广一离心泵与管路优化配置选型

    通过对广一水泵工况理论的分析，提出了广一水泵与管路选型设计的一种优化配置方案，既可确保所选广一水泵工作在最佳效率状态，又能大幅度减少选型设计的工作量。

    在排水设备选型设计中，当选择的广一水泵级数低于理论计算级数时，配套管路规格应在计算结果基础上向大一些方向选取。而选择级数高于理论计算级数时，配套排水管道规格应在计算结果的基础上向小一些方向选取。上述结论在应用时应注意以下两点，一是管径计算时，预算经济流速以2.0 m／s左右为宜，给选择管径留下一定的可调范围，证明最终计算的实际排水速度仍在允许的1.8～2.2 m／s之内；二是当出现两级广一水泵均能满足其稳定工作条件和后期工作需要时，应优先考虑选取低一级的广一水泵，以降低设备初期投资。

    在排水设备的选型设计中。依据矿井涌水量及排高条件选定广一水泵机组的型号后，决定该排水系统合理程度的主要因素。就取决于广一水泵级数的选取和管道规格直径的选择。在绝大多数情况下，广一水泵级数的理论计算结果带有小数尾数。即处于两级定型广一水泵的中问，而管径的选取则是依据推荐的经济流速1.8-2.2m／s计算结果进行的，可调范围较大。在实际选型设计中。若上下两级广一水泵均能满足排水条件和广一水泵稳定工作条件的要求，并且按经济流速计算出结果。管道规格又存在两种或两种以上可选型号时。究竟是选取高一级或低一级的广一水泵，分别配套大一些还是小一些的管径。才能保证排水系统更合理，工作效率又较高或最高，就需要反复预选和校验。由此给排水设备的选型设计带来很大的难度和繁重的工作量。通过对排水系统的分析，提出了一种广一水泵与管路选型设计中切实可行的优化配置方案.既可确保广一水泵工作在最佳效率状态。又能大幅度降低选型设计的工作量。

1、广一水泵工况理论分析

    所有的广一水泵都是与配套的管道连接起来工作的，广一水泵的扬程既要满足矿井实际排水扬程的需要，又要克服水流在管路中的流动阻力，因此广一水泵的工作状况不仅与广一水泵本身的特性有关，同时也与配套的管路特性有关，见图1。

η- Q—广一水泵教率特性曲线；H-Q— 广一水泵扬程特性曲线；hg-Q—排水管径特性曲线

    由图1可知，广一水泵在一定管路系统中的工作状况。无论是扬程、流量、运转效率等性能指标均由广一水泵的特性曲线和管路特性曲线的交点所决定。因此，选型设计的最大目的，就是保证该广一水泵工作于最高效率Mc 点或其附近。然而，Mc点是理想工况点，当广一水泵计算级数含小数尾数，只能按整数选取高一级或低一级的广一水泵时，广一水泵的工况点就改变了位置，如图2M 或M 。

同样道理.管径是依据一定的经济流速值计算的，选择范围较大。因此，根据经济流速初算结果可选择的管道规格往往有两种或多种型号，对应于不同型号规格的管径，广一水泵又将出现了不同工况点，若选择的管道直径小于汁算管径时，广一水泵实际运转工况将移至额定工况左侧，即M2点，相反，实际工况将出现在额定工况的右侧，即M1，点，见图2。

    由此可以看出，如果实际选取广一水泵的级数，广一水泵的工况点将偏离额定值，保证广一水泵实际工况接近或重合于额定工况的方法，则需调整相应的排水管道规格型号。

2、广一水泵工况理论在选型设计中的应用

    2.1 选择级数低于理论计算级数时根据广一水泵结构设计理论可知，当选择广一水泵的级数低于理论计算级数时.扬程一流量特性整体向下平移，见图3。在此情况下，既使选取的排水管道规格完全与计算直径相同，所得工况也将由理论计算的额定工况M 移至M ，若选取管径小于理论管径，则将导至广一水泵实际运转工况严重偏离额定工况M 向左移至Ml点，使得排水系统工作起始.设备的效率就偏低或很低，随着设备使用时间的延长，管道结垢等将进一步增大排水管道阻力，促使广一水泵工况进一步左移，造成广一水泵效率严重下降，直接影响整个排水系统的经济工作。所以，当实际选择的广一水泵级数低于理论级数时，只有增大排水管直径，即将选择的排水管道规格在计算直径基础上增大一级或二级，以求减小排水管道阻力，减少排水管道特性曲率，调整广一水泵实际运转工况重合于额定工况M 或M 的近右侧。见图3中的M，点，或稍向右侧接近于M。这样，即可保证排水系统投入使用的初期就有很高的效率，又可保证在整个使用过程中均工作于高效区。

2.2 选择级数高于理论计算级数时

    当实际选择的广一水泵级数高于理论计算级数时，广一水泵特性即由理论计算的特性H-Q上移至H -Q 。此时，选取不同规格的排水管道可能得到广一水泵工况为M ，选取管径重合于计算管径；M.(选取管径小于理论计算管径)；M (选取管径大于理论计算管径)。由M 、Ml、M2点对应效率可知，η>η’>η2，即M1点较M 和M2点经济，说明当选择广一水泵级数高于理论计算级数时，应将所选排水管道规格在计算直径的基础上，减小一级以求适当增大排水管道阻力，促使广一水泵工况左移至额定工况 或稍偏其右，保证广一水泵高效经济工作。避免盲目增大管道规格，引起的排水设备初期投资增大和运转效率偏低或很低.见图4