口法兰在同一中心线上，结构紧凑，占地面积小，安装方便。

2.立式结构泵采用集装式结构的机械密封，使安装维护操作更安全、方便，并确保密封的可靠性。

3.多级离心泵的电机轴与泵轴通过联轴器直接连接。

4.卧式泵配加长轴电机，结构简单,安装维护操作简单方便。

5.过流部件均采用不锈钢材质，不污染介质且保证使用寿命长、外形美观。

6.噪声低，振动小。采用标准化设计，通用性好。

多级离心泵的调节方式有哪些，最常用的两种方式介绍：

1、阀门节流

改变离心泵流量最简单的方法就是调节水泵出口阀门的开度，而多级离心泵转速保持不变(一般为额定转速)，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工况点。水泵特性曲线Q-H与管路特性曲线Q-∑h的交点为阀门全开时水泵的极限工况点。关小阀门时，管道局部阻力增加，水泵工况点向左移，相应流量减少。阀门全关时，相当于阻力无限大，流量为零，此时管路特性曲线与纵坐标重合。由此可见，以关小阀门来控制流量时，多级离心泵本身的供水能力不变，扬程特性不变，管阻特性将随阀门开度的改变而改变。这种方法操作简便、流量连续，可以在某一最大流量与零之间随意调节，且无需额外投资，适用场合很广。但节流调节是以消耗离心泵的多余能量来维持一定的供给量，离心泵的效率也将随之下降，经济上不太合理。

2、变频调速

工况点偏离高效区是水泵需要调速的基本条件。当多级离心泵的转速改变时，阀门开度保持不变(通常为最大开度)，管路系统特性不变，而供水能力和扬程特性随之改变。在所需流量小于额定流量的情况下，变频调速时的扬程比阀门节流小，所以变频调速所需的供水功率也比阀门节流小。很显然，与阀门节流相比，变频调速的节能效果很突出，卧式多级离心泵的工作效率更高。另外，采用变频调速后，不仅有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性，而且还可以通过对升速/降速时间的预置来延长开机/停机过程，使动态转矩大为减小，从而在很大程度上消除了极具破坏性的水锤效应，大大延长了水泵和管道系统的寿命。

多级离心泵采用了国家推荐使用的高效节能水力模型，具有高效节能、性能范围广、运行安全平稳、低噪音、长寿命、安装维修方便等优点通过改变泵的材质、密封形式和增加冷却系统，可输送热水、油类、腐蚀性和含磨料的介质等。不同的多级离心泵厂家生产不同的多级离心泵型号，多级离心泵是将具有同样功能的两个以上的泵集合在一起，流体通道结构上，表现在第一级的介质泄压口与第二级的进口相通，第二级的介质泄压口与第三级的进口相通，如此串联的机构形成了多级离心泵。多级离心泵的意义在于提高设定压力。

根据排灌的实际需要，选择确定额定流量和额定扬程与之相适应的泵的类型和数量，以保证又能在高效、经济地完成排灌任务。选择排灌泵的一般方法如下：

①确定水泵的设计流量。

②确定水泵的设计扬程。

③确定水泵的口径。

④确定水泵的类型。

⑤利用“水泵性能表”和“水泵性能综合型谱图”选择水泵的型号。

⑥确定水泵的台数。

（2）动力机的选择

动力机主要采用电动机和柴油机两大类。

电动机的主要特点是：在功率相同时，电动机比柴油机体积小，质量轻，运行平稳，振动小，结构简单，泵房的土建投资较省，且操作简单，维护方便，工作可靠，运行费用较低，便于实现自动控制。但包括输、变电设备在内，其设备投资高，必须有电力供应，而且受电网电压的影响较大。

柴油机的主要特点是：它不受电源限制，易于变速运行，比较机动、灵活。但其结构较复杂，容易产生故障，操作、维护较麻烦，要求较高，成本和运行费用也较电动机为高。

可见，两者比较起来各有优缺点，究竟采用哪一种动力机，应考虑不同地区的条件、特点，因地制宜地选择合适的类型。

（3）水泵启动前的检查工作

为了保证水泵的安全运转，水泵在启动前应对机组做全面仔细地检查，特别是新安装或很长时间没有使用的水泵，启动前更要注意做好检查工作，以便发现问题及时处理。主要检查内容如下。

①检查水泵和动力机的地脚螺钉和各部位连接螺栓有无松动或脱落，如有应拧紧或补上。

②转动联轴器或皮带轮，检查叶轮旋转是否灵活，水泵内有无不正常声音，判断转向是否正确。对于新安装的水泵，在第一次启动时，检查其转向是必不可少的一项工作。

对于直接与电动机相连接的离心泵，则要检查泵的转向是否与泵上的转向牌箭头一致。如果不一致，只需将电动机的任意两根接线调换一下即可。如果泵上没有转向牌箭头，对泵壳是蜗壳式的，可以根据泵的外形来判断，即泵的旋转方向与蜗壳由小变大的方向一致；对不是蜗壳式的泵，则只能从叶片的形状来判断，即泵应顺着叶片的弯曲方向旋转。

对于用柴油机拖动的离心泵，可以直接根据柴油机和水泵之间的相互位置以及所用的转动方式来判断。因为柴油机的转向从功率输出端看固定为逆时针方向。如果转向不对，必须改变传动方式或柴油机的安装位置。

③检查填料压盖的松紧程度是否合适。

④检查轴承润滑情况，润滑油是否充足干净，油量是否符合规定要求。

⑤清除离心泵进水口的杂物（堵塞物和漂浮物），以防开机后将杂物吸进泵内而破坏叶轮。

⑥检查防护安全工作，启动前应将机组上的工具及其他物件移开，以免开机后被震落或造成不必要的损失。

⑦向离心泵内加灌引水，直至泵体上的放气塞冒水为止。

⑧离心泵启动前，应先关闭出水管上的闸阀。因为流量为零时离心泵的轴功率最小，这会使机组的负载和承受的阻力矩大大减小，便于平稳启动。否则可能使机组启动困难，甚至引起事故。

（4）水泵的启动

当水泵内和进水管路内全部充满水后，关闭抽气孔或灌水装置的阀门，然后启动动力机（电动机或柴油机）。离心泵的出水管路上一般均装有闭阀，机组启动达额定转速后，应立即把闸阀打开出水，否则泵内水流就会不断地在泵壳内循环流动而发热，造成水泵的某些零部件损坏。

若离心泵出口装有压力表，启动前应将其关闭，启动结束出水正常后再将其接通进行测量，以免当闸阀关死时，可能因泵内的压力超过表的量程而将压力表损坏。

（5）水泵运行中的监视

①注意机组有无不正常的响声和振动。离心泵在正常运行时，机组应该平稳，声音应该正常连续。如果出现机组振动过大或有杂音，就说明机组有了故障，这时应该停车检查，排除隐患。

②注意轴承温度和油量的检查。离心泵运行中应经常用温度表或半导体点温计测量轴承的温度，并查看润滑油是否足够。一般滑动轴承的最大容许温度可达到85℃，滚动轴承的最大容许温度可达到90℃。在实际工作中，如果没有温度表或半导体点温计，也可以用手摸轴承座，如果感到烫手时，说明温度过高，必须停机检查。一般加油过多或过少以及油质过稠或混进其他杂质等原因都能使轴承发热。轴承内的润滑油要适中，用油环润滑的轴承，一般油环被浸没15mm左右。滚珠轴承用黄油润滑，黄油以加到轴承箱容量的1/3左右为准。换油时间一般为500h一次，新水泵适当提前换油。加油量的多少与换油的时间，可以根据制造厂的规定进行。

③注意检查动力机的温度。在动力机运行过程中，要经常注意检查动力机的温度。如果温度过高，必须立即停机检查。

④注意水泵填料密封是否正常。填料不可压得过紧或过松，运转时须有水陆续滴出，根据经验，水从填料涵滴出以每分钟60滴左右为宜。另外要注意进水管段接头是否严密，水泵进口处是否漏气。

⑤注意仪表指针的变化。仪表最能反映出泵水装置的运行情况，往往水泵发生故障，仪表上有预兆，所以，我们要经常注意观察各种仪表的情况。一般农村电力排灌系统都装有电流表、电压表和功率表，有的离心泵、混流泵还装有真空表和压力表。若运行情况正常，仪表指针的位置总是稳定在一个位置上。如运行中出现了异常情况，仪表就会剧烈地变化与跳动，应立即查明原因。例如，真空表读数上升，可能是进水管口被堵塞或水源水位下降；压力表读数上升，可能是出水管口被堵塞；压力表读数下降，可能是因皮带打滑而使水泵转速降低，或因进水管路漏气而吸入了空气，或因叶轮被堵塞。对于电动机，在符合要求的线路电压下运行时，电流表读数增加或减小，就意味着水泵轴功率的增加或减小。因此应注意电流表的读数是否超出额定值，一般不允许电动机长期超载运行。

⑥注意进水池的水位变化。如果进水池的水位低于规定的最低水位，应停止水泵工作，以免发生汽蚀，损坏水泵叶轮。如果水泵的进水口或者进水池拦污栅前有杂物堵塞，应立即加以清除。