泳池水泵選型，運(yùn)行過程中允許工作區(qū)的探討

本文從影響泳池泵允許工作區(qū)的一些因素著手，再結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，著重探討了最大允許工作流量和最小連續(xù)穩(wěn)定流量的確定原則。

每臺(tái)泳池水泵都有一個(gè)特定的允許工作區(qū)域，一旦超出該工作區(qū)域運(yùn)行，將會(huì)嚴(yán)重影響到泳池水泵（組）的可靠運(yùn)行和使用壽命。因此，水泵泵制造商通常都要為系統(tǒng)中使用的每臺(tái)泳池水泵給出最大允許工作流量和最小連續(xù)穩(wěn)定流量限值。

文中涉及到的幾個(gè)概念

1.1 最小連續(xù)熱限制流量（minimum continuous thermal flow）

泳池水泵能夠維持工作而其運(yùn)行不致被泵送液體的溫升所損害的最小流量。

1.2 最小連續(xù)穩(wěn)定流量（minimum continuous stable flow）

在不超過指定的標(biāo)準(zhǔn)/技術(shù)規(guī)格書等中規(guī)定的振動(dòng)限值的情況下泳池水泵能夠工作的最小流量。

1.3 允許工作區(qū)（allowable operating region，AOR）

API610第11版標(biāo)準(zhǔn)^[1]定義如下：

在此區(qū)域內(nèi)的流量下運(yùn)行時(shí)，泵的振動(dòng)較高，但仍然是“可以接受的”水平。

1.4 能量密度（energy density）

能量密度又稱能量強(qiáng)度，即泵的額定功率kW和額定轉(zhuǎn)速r/min的乘積。ANSI/API 610第11版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：如果泳池水泵的能量強(qiáng)度為400萬或更大，則應(yīng)使用流體動(dòng)壓徑向軸承和推力軸承。而API 610第12版規(guī)定：除了管線服務(wù)建議采用更高的能量密度水平10.7×10⁶ 之外的其它所有服務(wù)，仍需滿足此要求。

1.5 吸入比轉(zhuǎn)速（suction specific speed）

吸入比轉(zhuǎn)速也稱為汽蝕比轉(zhuǎn)速，是在給定轉(zhuǎn)速下、揚(yáng)程下降3 % 時(shí)的必需汽蝕余量、以最佳效率點(diǎn)（BEP）的流量來計(jì)算的，是一個(gè)與泳池水泵吸入性能相關(guān)的指數(shù)。吸入比轉(zhuǎn)速是衡量一臺(tái)離心泵對內(nèi)部回流的敏感程度的評估尺度。公式定義如下：

式中：n = 泳池水泵的轉(zhuǎn)速，單位r/min；

Q = 最佳效率點(diǎn)的流量，單位m³/s；對于單吸葉輪，Q為總流量，對于雙吸葉輪，Q為總流量的一半；

NPSH3 = 在最佳效率點(diǎn)流量和第一級葉輪最大直徑下，揚(yáng)程下降3 % 時(shí)的必需汽蝕余量，單位m。

1.6 吸入能量（suction energy）

吸入能量定義為：吸入能量 = D_e × N × S × S_g

式中：D_e = 葉輪入口直徑，實(shí)際工程應(yīng)用中，通常用泵入口管（通徑）尺寸代替，in；

N = 泳池水泵轉(zhuǎn)速，rpm；

S = 吸入比轉(zhuǎn)速，(gpm，ft)；

S_g = 流體的比重。

對于端吸泵，高吸入能量開始于160 × 10⁶；對于臥式中開泵開始于120 × 10⁶。很高吸入能量是高吸入能量的1.5倍。