离心泵几个特性参数的分析

Analysis of Several Property Parameters of Centrifugal PumpLIU Gui-nian .P Xu-liang(1 Lanzhou Petrochemical Company Research Institute，Gansu Lanzhou 730060；2 Tianhua Institute of Chemical Machinery&Automation，Gansu Lanzhou 730060，China)Abstract：Centrifugal pumps were widely used in petroleum，chemical industry，municipal，transportation and otherindustries in liquid，especially in the petrochemical industry.The correct selection can not only improve the service life ofthe pump to ensure the normal operation of equipment，but also can effectively save energy.The corect understanding ofcentrifugal pump depth of several characteristic parameters was helpful to do better。

Key words：specific speed；net positive suction head；suction specifc speed离心泵在石油、化工 、市政 、液体输送等各行业中有着非常广泛的应用 ，特别是在石化行业 ，正确的选型不但能提高泵的使用寿命，确保装置正常操作，而且能有效的节省能源。正确深入的理解离心泵中的几个特性参数有助于我们做的更好。

1 比转速 N 与泵型比转速 是-个无量纲的设计参数，其计算公式如下：： (1)式中：Ⅳ--泵的转速 ，rpmQ--流量 ，gpmH 最佳效率点的单级扬程 ，feet如果采用国际单位 ，流量单位为 m /h，扬程单位为 m，则需要乘以系数 51.64，即可得到美制单位比转速。

比转速是-个描述泵叶轮形状的参数，比转速可理解为：在-定转速(rpm)下将l gpm的介质扬程提升 l feet所需要的叶轮的几何尺寸。对于从事泵选型工作的人来说，可以根据比转速 ：(1)选择泵曲线的形状；(2)确定泵的效率；(3)预见电机超载问题。

如图 1所示，叶轮出口直径 D 与叶轮人 口直径 D。的比值随着比转速值增加而减校比转速值，N鲁 st。： .s t图 1 叶轮形状与比转速对比Fig.1 The impeller shape and specific speed comparison- 般来说，离心泵叶轮可以分为三种型式：径流式、混流式、轴流式。径流式叶轮比转速较小 ，扬程提升主要通过离心力；混流式叶轮比转速较大，扬程提升-部分靠离心力，-部分靠轴向力；轴流式叶轮比转速进-步增大 ，扬程提升则主要靠轴向力。-个比转速大于 10000(美制单位)的轴流泵提升扬程只通过轴向力。

径流叶轮-般用于小流量高扬程泵，而轴流叶轮用于高流量低扬程泵。

图2描述了比转速和泵效率之间的关系，-般来说 ，效率会随着比转速的增加而增加。比转速相同时，效率随着流量的增加而增加。

：刘桂年 (1977-)，女，工程师，主要从事石化设备管理及腐蚀与防护相关工作。

第41卷第 17期 刘桂年等 ：离心泵几个特性参数的分析 173lUU j 1 高 于1000gpm9O I] -.r1-LLI I，l .u.0080 l，，r- J-P I]叶：-， OOC 业 、， ， ，r 30 )0 gpn-70 - - - - 200gpm。

， ， - - 60 ， / 10 D gpml-， ， ， / l I 50/ I l I I。 5I 3星o妻0 20 30O 40 10 l径流式 轴向辐流式 混流式 螺浆式图 2 泵效率与比转数和叶轮尺寸的关系Fig.2 Pump effieiency and specific speed and impeller size relation ship由于比转速是在泵的最佳效率点计算而得的，往往泵的实际操作点都会偏离最佳点，所有在选取效率时，考虑 4% ～8%的效率下降。

比转速除了能反应扬程 、流量、功率 、效率和消耗 ，同时掖应了泵曲线的形状，如图3。

S.S. 600 1000HdDiseharge head generatedQQuantityofliquidpumped2Oo0 3000 6000PPower requirednPump efficiency图3 比转速的典型曲线Fig.3 Specific speed typical curves从图3可以得到：(1)当比转速增加时，流量扬程曲线变得陡峭；(2)低比转速时，功耗随着流量的增加而增加。这意味着在大流量下运行时电机会有超载的可能。所有选电机时应该充分考虑工艺的条件 ；(3)比转速处于中间值 ，功耗的最高值会出现在最佳效率点附近；(4)高比转速，功率曲线随着流量的增加而减校最小流量时功耗最大。这种泵永远不能关阀启动。如果需要节流启动，电机必须考虑足够大。

2 净正吸入压头(NPSH)和吸入比转速(S)水力学会定义净正吸人压头(即汽蚀余量 NPSH)为泵入口的总压力(由系统决定)减去泵送介质的蒸气压力，折算成液柱高度的值。 。

在泵系统设计的时候，提供足够的有效汽蚀余量(NPSH )对于泵的正常操作是至关重要的，NPSH 如果不足，不但会限制泵的选型，甚至会增加很大-部分系统重新设计的投入。另- 方面，过大的NPSH 也会增加不必要的成本。

吸入比转速公式 ：s而N(G PM )I/2 (2) 。-(NPsH 、 4 、式中：Ⅳ 泵的转速 ，rpmGP 泵在最佳效率点的人口流量 (对于双吸叶轮，流量减半)Ⅳ --泵在最佳效率点的必须汽蚀余量- 般来说，对于-个给定的泵，其吸入比转速是-个常数。它不会随着泵的转速变化而变化。吸入比转速反应了泵对介质在泵体内部回流的敏感程度和长期稳定操作性。

由吸人比转速的公式可以得出，当泵的流量和转速-定，那么吸人比转速也就是确定的值。经验表明，9000(美制)是-个合理的吸入比转速值，最小吸人比转速 9000对于泵来说很容易达到。

实际上，由于投资和安装高度等方面的影响，装置提供的NPSH 有时比较苛刻，给泵的选型带来-定的困难。为了满足这些工况，泵制造商设计出较小 NPSH 的泵，其吸人比转速可达到 11000，甚至更高。通常按 11000考虑。此外还可以选择低转速的泵来降低 NPSH 。

3 举例说明对于流量为 100 m /h，扬程为60 m的泵，其效率该取多少装置应该至少提供多少的 NPSH 合理呢(1)计算泵的比转速 N假设泵的转速为3000 rpm，根据公式 (1)计算得 ：Ns：51.64×-300-0 / 10 0/-3600： l198(美制单位)从效率曲线查出效率约为73%，考虑5%的效率余量，效率取68%。如果已知介质的密度，则可以根据公式计算出泵的轴功率，进而确定电机的功率。

(2)计算 NPSH假设泵的转速为3000 rpm，根据公式 (2)，取 S为 11000，计算得：oo 筹NPSH"45.7NPSHR 10.3 ft兰 3.2 m按照普遍被接受的-些国际工程公司的规范，ANPSH至少要有 1 m的裕量 ，所有 NPSH 应至少为 4.2 m。

如果装 置提供 的 NPSH 不足 4.2 m，则需 要考 虑选择1500 rpm转 速。如果还 不能满 足，就需要 重新设 计装 置 的NPSH 。