最小流量保护离心泵

离心泵流量控制方法探讨前言离心泵是目前使用最为广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。

如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。

现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。

离心泵流量常用控制方法方法一：出口阀开度调节这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。

方法二：旁路阀调节这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。

方法三：调整叶轮直径这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。

方法四：调速控制叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和最大流量均减小。

泵系统的整体效率出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率都大幅减小。

叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。

能耗水平假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？（1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。

（2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。

（3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。

（4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。

总结下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用。

什么是泵的最小流量？什么是泵的最小流量线？为了保证泵安全起动和正常运转，要求泵有最小排出流量，这就是离心泵的最小流量。

泵的工作流量低于额定流量30％时，应设置泵在最低流量下正常运转的最小流量线（即在离心泵出口管道上加一条返回线），称为最小流量线。

说着啰嗦，看图明了：曲线3表示最小连续流量Qmin的相似抛物线；曲线4表示最优区域的小流量Qmin的相似抛物线。

每种型号的离心泵都有最小流量，低于这个流量离心泵就会发生汽蚀（还有一个最大允许工作流量，这两个流量之间就是这个离心泵的允许工作区）。

1、当流量低于泵最小流量时，振速会增大，为了防止泵发生气蚀，打开最小回流线进行调节，使泵维持在稳定运行状态（作用跟压缩机的防踹振线有点像）2、高压离心泵起泵时，为了防止泵憋压损坏，在起泵前打开最小回流线。

3、有些离心泵不能停泵，例如锅炉给水泵。

锅炉通常由多台泵供水，根据需求量不一样（类如冬天上半夜多白天少，下半夜偷懒）需要采用其中几台泵供水，有了这个最小流量管线，需要关闭的泵可以在最小流量处循环（消耗功率最小）但是不需要停泵-灌泵-开泵反复操作。

泵的最小流量保护对泵的最小流量保护一般有三种方式。

分别是：设计连续循环系统、设计控制循环系统或设计泵保护阀系统。

1、设计连续循环系统优点：•投资较小；•当工艺上出现小流量工况时，限流孔板旁路先自动将其消除。

缺点：•不论工艺上需要多少流量，旁路线始终都有流量通过。

选泵时应把旁路流量附加到操作流量上，否则易造成泵出力不够的情况；•操作费用较高；•当泵的扬程很高，液体又处于饱和温度下时，限流板孔后可能发生气化。

2、设计控制循环系统优点：•选泵可不考虑旁路流量附加值；•选旁路只有在小流量工况时才自动打开，平时关闭以节省能量。

缺点：•增加一套自控回路造价太高。

3、设计自循环控制阀保护系统优点：•自循环控制阀自动识别流量变化，自动开启主路和旁路回路，完全自动控制；•无需其他外接设备或元件控制；•节省成本。

泵最小允许流量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在工业生产和生活中，泵是一种常见且重要的流体输送设备。

泵的运行状态直接影响流体的输送效率和稳定性。

在泵的运行过程中，需要保证流体通过泵的最小允许流量，以确保泵的正常运行和延长设备寿命。

本文将探讨泵最小允许流量的概念、重要性以及影响因素，旨在帮助读者更好地了解泵设备的运行原理，从而有效地管理和维护泵设备，保障生产和生活中流体输送的稳定性和可靠性。

1.2 文章结构本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。

在引言部分中，我们将对文章的背景和目的进行概述。

在正文部分中，我们将介绍泵的基本原理、最小允许流量的重要性以及影响最小允许流量的因素。

最后，在结论部分中，我们将对文章进行总结，并提出一些建议应用。

同时，我们也将展望未来关于泵最小允许流量方面的研究方向。

通过以上结构，读者将能够全面了解泵最小允许流量的相关知识和重要性。

1.3 目的本文的目的是探讨泵最小允许流量的重要性和影响因素，帮助读者深入了解泵在运行过程中最小允许流量的概念及其作用。

通过对泵的基本原理、最小允许流量的重要性以及影响因素的详细分析，读者可以更好地掌握泵的运行规范，提高设备的效率和稳定性，避免由于最小允许流量不足所带来的问题。

通过本文的研究和探讨，读者可以学习到如何正确设置泵的最小允许流量，避免设备在低负荷状态下运行而产生的过度振动、过热等问题，从而延长设备的使用寿命，提高生产效率。

同时，通过深入了解影响最小允许流量的因素，读者也可以在实际操作中更好地调整和控制泵的流量，确保设备正常运行。

总的来说，本文旨在向读者介绍泵最小允许流量的重要性，帮助他们更好地理解和应用这一概念，提高设备的可靠性和效率。

2.正文2.1 泵的基本原理泵是一种用于输送液体或气体的机械设备。

泵通过旋转的叶片或柱塞的运动产生负压，从而吸入液体或气体，然后将其推送到管道或容器中。

泵的工作原理基于流体力学原理，液体在泵内部形成一个负压区域，从而产生吸力将液体吸入，然后通过压力推送液体流出。

离心泵的工作原理及主要部件性能参数离心泵——生产中应用最为广泛，着重介绍。

§ 2.1.1 离心泵 （Centrifugal Pumps ） 一． 离心泵的工作原理及主要部件 1．工作原理如左图所示，离心泵体内的叶轮固定在泵轴上，叶轮上有若干弯曲的叶片，泵轴在外力带动下旋转，叶轮同时旋转，泵壳中央的吸入口与吸入管相连接，侧旁的排出口和排出管路9相连接。

启动前，须灌液，即向壳体内灌满被输送的液体。

启动电机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s 。

液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。

液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。

当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽内液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在此压差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出的液体，只要叶轮不停的转动，液体便不断的被吸入和排出。

泵离心泵旋转泵漩涡泵 往复泵由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。

气缚现象：不灌液，则泵体内存有空气，由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的。

通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留灌入泵体内的液体。

另外，在单向阀下面装有滤网，其作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。

启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。

启动后渐渐开启出口阀。

停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。

第59卷第2期2021年4月Apr2021・33・化肥设计ChemicalFertilizerDesign离心泵最小流量保护方案的选用原则郑伟，王萌（北京航天石化技术装备工程有限公司，北京100176#摘要针对工艺流量低于离心泵的最小需求流量时，会出现泵体过热、泵的运行效率降低甚至汽蚀的现象#采取旁路回流管线将足够量的流体循环回泵前储罐的措施，从而保护离心泵#但是，泵出口处与储液罐内存在一定压差，减压时流体会出现缩脉现象，在这个过程中可能出现闪蒸或汽蚀#本文综述了不同类型的离心泵最小流量保护方案，介绍了连续循环系统、控制循环系统和自控回流阀三种保护方案#分析了三种保护方案各自的技术特点、应用范围和费用，探讨了保护方案的选用原则#关键词离心泵；最小流量保护；多级减压；防汽蚀；自控回流阀；调节阀doi：10.3969/j.issn.1004-8901202102.010中图分类号TH311文献标识码B文章编号1004-8901（2021）02-0033-06Principles in Minimum Flow Protection Scheme Selection for Centrifugal PumpsZHENG Wei,WANG Meng(Beijing Aerospace petrochemical Technology and Equipment Engineering Co.Ltd., Beijing100176 , China)Abstract Whentheprocessflowislowerthantheminimumdemandflowofthecentrifugalpumpsuchproblemsasoverheatedpumpbodylow-eredpumpoperatinge f iciencyandevencavitationcouldoccur9Byusingabypassreturnlinetocirculatesu f icientamountofliquidbacktothe pre-pumpstoragetankthecentrifugalpumpcouldbeprotected9Howeverthereisacertainpressuredi f erencebetweenthepumpoutletandthe liquidstoragetankandthefluidwi l shrinkduringdecompressionandthenflashorcavitationmayoccur9Thispapersummarizestheminimum flowprotectionschemesofdi f erenttypesofcentrifugalpumpsintroducesthefo l owingthreeprotectionschemesi9e9continuouscirculation system contro l ed circulation system and auto-control return valve$analyzes the technical characteristics$application scopes and costs of each protectionschemeanddiscussestheprinciplesinprotectionschemeselection9Keywords:centrifugal pump；minimum flow protection；multistage regulationvalvedoi：10.3969/j.issn.1004-8901202102.010离心泵广泛应用于化工、能源、冶金、电力等各行各业，基本工作原理为通过电机驱动泵轴带动叶轮转动，给泵内流体施加离心力，把机械能转化成压力能与动能％离心泵在运转时需要至少通过一定流量的流体，称为泵的最小需求流量，最小需求流量是最小稳定流量和最小热流量中的最大值％当实际流量小于最小稳定流量时，泵会产生过大的噪音和振动，运行效率急剧降低，泵整体发生不可逆的破坏％当实际流量小于最小热流量时，泵体和轴承过热，带动入口部分的液体温度升高，饱和蒸气压随之升高，造成泵在叶轮叶片附近出现汽蚀现象％然而，工艺流量随着系统的需求而变化，有时需要工作在最小需求流量点以下，甚至完全降为decompression；cavitation prevention；auto-control return valve；零％频繁启停离心泵会对电机甚至电网造成影响，因而常用旁路回流管线来解决问题％当工艺流量小于最小需求流量时，旁路管线开启，保证通过泵的流量永远大于最小需求流量％旁路管线一端连接泵的出口，即经过叶轮做功的高压流体，另一端连接储水罐中的低压环境％流体流经旁路管线时必然要经历一个减压的过程，在压差大时会出现节流缩脉现象，节流后的压力值低于液体的饱和蒸汽压，即出现闪蒸或汽蚀现象*1+，因而需要采用多级减压等特殊结构来确保减压过程平稳（见图1）作者简介：郑伟（1980年一），男,2003年毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业，工程师，现主要从事自控回流阀和呼吸阀的设计工作％・34・化肥设计2021年第59卷图1两种减压方式的比较行业内最早的解决方案是使用连续循环系统,即在旁路放置节流孔板，单级或多级的孔板可以将 高压安全平稳降至低压。

小流量离心泵瓦，新增装机数大约是25年总装机容量的2.5倍。

中国风电发展将呈现四大新趋势。

()行业趋势：景气度远超预期。

从各地区和主要发电集团的规划看，2年，我国风电装机容量可能远远超过5万千瓦，“十二五”规划原定3万千瓦的装机容量规模也将被大幅突破。

(2)市场趋势：竞争加剧，机会与风险并存。

我国至少有2家以上企业已经进入或正在进入风电设备领域，行业竞争将明显加剧。

(3)设备趋势：单机大容量、变桨矩、变速恒频、直驱式【小流量离心泵】产品概述：ISG立式单级管道离心泵，是采用IS型单级单吸离心泵之性能参数，在一般立式泵的基础上进行巧妙组合设计而成，同时根据使用温度、介质等不同在ISG型基础上派生出适用热水、高温耐腐蚀化工泵、油泵。

该系列产品具有高效节能、噪音低、性能可靠等优点。

【小流量离心泵】型号意义：【小流量离心泵】产品特点：1、ISG泵为立式结构,进出口口径相同,且们于同一中心线上,可象阀门一样安装于管路之中,外形紧凑美观,占地面积小,建筑投入低,如加上防护罩则可置于户外使用.2、叶轮直接安在电机的加长轴上，轴向尺寸短，结构紧凑，泵与电机轴承配置合理，能有效地平衡泵运转产生的径向和轴向负荷，从而保证了泵的运行平衡振动噪音很低。

3、轴封采用机械密封或机械密封组合，采用进口钛合金密封环、中型耐高温机械密封和采用硬质合金材质，耐磨密封，能有效地增长机械密封的使用寿命。

4、安装检修方便，无需拆动管路系统，只要卸下泵联体座螺母即可抽出全部转子部件。

5、可根据使用要求即流量和扬程的需要采用泵的串、并联运行方式。

6、可根据管路布置的要求采用泵的竖式和横式安装。

【小流量离心泵】主要用途： 1.　ISG立式管道离心泵，供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，使用温度T＜80℃。

2.　IRG型立式热水泵适用于冶金、化工、纺织、木材加工、造纸以及饭店、浴室、宾馆等锅炉高温热水增压循环输送以及城市住房采暖循环用泵，使用温度120℃以下。

化工原理：2-1离心泵的工作压力及性能参数（液体密度粘度对水泵性能的影响）特别说明：由于360摘手不能对全文剪切复制，现以形式剪切上传。

【2-1】在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，离心泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kW，转速为2900r/min。

若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。

试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

[答：泵的效率为53.1%，其它性能略]【2-2】如本题附图所示的输水系统，管路直径为φ80×2mm，当流量为26m3/h时，吸入管路的能量损失为6J/kg，排出管路的压头损失为0.8m，压强表读数为245kPa，吸入管轴线到U形管汞面的垂直距离h = 0.5m，当地大气压强为98.1kPa，试计算：（1）泵的升扬高度与扬程；（2）泵的轴功率（η=70%）；（3）泵吸入口压差计读数R。

[答：(1)ΔZ = 24.9m, H =30.84m; (2)N = 4.32kW; (3)R = 0.3573m]离心泵在化工生产中应用最为广泛，这是由于其具有性能适用范围广（包括流量、压头及对介质性质的适应性）、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点。

因而，本章将离心泵作为流体力学原理应用的典型实例加以重点介绍。

一. 离心泵的基本结构和工作原理讨论离心泵的基本结构和工作原理，要紧紧扣住将动能有效转化为静压能这个主题来展开。

（一）离心泵的基本结构离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。

具有若干个（通常为4～12个）后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上，并随泵轴由电机驱动作高速旋转。

叶轮是直接对泵内液体做功的部件，为离心泵的供能装置。

泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接，吸入管路的底部装有单向底阀。

泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出管路相连接。

离心泵流量控制方法探讨前言离心泵是目前使用最为广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。

如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。

现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。

离心泵流量常用控制方法方法一：出口阀开度调节这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。

方法二：旁路阀调节这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。

方法三：调整叶轮直径这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。

方法四：调速控制叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和最大流量均减小。

泵系统的整体效率出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率都大幅减小。

叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。

能耗水平假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？（1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。

（2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。

（3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。

（4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。

总结下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用。

长沙多级泵厂家宏力泵业整理 大多数泵都需要最小流量保护来防止停转。

因为停转时实际上所有的泵功率转化为热能，使液体汽化而损坏泵。

离心泵最小连续流量的含义:
离心泵的最小连续流量泵在不产生过热、汽蚀及机械故障(振动、噪声超标、轴承寿命缩短等)的情况下能够正常工作的最小流量。

最小连续流量有两种：最小连续稳定流量和最小连续热控流量。

最小连续稳定流量：泵在不超过标准规定的噪声和振动限度下能够正常工作的最小流量。

该值一般是通过试验的方法测得。

最小连续热控流量：泵能够维持工作而其运行不被泵送液体温升所损害的最小流量值。

影响离心泵最小连续流量的因素：
1、离心泵内部功率损失引起的液体温度升高;
2、叶轮流道内产生漩涡及叶轮出口处产生二次回流;
3、叶轮流道内液体脱流;
4、引起泵及管路内的压力产生波动;
5、对有驼峰特性的离心泵因此喘振(周期性的振动);
6、产生径向力(尤其对单蜗壳泵);
7、轴向力增大。

离心泵工程技术规定1. 总则2。

设计3. 辅助设备4。

检验和试验5.油漆、标志、包装和运输6。

图纸及资料7。

保证1。

总则1。

1 范围本工程规定连同请购单、订货合同/询价书和数据表一起,提出了对中、轻负载石油、化工用离心泵,驱动机及辅助设备在设计、制造、检验、试验及交货状态等方面的基本要求.本工程规定适用于能全部满足以下条件的离心泵：(1）额定排出压力≤1。

96MPa(G）；（2）介质温度〈180℃；(3) 额定转速(对透平驱动机应加5％) 3000r/min；（4）驱动机功率≤110KW；（5) 额定扬程≤120m；（6）最高吸入压力≤0.5MPa（G）；(7) 最大叶轮直径≤333mm。

符合这些条件的泵主要包括:（1) 按GB5662和GB/T5656标准设计的离心泵；(2）按ISO2858和ISO5199标准设计的离心泵;(3）按ANSI/ASME B73。

1M标准设计的离心泵。

本工程规定不适用于以下类型的泵：（1）屏蔽泵;（2）磁力驱动泵；（3）其他特殊泵.1。

2 工程特殊要求“工程特殊要求”是指根据用户提出的要求或现场具体情况以及特定的工程设计数据对本通用工程规定有关条款修改后作为附件的技术文件.当“工程特殊要求”与本通用工程规定发生矛盾时，以“工程特殊要求"为准。

1。

3 标准与规范1。

3.1 下列标准与规范的最新版本可构成本规定的一部分:(1) 按GB5662轴向吸入离心泵（1.6MPa）标记、性能和尺寸;（2）按GB/T5656离心泵技术条件（Ⅱ类）；（3）按ISO2858轴向吸入离心泵（16Bar)标记、性能和尺寸；（4) 按ISO5199离心泵技术条件（Ⅱ类）；（5) 按ANSI/ASME B73。

1M化工用卧式端吸离心泵技术规范。

1。

3.2 数据表中指定的其他标准与规范也可成为本规定的一部分。

1.3。

3 卖方必须使其设计、制造、检验和试验等符合指定的标准、规范以及有关法规的要求.1。