離心泵特性曲線(xiàn)換算圖在實(shí)際中的應用

1、離心泵輸送黏度不同的流體時(shí)，其特性曲線(xiàn)隨輸送介質(zhì)的不同而發(fā)生變化

目前國內外常用的換算方法有蘇聯(lián)國家石油機械研究設計院的標準曲線(xiàn)法、美國水力學(xué)會(huì )的圖線(xiàn)換算法(圖1)和德國KSB公司的換算方法，三者的共同特征是在大量實(shí)驗的基礎上，給出各性能曲線(xiàn)的修正系數圖并以此進(jìn)行換算。本文通過(guò)實(shí)驗研究了離心泵輸送黏性流體時(shí)的性能，并將實(shí)驗結果與美國水力學(xué)會(huì )(AH I) 黏度換算曲線(xiàn)進(jìn)行了對比，來(lái)驗證在輸送復雜性流體時(shí)該換算曲線(xiàn)是否適用。

2、實(shí)驗原理

2 . 1 離心泵的泵性曲線(xiàn)

實(shí)驗的主要目的是得出離心泵組的實(shí)際性能曲線(xiàn)，分別是H-Q、N-Q及n -Q三條性能曲線(xiàn)，每條性能曲線(xiàn)都有其各自的用途。

(1) H- Q性能曲線(xiàn)有"陡降" 、"平坦"和"駝峰"之分，特別是駝峰型曲線(xiàn)，因為在該曲線(xiàn)上得zui髙點(diǎn)的左側線(xiàn)段上，泵的工作點(diǎn)是不穩定的跳來(lái)跳去，導致管路中產(chǎn)生周期性的水擊、噪聲和振動(dòng)等，這就是離心泵的喘振現象。

(2) 離心泵的N-Q的性能曲線(xiàn)是合理選擇驅動(dòng)機功率和操作住啟動(dòng)泵的依據。N-Q特性給出各流量Q對應的功率N的大小，根據需要可以選用驅動(dòng)機的功率。從N-Q性能曲線(xiàn)上還可看出在哪種情況下軸功率zui小。泵啟動(dòng)時(shí)，應選在消耗功率zui小的工況下，以減小啟動(dòng)電流，保護電動(dòng)機。

(3) 離心泵的n -Q性能曲線(xiàn)是檢查泵的工作經(jīng)濟性的依據。根據n -Q特性可知泵在什么工況下工作效率是zui髙的。

2 . 2 輸送黏性液體離心泵性能曲線(xiàn)的換算

目前，未有成熟的純理論推導方法地得到抽送黏性液體的泵性能曲線(xiàn)。常用的換算方法有蘇聯(lián)國家石油機械研究設計院的標準曲線(xiàn)法、美國水力學(xué)會(huì )的圖線(xiàn)換算法(圖1)和德國KSB公司的換算方法，三者的共同特征是在大量實(shí)驗的基礎上，給出各性能曲線(xiàn)的修正系數圖并以此進(jìn)行換算。

應用較廣的圖表?yè)Q算法是從美國水力學(xué)會(huì )的圖線(xiàn)換算法轉化而來(lái)的，圖表?yè)Q算法具有快速直觀(guān)的特點(diǎn)，應用時(shí)必須通過(guò)查圖表和進(jìn)行手工計算，得知換算系數，通過(guò)計算能直接得出泵的工作參數，如zui大流量、zui大揚程、髙效點(diǎn)和zui大軸功率，可為公司在以后該線(xiàn)輸送混油提供一定的參考依據。

3、實(shí)驗方法

3 . 1 實(shí)驗泵

本次實(shí)驗用的是250GDKS120x2型泵，該泵為首級雙吸、水平中開(kāi)式兩級離心泵，可以供輸送溫度不髙于80°C的原油、成品油及其他石油產(chǎn)品之用，也用于輸送不含雜質(zhì)，無(wú)腐蝕的其他介質(zhì)。
3.2 250GDKS120x2型離心泵在常溫清水條件下的性能參數

3.3 實(shí)驗輸送油品物性參數

表1 701外輸泵性能參數

表2 實(shí)驗輸送油品物性表

4、實(shí)驗數據處理及分析

相關(guān)計算得出，實(shí)驗泵的比轉速ns=72.82r/s，得出該類(lèi)型的葉片泵為低比轉速型離心泵。

4.1 實(shí)驗結果

4.1.1 H-Q性能曲線(xiàn)

圖2 H-Q性能曲線(xiàn)

圖3 N-Q性能曲線(xiàn)

圖4 n-Q性能曲線(xiàn)

由圖2 、圖3 、圖4 中可以看出，在輸送水、稀油50%混油和55%混油五種介質(zhì)時(shí)，隨著(zhù)介質(zhì)黏性的增加，會(huì )出現：(1)同流量下離心泵組輸送不同介質(zhì)時(shí)的揚程降低，駝峰現象也越來(lái)越明顯；(2) 泵的軸功率曲線(xiàn)逐漸向上移動(dòng)，曲線(xiàn)也越來(lái)越陡，泵在額定功率下的流量也越來(lái)小泵的效率曲線(xiàn)逐漸降低，且過(guò)了髙效點(diǎn)后曲線(xiàn)下降的幅度越來(lái)越明顯。

4 . 3 計算結果
(1) 該離心泵輸送不同油品的系數，見(jiàn)表3。
表3 不同油品系數

(2) 根據美國水力學(xué)會(huì )離心泵換算圖查出的不同油品系數，見(jiàn)表4。
表4 查出的不同油品系數

通過(guò)對實(shí)驗結果分析及參數計算，與美國水力學(xué)會(huì )的粘度換算圖進(jìn)行比對，揚程系數和效率系數與實(shí)驗數值的誤差都在±5% ; 由于原油是復雜性流體，影響因素較多，流量系數受其影響較大，實(shí)驗結果的偏差也較大；因此離心泵在輸送不同復雜程度的流體時(shí)，楊程系數和效率系數適用該換算圖，流量系數只有在特定的流體中才適用。