第三章 泵与风机的运行

第三章 泵与风机的运行

第一节 泵的汽蚀

汽蚀涉及的范围非常广泛,在水力机械、造船和水利等方面都要对此问题的机理和防止措施进行研究。对于流体机械，特别是工作对象是液体的流体机械，汽蚀是流体机械向高速化方向发展的一大障碍。因此，我们需对汽蚀问题持足够的重视态度。

一、 汽蚀现象及其对泵工作的影响

（一）、汽蚀现象

水和汽可以互相转化，这是液体所固有的物理特性，而温度和压力则是造成它们转化的条件。人们知道，0.1MPa大气压力下的水，当温度上升到100℃时，就开始汽化。但在高山上，由于气压较低，水不到100℃时就开始汽化。如果使水的某一温度保持不变，逐渐降低液面上的绝对压力，，当该压力降低到某数值时，水同样也会发生汽化，把这个压力称为水在该温度下的汽化压力，用符号Pv表示。如当水温为20℃时，其相位的汽化压力为2.4kPa。如果在流动过程中，某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时水就在该处发生汽化。汽化发生后，就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡。当汽泡随同水流从低压区流向高压区时，汽泡在高压的作用下，迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，形成一个冲击力。由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结，因此，在冲击的作用下又分成小汽泡，再被高压水压缩、凝结，如此形成多次反复，在流道表面形成极微小的冲蚀。冲击力形成的压力可高达几百甚至上千MPa,冲击频率可达每秒几万次。流道材料表面在水击压力作用下，形成疲劳而遭到严重破坏，从开始的点蚀到严重的蜂窝状空洞，最后甚至把材料壁面蚀穿，通常把这种破坏现象称为剥蚀。
另外，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象(cavitation)。

汽蚀表面现象	汽蚀后的叶轮

汽蚀通常发生的部位：

轴流式泵	离心式泵

（二）、汽蚀对泵工作的影响
由以上分析可知，在流动过程中，如果出现了局部的压力降，且该处压力降低到等于或低于水温对应下的汽化压力时，则水发生汽化。开始发生汽化时，因为只有少量汽泡，叶轮流道堵塞不严重，对泵的正常工作没有明显影响，泵的外部性能也没有明显变化。这种尚未影响到泵外部性能时的汽蚀称为潜伏汽蚀（latent cavitation）。
泵长期在潜伏汽蚀工况下工作时，泵的材料仍要受到剥蚀，影响它的使用寿命。当汽化发展到一定程度时，汽泡大量聚集，叶轮流道被汽泡严重堵塞，致使汽蚀进一步发展，影响到泵的外部特性，导致泵难以维持正常运行。综上所述，汽蚀对泵产生了诸多有害的影响。
（1）材料破坏 汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破坏。
（2）噪声和振动 汽蚀发生时，不仅使材料受到破坏，而且还会出现噪声和振动。汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声。但是，在工厂由于其他来源的噪声已相当高，一般情况下，往往感觉不到汽蚀所产生的噪声。
其次，汽蚀过程本身是一种反复凝结、冲击的过程，伴随很大的脉动力。如果这些脉动力的某一频率与设备的自然频率相等，就会引起强烈的振动。
（3）性能下降 汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低。这时，泵的外部性能有明显的变化。这种变化，对于不同比转数的泵情况不同。
对于一具体的泵的管路系统，通过阀门调节流量，当调整到某一工况，如果继续开大阀门，流量进一步有所增加时，扬程则急剧减小，这表明已经达到致使水泵不能工作的严重程度。这一工况，称为断裂工况(shut off operation point)。

二、泵与风机安装高度的确定
（一） 吸上真空高度Hs （suction head）
由于汽蚀的原因，如果某泵几何安装高度不合适，会限制流量的增加，从而导致性能达不到设计要求。因此，正确的确定泵的机和安装高度是保证泵在设计工况下工作时不发生汽蚀的重要条件。中小型卧式离心泵的几何安装高度如图3-1所示。

立式离心泵的几何安装高度是指第一级工作叶轮进口边的中心线至吸水池液面的垂直距离。对于大型泵则应按叶轮入口边最高点来决定几何安装高度。

在泵样本中，有一项性能指标，叫作允许吸上真空高度，用符号[Hs]表示，这项性能指标和泵的几何安装高度有关。几何安装高度就是根据这一数值计算确定的，允许吸上真空高度[Hs]和几何安装高度之间的关系可进行讨论。流体在旋转叶轮中受离心力的作用被甩出叶轮，这时在叶轮入口处就形成了真空，于是水池中液体就在液面压力作用下经吸水管路进入泵内。
取吸水池液面为基准面，列出水面e-e和泵入口s-s断面的伯诺利方程式：

因为水池较大，可以认为vs≈0,则上式移项后得

式中 Hg-几何安装高度，m;
Pe-吸水池液面压力，pa;
Ps-泵吸入口压力，pa;
vs-泵吸入口平均速度，m/s;
hw-吸入管路中的流动损失，m;
ρ-流体密度，kg/m3。
上式中, 若等于大气压 ，则前两项之差称为吸上真空高度。在发生断裂工况时的 ，称为最大吸上真空高度或临界吸上真空高度。最大吸上真空高度是由试验确定的。

（二） 汽蚀余量△h
汽蚀余量△h是另一个表示泵汽蚀性能的参数,也可用NPSH表示(Net Positive Suction Head)。汽蚀余量又分为有效汽蚀余量△ha,或[NPSH]a和必需汽蚀△hr或[NPSH]s。按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量，用△ha表示。由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量，用△hr表示。
1、有效汽蚀余量△ha
有效汽蚀余量△ha,是指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。即液体所具有的避免泵发生汽化的能量。有效汽蚀余量△ha，由吸入系统的装置条件确定，与泵本身无关。
根据有效汽蚀余量的定义，得

2．必需汽蚀余量△hr
必需汽蚀余量△hr与吸入系统的装置情况无关，是由泵本身的汽蚀性能所确定的。必需汽蚀余量△hr指的是：液体从泵吸入口至压力最低点的压力降。必需汽蚀余量△hr的表达式为：

式中：λ1，λ2-压降系数。
一般取λ1=1~1.2; λ2=0.2~0.3。

3．有效汽蚀余量△ha和必需汽蚀余量△hr的关系
△ha是吸入系统所提供的在泵吸入口大于饱和蒸汽压力的富余能量. △ha越大,表示泵抗汽蚀性能好.而必需汽蚀余量是液体从泵吸入口至最点压力点的压力降, △hr越小,则表示泵抗汽蚀性能好,可以降低对吸入系统提供的有效汽蚀余量△ha的要求。
由前述已知，有效汽蚀余量△ha随流量的增加是一条下降的曲线。而流量增加会导致 速度 增大，从而致使必需汽蚀余量△hr将随流量的增加是一条上升的曲线。这两条曲线交于C点，C点为汽蚀接线点，亦即临界汽蚀状态点，该点的流量为临界流量 。当△hr>△ha时，有效汽蚀余量所提供的超过汽化压力的富余能量，不足以克服泵入口部分的压力降，从而造成泵内汽蚀，因此 右边为汽蚀区。只有当 < 时，△ha>△hr，有效汽蚀余量所提供的能量才能克服泵入口部分的压力降且尚有剩余能量，最低压力大于临界压力，从而使泵不发生汽蚀，所以左边为安全区。由上述分析可知，泵不发生气蚀的条件为 △ ha>△hr。

三、 提高泵抗汽蚀性能的措施
综上所述，泵是否发生汽蚀，是由泵本身的汽蚀性能和吸入系统的装置条件来确定的。
因此，提高泵本身的抗汽蚀性能，尽可能减小必需汽蚀余量△hr，以及合理的确定吸入系统装置，以提高有效汽蚀余量△ha，一般采用以下的措施。
1、提高泵本身的抗汽蚀性能
(1) 降低叶轮入口部分流速 改进入口几何尺寸，可以提高泵的抗汽蚀性能，一般采用两种方法：（a），适当增大叶轮入口直径D0；（b），增大叶片入口边宽度b1。如图3-6所示。也有同时采用这两种方法的，但均有一定限度，否则将影响泵效率。
（2）采用双吸式叶轮 国产125MW和300MW机组的给水泵，首级叶轮都采用的双吸式叶轮。
（3）增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径 这样可以减小局部阻力损失。
（4）叶片进口边适当加长 即向吸入方向延伸，并作成扭曲形。
（5）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料 如采用镍铬的不锈钢、铝青铜、磷青铜等。
2、提高吸入系统装置的有效汽蚀余量△ha
（1）减小吸入管路的流动损失 即可适当加大吸入管直径，尽量减少管路附件，如弯头、阀门等，并使吸入管长最短。
（2）合理确定两个高度 即几何安装高度及倒灌高度。
（3）采用诱导轮 诱导轮是与主叶轮同轴安装的一个类似轴流式的叶轮，其叶片是螺旋形的，叶片安装角小，一般取10o～12o，叶片数较少，仅2～3片，而且轮毂直径较小，因此流道宽而长。主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮(多级泵为首级叶轮)。因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。
（4）采用双重翼叶轮 双重翼叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，前置叶轮有2～3个叶片，呈斜流形，与诱导轮相比．其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的问题。所以，双重翼离心泵不会降低泵的性能，却使泵的抗汽蚀性能大为改善。

（5）采用超汽蚀泵 近年来，发展了一种超汽蚀泵，在主叶轮之前装一个类似于轴流式的的超汽蚀叶轮，如图3-9所示，其叶片采用了薄而尖的超汽蚀翼型，如图3-10所示，使其诱发一种固定型的汽泡。覆盖整个翼型叶片背面，并扩展到后部，与原来叶片的翼型和空穴组成了新的翼型。其优点是汽泡保护了叶片，避免汽蚀并在叶片后部溃灭，因而不损坏叶片。
(6)设置前置泵 随着单机容量的提高，锅炉给水泵的水温和转速也将随之增加，则要求泵入口有更大的有效汽蚀余量。为此，除氧器的倒灌高度随之增加。而除氧器装置高度过高，不仅造成安装上的许多困难，同时也不经济。所以目前国内外对大容量的锅炉给水泵，广泛采用在给水泵前装置低速前置泵，使给水经前置泵升压后再进入给水泵，从而提高了泵的有效汽蚀余量，改善了给水泵的汽蚀性能；同时除氧器的安装高度也大为降低。这是防止给水泵产生汽蚀、简单而又可靠的一种方法。

第二节 管路特性曲线及工作点

泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的，而且还取决于管路系统的性能，即管路特性曲线。由这两条曲线的交点来决定泵与风机在管路系统中的运行工况。
一、管路特性曲线

通常泵或风机是与一定的管路相连接而工作的。一般情况下，流体在管路中流动时所消耗的能量，用于补偿下述的压差、高差和阻力 (包括流体流出时的动压头)：(一)用来克服管路系统两端的压差，其中包括高压流体面(或高压容器)的压强与低压流体面(或低压容器)的压强之间的压差，以及两流体面间的高差HZ。
(二)用来克服流体在管路中的流动阻力及由管道排出时的动压头，二者均与流量平方成正比。
于是流体在管路系统中的流动特性可以表达如下：

此式表明实际工程条件所决定的要求。如将这一关系绘在以流量Q与压头H组成的直角坐标图上，就可以得到一条通常称做管路性能的曲线。它是一条在H轴上截距等于H1的抛物线。

二、泵或风机的工作点(operation point)
将泵或风机的性能曲线和管路系统的性能曲线同绘在一张坐标图上如图3-11。管路性能的曲线CE是一条二次曲线。选用某一适当的泵或风机，其性能曲线由AB表示。AB与CE相交于D点。显然，D点表明所选定的泵或风机可以在流量为QD的条件下，向该装置提供的扬程为H。。如果D点所表明的参数能满足工程提出的要求，而又处在泵或风机的高效率(图中Q-η曲线上的粗实线部分)范围内、这样的安排是恰当的，经济的。管路性能曲线与泵或风机的性能曲线之交点D就是泵或风机的工作点。此时机器所耗轴功率N及效率η皆在D点的垂直线上。
当泵或风机性能曲线与管路特性曲线无交点时，则说明这种泵或风机的性能过高或过低，不能适应整个装置的要求。当风机供给的风量不能符合实际要求时，可采取以下三种方法进行调整
（一） 减少或增加管网的阻力(压力)损失
(二)更换风机
(三)改变风机转数
某些泵或风机具有驼峰形的性能曲线，如图3-13所示，K为性能曲线的最高点。若泵或风机在性能曲线的下降区段工作，如在M点工作，则运行是稳定的。但是，若工作点处于泵或风机性能曲线的上升区段工作，如A点，粗看似乎也能平衡工作，但实际上是不稳定的，稍有干扰(如电路中电压波动、频率变化造成转速变化、水位波动，以及设备振动等)，A点就会移动，这是因为当A点向右移动时，泵或风机产生的能量大于管路装置所需要的能量，从而流速加大，流量增加。工作点继续向右移动，直到M点为止才稳定运转，当A点向左移动时，泵或风机产生的能量小于管路装置所需要的能量，则流速减慢，流量降低，工作点继续向左移动，直到流量等于零无输出为止。这就是说一遇干扰，A点就会向右或向左移动，而且再也不能回复到原来的位置A点，故A点称为不稳定工作点。

如果泵或风机的性能曲线没有上升区段，就不会出现工作的不稳定性，因此泵或风机应当设计成性能曲线只有下降形的。若泵或风机的性能曲线是驼峰形的，则工作范围要始终保持在性能曲线的下降区段，这样就可以避免不稳定的工作。具有驼峰形的性能曲线。通常以最大总扬程，即驼峰的最高点K作为区分稳定与不稳定的临界点，K点左侧称为不稳定工作区域，右侧称为稳定工作区域，在任何情况下，都应该使泵或风机保持在稳定区工作。风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现负值(倒流)，工作点交替地在第一象限和第二象限内变动。这种流量周期性地在很大范围内反复变化的现象，通常称喘振(或称飞动)。

第三节 泵与风机的联合工作

当一台泵或风机不能满足流量或能头要求时，往往要用两台或两台以上的泵与风机联合工作。泵与风机联合工作可以分为并联和串联两种。
一、泵与风机的并联（parallal connection）工作
并联是指两台或两台以上的泵与风机向同一压力管路输送流体的工作方式，如图3－14所示。并联的目的是在压头相同时增加流量。
并联工作可以分为两种情况，即相同性能的泵与风机和不同性能泵与风机并联，现以水泵为例分别介绍如下：
(一)同性能(同型号)泵并联工作
图3-14为两台泵并联工作时的性能曲线。图中曲线Ⅰ 、Ⅱ为两台相同性能泵的性能曲线， Ⅲ为管路特性曲线，并联工作时的性能曲线为Ⅰ ＋Ⅱ。

并联性能曲线Ⅰ ＋Ⅱ是将单独的性能曲线的流量在扬程相等的条件下迭加起来而得到的。再画出它们的输送管路特性曲线Ⅲ，从而得与泵并联性能曲线的交点M，即为并联时的工作点，此时流量为qVM，扬程为HM。
为了确定并联时单个泵的工况，由M点作横坐标平行线与单泵(即I或Ⅱ)的特性曲线交于B点，即为每台泵在并联工作时的输出流量工况点。u点也就决定了并联时每台泵的工作参数，即流量为qVB，扬程为HB。并联工作的特点是：扬程彼此相等，总流量为每台泵轴送流量之和，即qVM=2qvB。并联前每一台泵的参数与并联后每一台泵的参数比较：未并联时泵的单独运行时的工作点为C(qvc、HC、Pc、ηB)。而并联的每台泵的工作点为B(qVB、HB、PB、ηB),由图6－6可看出：
qVB< qVC<qVM<2qC
这表明，两台泵并联运行时的流量等于并联时的各台泵流量之和，显然与各台泵单独运行时相比，两机均未发挥出单机的能力，并联总流量小于两单机单独运行的流量和，而并联后的扬程却比一台泵单独工作时要高些。这是因为输送的管道仍是原有的,直径也没增大，而管道摩擦损失随流量的增加而增大了，从而阻力增大，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服这增加的阻力，故HB大于 HC，流量qVB就相应的小于qvc。
并联工作时，管路特性曲线越平坦，并联后的流量就越接近单独运行时的2倍，工作就越有利。如果管路特性曲线越陡，陡到一定程度时仍采取并联是徒劳无益的。若泵的性能曲线越平坦时，并联后的总流量qVM反而就越小于单独工作时流量qvc的2倍，因此为达到并联后增加流量的目的，泵的性能曲线应当陡一些为好。从并联数量来看，台数愈多,并联后所能增加的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不经济。

(二)不同性能的泵并联工作

图3-15为两台不同性能泵并联工作时的性能曲线图中曲线Ⅰ、 Ⅱ为两台不同性能泵的性能曲线，Ⅲ为管路特性曲线，Ⅰ ＋Ⅱ为并联工作时的性能曲线，并联曲线的画法同前。并联后的性能曲线I十Ⅱ与管路特性曲线相交于M点，该点即是并联工作时的工作点，此时流量为qVM，扬程为HM。确定并联时单台泵的运行工况，可由M点作横坐标的平行线分别交两台泵的性能曲线于A、B两点，此即为该两台泵并联工作时各自的分配流量点：流量为qVA、qVB，扬程为HA， HB。这时并联工作的特点是：扬程彼此相等，总流量仍为每台泵输送流量之和。
并联前每台泵各自的单独工作点为C、D两点，流量为qVA、qVD,扬程为HC， HD,由图6－7看出：
qVM<qVC+qVD
HM> HC，且 HM> HD.
这表明，两台不同性能的泵并联时的总流量qVM等于并联后各泵输出流量之和，即qVA+qVB，，而总流量qVM却小于并联前各泵单独工作的流量qVC+qVD之和，其减少的程度随台数的增多，管路特性曲线越陡而增大，也就是并联后的总输出流量减少得愈多。
由图3－15可知，当两台不同性能的泵并联时，扬程小的泵输出量减少的愈多，当总流量减少时甚至没有输出流量，所以并联效果不好。不同性能泵的并联操作复杂，实际上很少采用。

二、泵与风机的串联(in series)工作
串联是指前一台泵或风机的出口向另一台泵或风机的入口输送流体的工作方式，串联也可分为两种情况，即相同性能的泵与风机串联和不同性能的泵与风机串联，现以水泵为例，分别介绍如下。
(一)同性能泵串联工作

如图3-16所示，曲线Ⅰ、Ⅱ为两台泵的性能曲线，Ⅲ为管路特性曲线。Ⅰ+Ⅱ为两台泵串联工作时的性能曲线。
串联性能曲线Ⅰ+Ⅱ是将单独泵的性能曲线的扬程在流量相同的情况下把各自的扬程迭加起来得到的。它与共同管路特性曲线Ⅲ相交于M点，该点即为串联工作时的工作点，此时流量为qVM，扬程为HM。
类似于并联工作特性分析，两台泵串联工作时所产生的总扬程小于泵单独工作时扬程的2倍，而大于串联前单独运行的扬程，且串联后的流量也比一台泵单独工作时大了，这是因为泵串联后一方面扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富余的扬程促使流量增加。另一方面流量的增加又使阻力增加，抑制了总扬程的升高。
泵串联运行时，后一台泵能否承受升压是需要注意的问题。故在选择第一台泵时要注意泵的结构强度问题。启动时，要注意每串联泵的出口阀都要关闭，待启动第一台泵后，再开第一台泵的出水阀门，然后再启动第二台泵，再打开第二台泵的出水阀向外供水。
(二)两台不同性能泵串联工作

如图3-17所示，Ⅰ，Ⅱ分别为两台不同性能泵的性能曲线，Ⅲ为串联运行时的串联性能曲线，串联性能曲线的画法是在流量相同的情况下，将扬程迭加起来。串联后的运行工况按串联后泵的性能曲线与管路特性曲线的交点来决定。
图3-17中表示三种不同陡度的管路特性曲线1、2、3。当泵在第一种管路中工作时，工作点为M1，串联运行时总扬程和流量都是增加的。当在第二种管路中工作时，工作点为M2，这时流量和扬程只用一台泵(Ⅰ)单独工作时的情况一样，此时第二台泵不起作用，在串联中只耗费功率。当在第三种管路中工作时，工作点为M3，这时的扬程和流量反而小于只有泵Ⅰ单独工作时的扬程和流量，这是因为第二台泵相当于装置的节流器，增加了阻力，减少了输出流量。因此，M2点可以作为极限状态，工作点只有在M2点左侧时才体现串联工作的优势。

三、相同性能泵联合工作方式的选择
如果用两台性能相同的泵运行来增加流量时，采用两台泵并联或串联方式都可满足此目的。但是，究竟哪种方式有利，要取决于管路特性曲线，如图3－18所示。图中I是两台泵单独运行时的性能曲线，Ⅱ是两台泵并联运行时的性能曲线，Ⅲ是两台泵串联运行时的性能曲线。
图3-18中又表示了三种不同陡度的管路特性曲线1、2和3。其中管路特性曲线3是这两种运行方式优劣的界线。管路特性曲线2与并联时的性能曲线Ⅱ相交于A2，与串联时的性能曲线Ⅲ相交于A'2，由此看出，并联运行工作点A2的流量大于串联运行工作点A2的流量；另一种情况，管路特性曲线l与串联时的性能曲线Ⅲ相交于B2，与并联时的性能曲线Ⅱ相交于点B'2，此时串联运行工作点B2的流量大于并联运行工作点B'2的流量。所以，管路系统装置中，若要增加泵的台数来增加流量时，究竟采用并联还是串联应当取决于管路特性曲线的陡、坦程度，这是选择并联还是串联运行时必须注意的问题。如图中当管路特性曲线平坦时，采用并联方式增大的流量大于串联增大的流量，由此可见在并联后管路阻力并不增大很多的情况下，一般采用并联方式来增大输出流量。

第四节 运行工况的调节

泵与风机运行时，由于外界负荷的变化而要求改变其工况，用人工的方法改变工况点则称为调节。工况点的调节就是流量的调节，而流量的大小取决于工作点的位置，因此，工况调节就是改变工作点的位置。通常有以下方法，一是改变泵与风机本身性能曲线；二是改变管路特性曲线；三是两条曲线同时改变。

一、改变管路性能曲线的调节方法
在泵或风机转数不变的情况下，只调节管路阀门开度(节流)，人为地改变管路性能曲线。
（一）出口端节流
（二） 入口端节流
除节流法外，在某些化工厂还采用吸池液位变化的自动调节流量法，这相当于管路曲线平移，使泵的运转工作点改变。

二、改变泵或风机性能曲线的调节法
由于空调事业的发展带来能耗剧增。为节约其能耗，各种变流量的泵或风机及变风量系统 (VAV)和变水量系统(VWV)等相继问世。它们大多是在管路及阀门都不作任何改变即管路性能曲线不变的条件下，来调节泵或风机的性能曲线。所采用的方法有：改变泵或风机转数；改变风机进口导流阀的叶片角度；切削泵的叶轮外径及改变风机的叶片宽度和角度等。
(一)改变泵或风机的转数
改变泵或风机转数的方法，本书推荐如下几种
1．改变电机转数
(1)采用可变磁极对(数)的双速电机
(2)变频调速
此外，采用可控硅调压实现电机多级调速装置，如上海产的ZN系列智能控制柜及适用于大中型机器的带内反馈晶闸管串级调运的NTYR系列三相异步电机进行无级调速。
2．其它变速调节方法：有调换皮带轮变速，齿轮箱变速及水力偶合器变速等。
泵或风机变转数调节方法，不仅调节性能范围宽，而且并不产生其它调节方法所带来的附加能量损失，是一种调节经济性最好的方法：
(二)改变风机进口导流叶片角度
(三)切削水泵叶轮调节其性能曲线
(四)改变叶片宽度和角度的调节方法

三、改变并联泵台数的调节方法
在大型排沼站或热水系统中，可用改变并联泵运行台数进行流量调节，这是一种很简单的调节方式。其操作方法通常是监视前方水池液面，以控制泵的运转台数，并同时在这种系统中装有专门用来补充调节幅度的小机组。由前述内容可看出，因并联台数不同，其并联后的性能曲线各异。于是，与管道曲线Hc相交得若干工作点，由于这些工作点的流量变化很大，故此法不便进行流量的微调。另外，若这一系统改为一台泵运行时，则这台泵可能会因流量过大(指大于并联运行时各机的流量)而易发生气蚀，为避免这些缺点，此方法常和节流调节法同时使用。

第五节 运行中的主要问题

泵与风机的运行对制冷系统的安全、经济性问题十分重要。目前泵与风机在运行中还存在效率不高，振动、噪声、磨损等问题。虽然，这些年来，科学和工程工作者对泵与风机作了很多的改进，以较高效的新产品代替，并取得了很大的成绩，但这些问题还是有所存在，现就这些问题进行讨论。

一、泵与风机的振动
泵与风机振动的原因大致有以下几种。
(一)流体流动引起的振动。
现分述如下：
1．汽蚀引起振动
2．旋转失速引起振动
3．喘振现象
防止喘振的措施：
1)大容量管路系统中尽量避免采用具有驼峰形qv－H性能曲线，而应采用qv－H性能曲线平直向下倾斜的泵与风机。
2)使流量在任何条件下不小于qvK，如果装置系统中所需要的流量小于qvK时，可装设再循环管(部分流出量返回)或自动排放阀门(向空排放)，使泵或风机的出口流量始终大于qvK。
3)改变转速或吸入口处装吸入阀，当降低转速或关小吸入阀时，性能曲线qv－H向左下方移动，临界点随之向小流量移动，从而可缩小性能曲线上的不稳定段(图3-25)。
4)采用可动叶片调节，当外界需要的流量减小时，减小动叶装置角，性能曲线下移，临界点随着向左下方移动，最小输出流量相应变小。
5)在管路布置方面，水泵应尽量避免压出管路内积存空气，如不让管路有起伏，但要有一定的向上倾斜度，以利排气。另外，尽量把调节阀及节流装置等靠近泵出口安装。
4．水力冲击引起振动
由于给水泵叶片的涡流脱离的尾迹要持续一段较长的距离，在动静部分产生干涉现象，当给水由叶轮叶片外端经过导叶，或蜗舌时，要产生水力冲击，形成一定频率的周期性压力脉动，它传给泵体，往往管路和基础的振率引起共振。若各级动叶和导叶组装的进出水在同一方位，水力冲击将叠加起来引起振动。防止措施是适当增加叶轮外径与导叶或蜗舌之间的间隙，或交叉改变流道进出水方位，以缓和冲击或减小振幅。

(二)机械引起的振动
1．转子质量不平衡引起振动
2．转子中心不正引起振动
3．转子的临界转速引起振动
4．动、静部分之间的摩擦引起振动
5．平衡盘设计不良引起振动

二、噪声
泵与风机的噪声频谱特性，有关单位作过一些调查，100kW电动给水泵96～97dB，20kW三相感应电动机噪声103dB(均用丹麦2203声级计测量)。虽然在中小型制冷装置中一般使用的给水泵和电动机功率不高，但这些泵与风机的噪声基本上成中高频特性，对人体健康是有害的，从保护环境和改善劳动条件出发，应采取消声措施。目前泵与风机的消声措施有如下方法：
(1)风机的消声措施 风机在一定工况下运转时，产生强烈噪声，主要包括空气动力性噪声和机械噪声两部分。常使用消声器能有效地控制其噪声
(2)泵的消声措施 泵同风机一样，都属于转动机械，只是输送的流体不同而已，所以噪声产生的原因和消除方法基本上与风机相同。

三、磨损
泵与风机高速运转，若吸入的流体中含有杂质和灰尘颗粒，就会因对叶片产生高速冲击而造成叶轮和外壳的磨损。一般，对小型的、低速的泵与风机不存在这种问题，但对高速的泵与风机一定要注意这方面的问题。防止或减少磨损的方法：首先是改进除尘器，提高除尘效率，其次是适当增加叶片厚度，在叶片表面易磨损的部位堆焊硬质合金，把叶片根部加厚加宽；还可用离子喷焊铁铬硼硅，刷耐磨涂料(如石灰粉加水玻璃、辉绿岩粉或硅氟酸钠加水玻璃)；选择合适的叶型，减少灰尘的冲击。