节能自平衡多级离心泵的主要设计与运行参数是流量与扬程,设计技术参数应与运行工艺参数应一致或相接近。当泵在这两个参数之间会相互影响,各类泵、各规格型号的泵均有自己的特性曲线图,自平衡多级离心泵的性能曲线主要有:流量——扬程曲线,效率——流量曲线,功率——流量曲线。如下图:
图中有三条基本曲线(不包括蚀余量(NPSH)r)):H与Q曲线,从曲线中可以清楚看出,扬程H下降,其流量Q随着增加,再一个是功率曲线P,它一般随流量Q的增加而增加,但不很明显,重要的一个曲线是效率曲线η,它随流量的增加而增加,但到一个峰值后,又迅速下降(上图中扬程在15.5m时最高)。因此,泵的实际运行应尽量在高效率区间状态下工作。
实际应用时,确定流量后,相应的扬程、效率、功率(与密度有关)也就确定了。一般要求离心泵在最高效率点附近运行,由于效率——流量曲线类似与抛物线型,所以如果实际运行的工况点偏离了额定点,不论是偏大或偏小,都会引起泵效率的下降(一般偏离额定值在±15%以内),增加运行成本。
当设计(泵的选型)确定后,如泵实际运行扬程过高,则不但造成泵的效率降低,而会严重影响泵的实际流量来Q的下降。反之,如泵的扬程选得过高,而实际运行扬程过低,则也同样影响泵的效率下降与造成实际运行时流量过大,还很可能会增加泵的功率而超出电机的额定电流而发热。
最后,计算所需的水泵流量为45、扬程110,而实际用的泵流量100、扬程125,偏离工况点太多,无法正常使用:如果通过出口阀调节流量到45m3/h,则扬程会达到130m以上,对泵本身的强度、机械密封的寿命、出口阀门管道仪表等都不利,而且泵效率低很多,不经济。如果出口阀门全开,扬程为110m,则泵的实际流量会远大于100m3/h,轴功率会增加很多,原设计的管径、阀门的通径、控制电器的功率都不够,如果有过载保护,则会出现跳闸;如果没有过载保护,则由于管道内液体流速过快会引起汽蚀,造成泵和管道的振动,甚至会引起泵的损坏。