離(li)心泵(beng)在(zai)(zai)水利、化工(gong)(gong)(gong)(gong)等(deng)行(xing)業(ye)應用(yong)(yong)十分(fen)廣泛(fan)，對其(qi)工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)點的(de)(de)選(xuan)擇和能耗的(de)(de)分(fen)析也(ye)日益(yi)受到(dao)重視。所謂工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)點，是指水泵(beng)裝置在(zai)(zai)某瞬(shun)時的(de)(de)實際出水量(liang)、揚(yang)程(cheng)、軸功(gong)率(lv)、效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)吸上(shang)真(zhen)空高度等(deng)，它表示(shi)了水泵(beng)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)作能力(li)。通常離(li)心泵(beng)的(de)(de)流量(liang)、壓頭可能會與管路系統不一致，或由(you)于生產任務、工(gong)(gong)(gong)(gong)藝要求發生變化，需要對泵(beng)的(de)(de)流量(liang)進行(xing)調節，其(qi)實質是改(gai)變離(li)心泵(beng)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)點。除(chu)了工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)設(she)計階段離(li)心泵(beng)選(xuan)型的(de)(de)正確與否以(yi)外，離(li)心泵(beng)實際使用(yong)(yong)中工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)點的(de)(de)選(xuan)擇也(ye)將直接影響到(dao)用(yong)(yong)戶的(de)(de)能耗和成本費(fei)用(yong)(yong)。因此(ci)，如(ru)何合理地(di)改(gai)變離(li)心泵(beng)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)點就顯得尤(you)為重要。

離心(xin)(xin)泵的(de)工作原(yuan)理是(shi)把(ba)電動(dong)機高(gao)速旋(xuan)轉(zhuan)的(de)機械能轉(zhuan)化(hua)為被提升液體的(de)動(dong)能和(he)勢能，是(shi)一(yi)個能量傳(chuan)遞和(he)轉(zhuan)化(hua)的(de)過程。根據這一(yi)特(te)點(dian)(dian)可知(zhi)，離心(xin)(xin)泵的(de)工況點(dian)(dian)是(shi)建立在(zai)水泵和(he)管道(dao)系統能量供(gong)求關系的(de)平衡上的(de)，只要兩(liang)者(zhe)之(zhi)一(yi)的(de)情況發生變(bian)化(hua)，其工況點(dian)(dian)就會轉(zhuan)移。工況點(dian)(dian)的(de)改變(bian)由兩(liang)方(fang)面引(yin)起(qi)：一(yi)．管道(dao)系統特(te)性(xing)曲線(xian)(xian)改變(bian)，如閥門(men)節流；二．水泵本身的(de)特(te)性(xing)曲線(xian)(xian)改變(bian)，如變(bian)頻(pin)調速、切削葉輪、水泵串聯或并(bing)聯。

下(xia)面就這幾種方式(shi)進行分(fen)析和比較：

一、閥門節流

改變(bian)(bian)離心泵(beng)(beng)流(liu)量簡(jian)單的(de)方法(fa)就(jiu)是(shi)(shi)調節(jie)泵(beng)(beng)出(chu)(chu)口閥(fa)門(men)的(de)開(kai)度，而水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)轉速保持不(bu)變(bian)(bian)（一般為(wei)(wei)額(e)定(ding)轉速），其(qi)實質是(shi)(shi)改變(bian)(bian)管路特(te)性(xing)(xing)曲(qu)線(xian)的(de)位(wei)置來(lai)改變(bian)(bian)泵(beng)(beng)的(de)工況(kuang)(kuang)點。如(ru)圖1所示，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)特(te)性(xing)(xing)曲(qu)線(xian)Q－H與管路特(te)性(xing)(xing)曲(qu)線(xian)Q－∑h的(de)交點A為(wei)(wei)閥(fa)門(men)全開(kai)時(shi)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)極限工況(kuang)(kuang)點。關小閥(fa)門(men)時(shi)，管道局部(bu)阻(zu)力(li)(li)增加，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)工況(kuang)(kuang)點向左移B點，相應流(liu)量減少。閥(fa)門(men)全關時(shi)，相當于阻(zu)力(li)(li)無限大(da)，流(liu)量為(wei)(wei)零，此時(shi)管路特(te)性(xing)(xing)曲(qu)線(xian)與縱坐(zuo)標重(zhong)合。從圖1可看出(chu)(chu)，以關小閥(fa)門(men)來(lai)控制流(liu)量時(shi)，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)本(ben)身的(de)供(gong)水(shui)(shui)(shui)能(neng)(neng)力(li)(li)不(bu)變(bian)(bian)，揚程特(te)性(xing)(xing)不(bu)變(bian)(bian)，管阻(zu)特(te)性(xing)(xing)將隨閥(fa)門(men)開(kai)度的(de)改變(bian)(bian)而改變(bian)(bian)。這種(zhong)方法(fa)操(cao)作(zuo)簡(jian)便、流(liu)量連續，可以在某一大(da)流(liu)量與零之(zhi)間隨意調節(jie)，且無需額(e)外(wai)投資，適用(yong)場(chang)合很(hen)廣。但節(jie)流(liu)調節(jie)是(shi)(shi)以消耗離心泵(beng)(beng)的(de)多余能(neng)(neng)量來(lai)維持一定(ding)的(de)供(gong)給量，離心泵(beng)(beng)的(de)效(xiao)率也將隨之(zhi)下降，經濟上(shang)不(bu)太(tai)合理。

二、變頻調速

工(gong)況(kuang)(kuang)(kuang)點(dian)(dian)偏(pian)離(li)區是水(shui)(shui)泵需(xu)要調(diao)(diao)速(su)(su)(su)的(de)(de)基本條件。當(dang)水(shui)(shui)泵的(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)(su)改變(bian)時(shi)，閥(fa)門(men)開(kai)(kai)度保(bao)持不(bu)變(bian)（通常為(wei)(wei)(wei)大開(kai)(kai)度），管路(lu)系統(tong)特性(xing)不(bu)變(bian)，而供水(shui)(shui)能(neng)力和揚程特性(xing)隨(sui)之改變(bian)。如圖(tu)2所(suo)(suo)(suo)示(shi)，A為(wei)(wei)(wei)水(shui)(shui)泵平衡工(gong)況(kuang)(kuang)(kuang)點(dian)(dian)（也(ye)稱工(gong)作點(dian)(dian)），對(dui)應(ying)效(xiao)率(lv)ηa。欲減(jian)小流(liu)量，可將(jiang)轉(zhuan)速(su)(su)(su)降(jiang)低(di)，此時(shi)工(gong)況(kuang)(kuang)(kuang)點(dian)(dian)為(wei)(wei)(wei)B，對(dui)應(ying)效(xiao)率(lv)ηb，水(shui)(shui)泵仍處于區內。如果采(cai)用(yong)閥(fa)門(men)節(jie)流(liu)的(de)(de)方法(fa)來調(diao)(diao)節(jie)，則工(gong)況(kuang)(kuang)(kuang)點(dian)(dian)為(wei)(wei)(wei)C，對(dui)應(ying)效(xiao)率(lv)為(wei)(wei)(wei)ηc，泵的(de)(de)效(xiao)率(lv)下(xia)降(jiang)。由此可見，在所(suo)(suo)(suo)需(xu)流(liu)量小于額(e)定流(liu)量的(de)(de)情況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia)，變(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)時(shi)的(de)(de)揚程比閥(fa)門(men)節(jie)流(liu)小，所(suo)(suo)(suo)以變(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)所(suo)(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)供水(shui)(shui)功(gong)率(lv)也(ye)比閥(fa)門(men)節(jie)流(liu)小，圖(tu)2中的(de)(de)陰影部分表示(shi)的(de)(de)就是變(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)所(suo)(suo)(suo)節(jie)約的(de)(de)供水(shui)(shui)功(gong)率(lv)。很(hen)顯然，與閥(fa)門(men)節(jie)流(liu)相比，變(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)的(de)(de)節(jie)能(neng)效(xiao)果很(hen)突出，離(li)心泵的(de)(de)工(gong)作效(xiao)率(lv)更(geng)高。另外，采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)后(hou)，不(bu)僅有利于降(jiang)低(di)離(li)心泵發生汽蝕的(de)(de)可能(neng)性(xing)，而且還可以通過對(dui)升速(su)(su)(su)/降(jiang)速(su)(su)(su)時(shi)間的(de)(de)預(yu)置(zhi)來延(yan)長開(kai)(kai)機(ji)/停機(ji)過程，使(shi)動態(tai)轉(zhuan)矩大為(wei)(wei)(wei)減(jian)小，從而在很(hen)大程度上消除了(le)破壞性(xing)的(de)(de)水(shui)(shui)錘(chui)效(xiao)應(ying)，大大延(yan)長了(le)水(shui)(shui)泵和管道系統(tong)的(de)(de)壽命。

事(shi)實上，變(bian)頻調速也(ye)有(you)局限(xian)性(xing)，除(chu)了投(tou)資較大、維護(hu)成(cheng)本較高外，當水泵變(bian)速過(guo)大時會(hui)造成(cheng)效率下降(jiang)，超出泵比例定(ding)律范圍，不可能(neng)無限(xian)制調速。

三、切削葉輪

當轉(zhuan)速一(yi)定時(shi)，泵的(de)壓頭、流量均(jun)和(he)葉輪(lun)直(zhi)徑(jing)有(you)關(guan)。對(dui)同一(yi)型(xing)號的(de)泵，可采用(yong)切削法改變泵的(de)特性曲(qu)線。設離心泵原葉輪(lun)直(zhi)徑(jing)為(wei)D、流量為(wei)Q、揚程為(wei)H、功率(lv)為(wei)P，切削后的(de)葉輪(lun)直(zhi)徑(jing)為(wei)D′、流量為(wei)Q′、揚程為(wei)H′、功率(lv)為(wei)P′，則(ze)其相互(hu)關(guan)系(xi)為(wei)：

上述三式(shi)統稱為泵(beng)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削定(ding)(ding)律。切(qie)(qie)(qie)(qie)削定(ding)(ding)律是建立在大(da)量(liang)感性試(shi)驗(yan)資料基礎上的(de)(de)(de)，它認(ren)為如果葉輪的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削量(liang)控制在一定(ding)(ding)限(xian)度內（此(ci)切(qie)(qie)(qie)(qie)削限(xian)量(liang)與(yu)水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)比轉數有(you)關(guan)），則切(qie)(qie)(qie)(qie)削前后(hou)水(shui)(shui)泵(beng)相應的(de)(de)(de)效率可視為不變(bian)。切(qie)(qie)(qie)(qie)削葉輪是改(gai)變(bian)水(shui)(shui)泵(beng)性能的(de)(de)(de)一種簡便易行的(de)(de)(de)辦法(fa)，即所謂變(bian)徑調節，它在一定(ding)(ding)程(cheng)度上解決了水(shui)(shui)泵(beng)類型、規格的(de)(de)(de)有(you)限(xian)性與(yu)供水(shui)(shui)對象要(yao)求的(de)(de)(de)多樣性之間(jian)的(de)(de)(de)矛盾，擴大(da)了水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)使用范圍。當然，切(qie)(qie)(qie)(qie)削葉輪屬(shu)不可逆過程(cheng)，用戶必須經過精確計(ji)算并衡量(liang)經濟合(he)理性后(hou)方可實施。

四、水泵串聯和并聯

水泵(beng)(beng)(beng)串聯(lian)是(shi)(shi)(shi)指一(yi)臺(tai)(tai)(tai)泵(beng)(beng)(beng)的(de)出口(kou)(kou)向(xiang)另一(yi)臺(tai)(tai)(tai)泵(beng)(beng)(beng)的(de)入口(kou)(kou)輸送流(liu)體。以簡單(dan)的(de)兩臺(tai)(tai)(tai)相(xiang)同(tong)型號(hao)、相(xiang)同(tong)性能(neng)的(de)離心泵(beng)(beng)(beng)串聯(lian)為例：如(ru)圖3所(suo)示，串聯(lian)性能(neng)曲線(xian)相(xiang)當于單(dan)泵(beng)(beng)(beng)性能(neng)曲線(xian)的(de)揚程(cheng)在(zai)流(liu)量(liang)(liang)(liang)相(xiang)同(tong)的(de)情況下迭(die)加(jia)(jia)起來(lai)，串聯(lian)工作(zuo)點(dian)A的(de)流(liu)量(liang)(liang)(liang)和揚程(cheng)都比單(dan)泵(beng)(beng)(beng)工作(zuo)點(dian)B的(de)大，但均(jun)達不到(dao)單(dan)泵(beng)(beng)(beng)時的(de)2倍(bei)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)因為泵(beng)(beng)(beng)串聯(lian)后一(yi)方(fang)面揚程(cheng)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)大于管路阻力(li)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，致使富余的(de)揚程(cheng)促(cu)使流(liu)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，另一(yi)方(fang)面流(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)又使阻力(li)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，抑制了(le)總揚程(cheng)的(de)升(sheng)高。水泵(beng)(beng)(beng)串聯(lian)運行(xing)時，必(bi)須注意后一(yi)臺(tai)(tai)(tai)泵(beng)(beng)(beng)是(shi)(shi)(shi)否能(neng)夠(gou)承受升(sheng)壓。啟(qi)動前(qian)每臺(tai)(tai)(tai)泵(beng)(beng)(beng)的(de)出口(kou)(kou)閥(fa)都要關閉，然后順序開啟(qi)泵(beng)(beng)(beng)和閥(fa)門向(xiang)外(wai)供(gong)水。

水泵(beng)并聯(lian)(lian)是指兩臺或兩臺以(yi)上的(de)泵(beng)向同(tong)(tong)一壓力管(guan)路輸送流體，其目(mu)的(de)是在(zai)壓頭相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)時增加流量(liang)。仍然以(yi)簡(jian)單(dan)的(de)兩臺相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)型號、相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)性能的(de)離心泵(beng)并聯(lian)(lian)為例：如(ru)圖4所示，并聯(lian)(lian)性能曲(qu)(qu)線相(xiang)(xiang)當(dang)于單(dan)泵(beng)性能曲(qu)(qu)線的(de)流量(liang)在(zai)揚(yang)程(cheng)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)情況(kuang)下(xia)迭加起來，并聯(lian)(lian)工(gong)作點A的(de)流量(liang)和揚(yang)程(cheng)均比單(dan)泵(beng)工(gong)作點B的(de)大，但考(kao)慮(lv)管(guan)阻因素，同(tong)(tong)樣達不到(dao)單(dan)泵(beng)時的(de)2倍。

如果(guo)純粹以增加(jia)流(liu)(liu)量(liang)為目的，那么究(jiu)竟采用并聯還是串(chuan)聯應(ying)當取決于(yu)管路特性(xing)曲(qu)線的平(ping)坦(tan)程度，管路特性(xing)曲(qu)線越平(ping)坦(tan)，并聯后(hou)的流(liu)(liu)量(liang)就越接近于(yu)單(dan)泵(beng)運(yun)行時的2倍，從而比串(chuan)聯時的流(liu)(liu)量(liang)更大，更有利于(yu)運(yun)作(zuo)。

五、結論

閥門節流雖然會造(zao)成(cheng)能量(liang)的(de)(de)損(sun)失和(he)浪(lang)費(fei)，但在(zai)一些簡(jian)單(dan)場合(he)仍不失為一種(zhong)快速易行的(de)(de)流量(liang)調節方式；變頻調速因其節能效果好、自動化程(cheng)度高(gao)而越來(lai)越受到用(yong)戶的(de)(de)青睞；切削葉輪一般多(duo)用(yong)于清水(shui)泵(beng)，由于改變了泵(beng)的(de)(de)結構，通(tong)用(yong)性(xing)較(jiao)差；水(shui)泵(beng)串(chuan)聯(lian)(lian)和(he)并聯(lian)(lian)只適用(yong)于單(dan)臺(tai)泵(beng)不能滿(man)足輸送任務(wu)的(de)(de)情況，而且串(chuan)聯(lian)(lian)或并聯(lian)(lian)的(de)(de)臺(tai)數過(guo)多(duo)反而不經濟。在(zai)實際應(ying)用(yong)時(shi)應(ying)從多(duo)方面考慮(lv)，在(zai)各種(zhong)流量(liang)調節方法(fa)之中綜(zong)合(he)出佳方案，確保離心(xin)泵(beng)的(de)(de)運行。