开环运行特性

开环运行特性（共3篇）

开环运行特性 篇1

循环冷却水系统中为了满足设备不同工况所需水量、水压的变化, 常常需要设置多台水泵联合工作, 水泵并联可以增加流量, 可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程, 水泵并联还可以提高了泵站调度的灵活性和供水的可靠性, 在循环泵站运行中被广泛采用, 但对一个特定的管路系统来说, 如果泵选型不当, 则可能出现水泵多台并联运行与单台运行相比流量增加很少的情况, 或则, 多台并联运行的水泵, 单台运行时流量远远大于并联运行时的单机流量, 水泵运行严重偏离高效区, 轴功率大大增加, 造成电机过载, 也可能由于长期偏离设计工况运行使水泵产生汽蚀。因此了解水泵并联运行时的流量增量与那些因素有关, 水泵并联运行时中应注意的问题对循环冷却水系统的设计、水泵的选型、和系统的经济运行是非常必要的。

1 水泵并联运行流量变化的分析

1.1 同型号、同水位水泵并联台数对流量增量的影响

同型号水泵并联, 可以通过改变开启水泵台数的不同, 来达到进行系统流量调节的目的, 因此在设计中被广泛采用, 但是, 对于一个确定的管路系统来说, 不能简单的理解为并联的水泵台数增加一倍流量就会增加一倍。

如两台同型号水泵在一个吸水池中抽水, 两处吸口到交汇处的管径相同, 各泵通过的流量为Q/2, 因此两台泵并联的结果是, 在同一扬程下流量的叠加, 用等扬程下流量叠加的方法绘制两台水泵并联后的特性曲线B, 见图1。同型号、同水位水泵三台并联原理与两台水泵相同, 特性曲线可用一条等值水泵的C曲线来表示。

如图所示, 曲线A、B、C分别为单台、两台、三台并联运行时的特性曲线。曲线∑h为管路特性曲线, 由图1可以看出, 曲线A、B、C与曲线∑h相交于A’、B’、C’, 不但两台水泵运行时, Q不等于2Q, 而且三台水泵运行时Q也不等于3Q, 同时三台水泵并联时的流量增量小于两台水泵并联时的流量增量即ΔQ3<ΔQ2。

如果在继续增加并联水泵的台数量, 则可能出现多台并联运行与单台运行相比, 流量增加很少的情况。

1.2 不同型号的两台水泵在相同水位下并联的流量增量

两台不同型号水泵在同一个吸水池中抽水, 泵的特性曲线不同, 管道中水力不对称因此一开始不能用等扬程流量叠加原理, 但泵Ⅰ与泵Ⅱ所以能并联工作, 在管路汇集处B处的测压管水头相等, 这样, 如图2所示, 先绘出Q-∑hABQ-∑hBC曲线, 然后按折引特性曲线法将泵Ⅰ、Ⅱ的性能曲线上, 相应地扣除水头损失∑hAB∑hBC, 得到虚线所示Ⅰ’Ⅰ和Ⅱ’, 它们表示两台水泵都折引到B点工作时的性能, 这样就可以采用等扬程流量叠加原理, 绘出总和特性曲线 (Ⅰ+Ⅱ) ’, 犹如一台等值水泵的性能曲线, 它与后段管道系统的特性曲线的交点E对应的流量QE, 即为两台水泵并联工作的总流量。

2 管道系统特性曲线对流量增量的影响

管道系统特性曲线对流量增量也有很大的影响, 如图3所示曲线∑h1、∑h2分别为两种不同情况管道系统的特性曲线, 曲线A、B、C分别为同型号、同水位的一台、两台、三台水泵并联运行的特性曲线, 由图可以看出, 曲线∑h1、∑h2和曲线A、B、C相交于点A1、A2;B1、B2;C1、C2, 两台水泵并联流量增量ΔQ12>ΔQ22三台水泵并联流量增量ΔQ13>ΔQ23, 因此管道系统特性曲线越平坦 (管路阻抗越小) 越适宜于水泵的并联工作, 减小管路系统的阻抗, 可以提高水泵并联流量的增量。

3 泵的特性对流量增量的影响

如图4所示, 同型号A型水泵3台并联运行时的特性曲线为A1、A2、A3曲线较为平坦, 同型号B型水泵3台并联运行时的特性曲线为B1、B2、B3曲线较为陡峭, A1与B1相交一点S, 假设管路特性曲线一定, 并通过S点, 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点分别为A1`A2`A3`;B1`B2`B3`, 两台A型水泵并联与两台B型水泵并联相比, 流量增量ΔQA2<ΔQB2, 三台A型水泵并联与三台B型水泵并联相比, ΔQA3<ΔQB3, 这说明泵的特性曲线越陡峭 (比转速越大) , 流量增量越大, 越适宜于并联工作。反之泵的特性曲线越平坦 (比转速越小) , 越适不宜于并联工作。

4 分析结果

通过以上的分析可知, 水泵并联运行时的流量增量即与并联数量有关还与管道系统的特性曲线和泵自身的特性有关, 要增大泵的并联流量必须从上面的三个因素综合考虑在进行系统设计时, 若想增加流量不可以只从增加并联水泵的数量来考虑, 随着并联水泵数量增加, 流量增量却在逐渐减少, 因此单靠增加并联水泵的方法来增加流量的设计思路是不宜采用的。

循环水系统管路设计时应尽量减少管路系统的阻抗, 来提高水泵并联流量的增量, 这也是系统设计时必须考虑的一个主要因素, 如通过合理的布置管道走向, 力求做到使管道短少, 减少弯头的数量, 在兼顾经济性的同时, 适当增加管径以降低介质流速等措施, 减少管路系统的阻抗。

从泵的特性对流量增量的影响方面看, 为了增大并联水泵流量, 应尽量不要选用性能曲线平坦的水泵。

多台水泵并联工作时各泵的工况与各泵单独工作时的工况点相差较大, 选泵应兼顾两种工况, 使水泵均在高效区工作, 如果所选的水泵是以经常单独运行为主, 那么并联工作时, 要考虑个单泵的流量是会减少的, 扬程是会提高的, 如果设计时选泵是为了水泵经常并联运行的情况, 泵单独运行时, 相应流量将会增加, 轴功率也会增大, 无论流量增量变大或变小, 只要超过水泵高效区工作, 就会产生汽蚀对泵造成危害。

5 结语

循环水系统水泵并联设计选型时, 应尽量不要选用性能曲线平坦的水泵, 管路设计尽可能减少阻抗, 并且不能只考虑并联工况, 必须校核单台泵运行工况, 流量是否满足调节需要, 以及是否有超载的可能。应尽量使泵的并联运行和单台运行时都在高效区工作。

在对旧泵房挖潜、扩建时必须同时考虑旧管道的阻抗, 并经过经过并联工况的分析计算后, 才能确定能否通过增加并联水泵台数来增大流量, 以满足设备供水量需求。

摘要：本文通过对循环泵站水泵并联运行流量增量的分析, 指出了水泵并联流量特性及影响水泵并联流量增量的主要因素, 为循环水系统水泵并联设计及泵站的经济、可靠运行提供了参考。

关键词：循环冷却水系统,水泵并联,流量增量

开环运行特性 篇2

pH5条件下生物制氢反应器的启动及运行特性

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),以糖蜜废水为底物,探讨了pH5条件下生物制氢反应器的启动和运行特性.结果表明,保持反应器内pH为5,污泥接种量为6g/L、COD启动负荷为7.0kg/(m3・d)、水力停留时间(HRT)为6h等条件,可在30d内完成产氢发酵菌群的`驯化.此时系统氧化还原电位(ORP)稳定在-460mV～-480mV之间,系统呈现明显的混合酸发酵特性.其液相末端发酵产物比例分布相当,乙酸、乙醇、丁酸、丙酸和戊酸含量分别占发酵产物总含量的36%,33%,18%,13%.没有占绝对优势的发酵产物.气相中的氢气含量30%～35%,其最大产氢能力为1.3m3/(m3・d).生物制氢反应器混合酸发酵稳定运行期各种产酸发酵细菌处于均势地位,以球菌和杆菌为主.

作 者：宫曼丽 任南琪 唐婧 GONG Man-li REN Nan-qi TANG Jing  作者单位：哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,哈尔滨,150090 刊 名：环境科学  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)： 26(2) 分类号：X382 关键词：生物制氢   pH   混合酸发酵   菌群  

注水泵并联运行的特性 篇3

油田注水系统采用的离心泵型有DF和6D系列泵, 当注水管网中需求的流量比较大, 用一台泵流量不能满足要求时, 需将两台或更多的泵并联起来提供足够的流量和压力, 实现大流量供给。注水泵并联运行的工况需根据联合运行的泵总性能曲线与管路性能曲线确定。随着油田三次采油的不断深入, 注水量不断发生变化, 供注系统难以持续保持平衡, 出于小幅度调节排量、节能等的需要, 对注水泵采取了拆级改造、泵叶轮车削、变频调速等改造措施, 这些泵的性能与原来相比有了相应变化, 并联工作时也会对总特性曲线产生影响, 本文对总特性曲线进行研究, 并提出在不同型号及转数的注水泵并联运转时, 可以考虑使用变频调速装置。

2 管路特性曲线

胜利油田大部分注水站都采用大型多级离心泵或高压柱塞泵升压, 然后通过注水管网把满足流量和压力要求的合格污水输送到注水井的注水系统。一个注水站所管辖的注水井数量不同, 远近不同, 压力水量要求也不同。注水管路包括注水干线、支干线、配水间分水管线、单井注水管线, 管路呈星形分布。注水泵与注水管路相协调工作, 一般情况下, 注水泵出口压力, 等于注水井口注水压力, 高差和阻力之和, 可表示为:H=H0+H1+SQ2 (1) , H为泵出口压力MPa;H0为注水井口注水压力MPa;H1为注水泵到注水井的高差引起的压力差MPa;S为管路特性系数, 与管路系统的沿程阻力与局部阻力以及几何形状有关s2/m5。通常情况下, H1=0, (1) 式简化为:H=H0+SQ2。

将流量Q与压头H的关系绘制在坐标图上, 就得到管路特性曲线 (图1 (b) 中的CE) 。它是一条在H轴上截距等于H0的抛物线。只要已知某一泵出口压力、流量和注水压力, 便可反求出管路特性系数S。需要注意的是, 管路特性系数随管路上阀门开启度等因素变化。

3 泵的并联运行

3.1并联运行泵的特性曲线

(a) 泵并联安装示意; (b) 泵并联运行Q-H曲线与工况分析

图1 (a) 表示两台多级离心泵F1与F2 (两台泵应型号、转数相同, 叶轮级数一致, 特殊情况可能不同) 并联安装的示意图。两泵的特性曲线分别为图1 (b) 中的F1A1及F2A2。

这时两台泵吸入口压力相等、排出口压力相等, 均处在相同的环境因素下运行, 在总管中的流量, 为两泵流量相加。所以总性能曲线是同一系统压力下的所有泵流量的和。具体曲线画法是:在性能图上先绘出一系列等压线 (虚线) , 然后在每根等压线 (例如D1-D2线) 上, 将等压线和各泵Q—H曲线交点所对应的流量相加 (例如Q1+Q2) 就可以找到两泵并联后曲线上的A点。依次类推, 可以制作出两泵或者多泵并联运行的总特性曲线 (Q—H曲线) , 如图中的GA线。这条曲线一头终于G点的原因是, 第一台多级泵扬程不能大于G点扬程, 假若扬程超过此点就毫无用处了。

运行工况分析

在图1b可看出:CE为管路特性曲线, 它与两台多级泵并联后Q—H曲线的A交点, 为并联运行后的工作点, 此点流量为QA、压头为HA, 是两泵并联运行后的实际效果;过A点做等压线与两多级泵特性曲线相交在D1点和D2点。它们代表并联运行后各泵单独提供的流量和扬程, 流量是Q1与Q2, 与各单泵自身额定流量大小有关。扬程均为HA, 与单泵扬程大小无关, 是注水管网系统中和的结果。

假设在此泵运行系统中进行单泵运行试验的话, 如只让F1泵运行其他泵停运, 则F1泵特性曲线与管道性能曲线CE交点A1即是F1泵工作点, 由于注水管网系统流量和扬程的要求都远大于单泵运行的工作点A1所提供的流量q1, 即点A所对应的流量, 所以必须增加一台或多台泵并联运行, 以满足整个系统的需要。

通过上面对比三种工况点 (1.并联运行总性能曲线上效果点A;2.并联运行时单台泵的具体特性点D1和D2;3.不并联运行只开一台泵的工作点A1或A2) 的分析, 能够得以下出结论:

(1) 由图看出, q1>Q1, q2>Q2, 这里Q1+Q2=QA, 即QA

(2) 由图1b中可以看出, 两台多级泵单独运行时所提供的流量都不能满足系统的流量要求QA。而且也能看出单泵运行的扬程均低于并联运行的压力值HA。两者的差值是由于并联运行造成管路内流量增大, 摩阻增加, 从而需要更高扬程克服。

(3) 多台机泵并联运行衡量能否经济, 要分析各单泵运行效率才行。比如图1 (b) 中绘制的两台多级泵单泵效率曲线。在管路特性曲线为CE时, 两台泵并联运行情况下, 两泵工作点D1与D2其所对应的泵效为E1和E2。这时多级泵F1处于最高效率E1下工作, 而另一台泵则不在较低效率下工作。如果管路特性曲线改为CE’时, 泵F1的工作点d1所对应的泵效e1低于其最高效率, 泵F2升到最高泵效e2下工作。

(4) 两台性能曲线不同的泵并联运行的特殊情况

两台不同型号或转数的泵A与B, 并联后的曲线是A+B, 管路特性曲线1没有与曲线A+B相交, 而是分别与泵A与B的Q—H曲线相交, 在这种特殊情况下, 并联运行的流量可能不会增长。还有可能使低扬程的泵空转甚至至倒流, 使总流量反而小于高扬程高流量泵单独运行的情况。

以上所述, 经过泵并联后增加系统流量或通过开、停并联泵台数跳跃式地调节管网流量的作法, 对管路曲线较平坦的系统最有利, 一般情况下应少用并联运行, 但目前油田注水系统中, 多台注水泵并联已广为采用, 此时, 宜采用相同型号及转数的注水泵。

4 结论

(1) 油田注水离心泵尽可能选择大排量型号, 减少并联台数;

(2) 尽可能使并联注水离心泵特性一致, 尤其是选择压头相近的泵并联。

参考文献

[1]刘东升.《油田注水生产系统节能技术》, 石油工业出版社.2003年