離心泵廣泛應(yīng)用于水利、化工等行業(yè)，對其工況點的選擇和能源消耗的分析也越來越受到重視。所謂工況點，是指水泵裝置在某瞬時的實際出水量、揚程、軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，離心泵的流量、壓頭可能會與管路系統(tǒng)不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，需要對泵的流量進行調(diào)節(jié)，其實質(zhì)是改變離心泵的工況點。除了工程設(shè)計階段離心泵的正確選擇外，離心泵在實際使用中的情況點的選擇也直接影響用戶的能源消耗和成本。因此，如何合理改變離心泵的情況尤為重要。

離心泵的工作原理是將馬達高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為提高液體的動能和勢能，是能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過程。根據(jù)這一特點，離心泵的工況點是基于泵和配管系統(tǒng)能源供求關(guān)系的平衡，只要兩者之一的狀況發(fā)生變化，其狀況點就會轉(zhuǎn)移。情況點的變化有兩個原因:1.管道系統(tǒng)特性曲線的變化，如閥門節(jié)流；2.泵本身特性曲線的變化，如變頻調(diào)速、切削葉輪、泵串聯(lián)或并聯(lián)。

以下分析和比較:

01閥節(jié)流

改變離心泵流量的最簡單方法是調(diào)節(jié)泵出口閥的開度，泵的轉(zhuǎn)速不變(一般為額定轉(zhuǎn)速)，實質(zhì)上是改變管道特性曲線的位置，改變泵的狀況點。關(guān)閉小閥門時，管道局部阻力增加，泵的狀況點向左移動，相應(yīng)的流量減少。當(dāng)閥門完全關(guān)閉時，當(dāng)于阻力無限大，流量為零，此時管道特性曲線與縱坐標(biāo)重合。關(guān)閉小閥門控制流量時，泵本身的供水能力不變，揚程特性不變，管阻特性隨閥門開度的變化而變化。該方法操作簡單，流量連續(xù)，可在某個最大流量和零之間自由調(diào)節(jié)，無需追加投資，適用場合廣泛。但是，節(jié)流調(diào)節(jié)是消耗離心泵的多馀能量，維持一定的供給量，離心泵的效率也下降，經(jīng)濟上不太合理。

02變頻調(diào)速

情況點偏離高效區(qū)域是泵需要調(diào)速的基本條件。泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，閥門的開度不變(通常是最大開度)，配管系統(tǒng)的特性不變，供水能力和揚程的特性發(fā)生變化。

當(dāng)所需流量小于額定流量時，變頻調(diào)速時的揚程小于閥門節(jié)流，因此變頻調(diào)速所需的給水功率也小于閥門節(jié)流。顯然，與閥門節(jié)流相比，變頻調(diào)速的節(jié)能效果突出，離心泵的工作效率更高。另外，采用變頻調(diào)速后，不僅有助于減少離心泵發(fā)生汽蝕的可能性，還可以通過預(yù)設(shè)升速/降速時間來延長接通電源/停止過程，大幅度減少動態(tài)扭矩，大幅度消除破壞性錘子效果，大幅度延長泵和配管系統(tǒng)的壽命。

實際上，變頻速度也有限，除了投資大、維護成本高外，泵變速過大時效率下降，超過泵比例的法則范圍外，不能無限制速度。

03切削葉輪

轉(zhuǎn)速一定時，泵的壓頭、流量與葉輪直徑有關(guān)。對于同一型號的泵，可采用切削法改變泵的特性曲線。

切削法則是基于大量的感性試驗資料，葉輪的切削量控制在一定的限度內(nèi)(該切削限度與泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān))切削前后泵的效率可視為不變。切削葉輪是改變泵性能的簡單方法，即變徑調(diào)節(jié)，在一定程度上解決了泵類型、規(guī)格有限性和供水對象要求的多樣性矛盾，擴大了泵的使用范圍。當(dāng)然，切削葉輪是不可逆的過程，用戶必須經(jīng)過正確的計算，測量經(jīng)濟合理性才能實施。

04泵串聯(lián)和并聯(lián)

泵串聯(lián)是指一臺泵的出口向另一臺泵的入口輸送流體。以最簡單的兩臺相同型號、相同性能的離心泵串聯(lián)為例，如圖3所示，串聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的揚程在流量相同的情況下重復(fù)，串聯(lián)作業(yè)點a的流量和揚程比單泵作業(yè)點b大(公共編號:泵管家)，但不到單泵時的2倍是因為泵串聯(lián)后揚程的增加大于管道阻力的增加，富馀揚程增加了流量，另一方面流量的增加增加了阻力，抑制了總揚程的增加。泵串聯(lián)運行時，必須注意后泵是否能承受升壓。啟動前，每個泵的出口閥應(yīng)關(guān)閉，然后逐步打開泵和閥向外供水。

泵并聯(lián)是指兩臺或兩臺以上的泵向同一壓力管道輸送流體，其目的是在壓頭同時增加流量。以最簡單的兩臺相同型號、相同性能的離心泵并聯(lián)為例，并聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的流量在揚程相等的情況下重復(fù)，并聯(lián)工作點a的流量和揚程比單泵的工作點b大，但考慮到阻力因素，同樣達不到單泵時的2倍。

純粹以增加流量為目的，采用并聯(lián)還是串聯(lián)取決于管道特性曲線的平坦度，管道特性曲線越平坦，并聯(lián)后的流量越接近單泵運轉(zhuǎn)時的2倍，比串聯(lián)時的流量大，有利于運轉(zhuǎn)。

05結(jié)論

閥門節(jié)流會造成能量損失和浪費，但在一些簡單的場合，變頻調(diào)節(jié)速度因節(jié)能效果好、自動化程度高而受到用戶的歡迎，切削葉輪一般多用于清水泵，由于泵的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，通用性差的泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺泵不能滿足運輸任務(wù)的情況，串聯(lián)和并聯(lián)的臺數(shù)過多反而不經(jīng)濟。實際應(yīng)用應(yīng)從多方面考慮，在各種流量調(diào)節(jié)方法中綜合提出最佳方案，確保離心泵的高效運行。