（安徽省产品质量监督检验研究院，安徽合肥230601）
摘要：为了降低水泵工作过程中的故障发生率。科学而系统化的管理水泵供水。故而，对水泵性能进行检测，具有十分重要的意义。文章以供水企业水泵的技术检测为例，对相关的检测技术与检测方法在实际检测过程中的应用进行分析，为相关行业工作人员提供借鉴和思路。
关键词：水泵性能检测；应用实例；解析
前言
水是人们赖以生存的重要资源，而水泵能够实现水的传送，并提升水的通用性，从而在日常生活中，得到了广泛的应用。随着工业与经济的不断发展，人们对水泵供水提出了更高的要求。为了保障水泵的正常运行能力，故而对其性能进行检测。 1水泵性能检测内容
某供水公司为了实现技术改革，提高供水能力与效率，对供水方案进行重新设计。因此，对水泵出口阀门，使用人工调节。并以泵房内设备，对其进行检测。从而对各种工况下，水泵机组的工作状态进行测试，为供水方案的重新设计提供依据。
1.1测试内容和设备
整个水泵性能测试，分为四部分进行。一是通过泵房内相关设备的检测，对相关基础数据进行收集，其中最为重要的是泵房高程的数据。二是通过校正计量设备的检测，防止最终计算出现误差。三是进行现场测试，测试结果，要保证能够凭借其计算水泵的效率曲线和水力曲线。四是对采集和计算的数据，进行分析整理，并进行验证。
本次测试采用的压力表，精度为±0.1%，量程为0-0.6MPa；采用电磁流量计，精度为±0.1%，量程为0-20000m3/h；电参数表，精度为±0.1%，量程为0-300MW/Mvar，对叶片泵的性能进行了如下测试。
1.2测试方法
实测过程中存在许多干扰因素，测试条件对测试数值的准确度和精度的影响比较大。在本次测试中，因为水泵的压水管路在泵房内较短，无法进行超声波流量计的安装。所以测量改为使用电磁流量计，对泵房出水的总管位置，测量其流量情况。以压力表所在的截面，和清水池水面，分别作为两个压力测量基准面，采用伯努利方程进行压力测算，对电机、水泵和吸水管道共同作用下的水泵整体性能进行测试。
水力曲线测试，需要对控制泵的阀门进行调整，通过不同的阀门开度，来对水泵在不同的运行状况下的运行数据进行记录。可得n组数据（Q，H）。通过最小二乘法，将n组数据拟合。从而对水泵的吸水性能和压水性能进行测试。此外，还可以测试水泵的自身特性,如以下式（1）表现：
H=H0-SpQn-SgQn =HO-Qn（Sp＋Sg）——（1）
其中，S0为流量为零时的水泵机组虚总扬程，Sp为水泵虚摩阻系数。而水泵流量记为Q，而水泵连接管道的摩阻系数，则用Sg来表示。若设Sp＋Sg=Spg，则可推出H=H0-SpgQn。经过检查计算发现，该水泵机组的吸水与压水能力，仍符合相应的水力特性曲线标准。最后，结合管网用水，以及水泵特性等相关因素，确定水泵工况点的位置。
本次测试，对控制泵阀门，进行了5次调整，并将每次调整后的检测数据集成，对机组扬程可通过下式（2）～（3）进行计算：
H =Z0＋pe/（ρg）＋v?/2g——（2）
v=Q/A——（3）
其中H为泵的总扬程，单位为米（m）；pe为泵的出口表压，单位为帕斯卡（Pa）；ρ表示水的密度，单位为千克每立方米（kg/m3）；g为重力加速度，g=9.80665m/s2；Z0为水池水面至压力表中心高度，单位为米（m）；v表示泵的出口测压截面上水的平均流速，单位为米每秒（m/s）；Q为泵的流量，单位为立方米每秒（m3/s）；A代表泵出口测压截面面积，单位为平方米（m2）。
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水泵性能测试，不仅仅是要测试其吸水与压水能力，同时也要测试其供水的效率。所以还需要对水泵进行效率工作曲线的测试。
水泵效率能够对设备利用率和能源利用率进行反应。同时，还反映了设备经济状况，以及对运行合理状态进行评价。效率曲线的测试方法，可以分为热力学方法和水力学方法两种。热力学方法，测试较为准确。然而操作难度大，对测试条件要求较高。水力学方法则能够直观的、简单的对机组运行效率进行分析。结合本次测试的实际条件，与测试目标，综合考虑测试难度与准确性的要求，最终选用水力学方法进行测试。
水泵的输入总功率，可以由电网输入的有效功率表示，可由电参数表测得，水泵机组的效率，可以认为是水泵的有效做功和电机所获得的输入功率之间的比值，即如下式（4）所表达：
ηgr=(ρgQH)/(1000P1) ×100%——（4）
其中ηgr 为水泵的机组效率，P1为电机的输入功率，单位为瓦特（W）,其余符号涵义与上述公式相同。为了准确的计算出水泵的效率，需要对水泵的轴功率、流量与实际扬程进行测量。可以通过真空表与压力表，对水泵扬程进行测算，转矩转速仪与测功机则能够直接的将轴功率检测得出，而实测过程中，采用对实测损失进行记录，并结合实测算结果的方式，获得轴功率与水泵扬程，即如下式（5）所示：
ηp=(ρgQH)/(1000Pt) ×100%——（5）
其中上式的Pt为泵的轴功率，单位为瓦特（W），亦是负载试验电动机的实际输出功率，通常采用损耗分析法，可按下式（6）～（7）计算：
Pt=P1-ΣP——（6）
ΣP=Pcu1+ Pcu2+ PFe+ Pfw+ Ps——（7）
其中式（7）的Pcu1为定子绕组I2R损耗； Pcu2为规定温度下转子绕组I2R损耗； PFe为额定电压时的铁损耗；Pfw为电动机的机械损耗；Ps为电动机的负载杂散损耗，单位均为瓦特（W）。
2测试结果分析
根据测试结果中水泵机组在不同的阀门开度下，其压力、流量、水位和有功功率等数据进行分析。在阀门开度为90%时，其压力、流量、水位和有功功率分别为：0.35MPa、8629m3/h、3.01m、1156/kW。在阀门开度为50%时，其上述各项数据依次为：0.37MPa、8674m3/h、3.14m、1163kW。阀门开度为40%时，数据依次为：0.39MPa、8334m3/h、3.23m、1098kW。开度为33%时，数据依次为：0.45MPa、7764m3/h、3.32m3/h、1055kW。开度为29%时，数据依次为：0.45MPa、7230m3/h、3.35m、1014kW。
使用最小二乘法，将其拟合，从而获得该水泵机组的吸水能力、压水能力以及供水效率。其中k0为900.1，k1为-1132.4，k2为521.4，k3为-81.3。水泵高效扬程为340-480kPa，流量为6200-9300m3/h。其效率为71%-79%。并根据上述结果，对水泵特性曲线进行分析。
效率曲线表明该水泵机组，在7000-9000m3/h的流量阶段时，其效率处在较高的效率段，前期效率曲线平稳，在8200m3/h处开始缓慢下降。
扬程曲线表明该水泵机组，在7000-9000m3/h的流量阶段时，其扬程处在400kPa到500kPa之间，曲线程直线下降，在7800m3/h处有短暂回升，在8500m3/h位置有极速下降。曲线总体下降平稳。
3水泵性能检测结果的验证
通过对测试结束后的任一天的清水池持续水位进行记录，同时记录泵房的出水量，并将上述记录数据代入Q-H方程，从而对泵房出口位置的压力进行推算。将推算结果，对比实际测量所得的结果，观察其差异量是否符合标准。本次测试中，选在测试结束后的12天，记录其清水池的水位，设置时间步长为10分钟，共测得数据80组。通过计算机进行模拟值与实测数值之间的对比。结果表明两者在扬程上的差异为10-13kPa。分析原因，认为该水泵的实际转速，比额定转速低约10r/min。于是在Q-H曲线中，以相似定律进行推算，并对原本曲线结果进行修正。结果验算数值差异在允许范围内。
实测过程中，受限于泵房现场条件，以及检测设备的精准度。然而通过有效的改进方法，则能够使测量出来的结果，对供水改造方案提供一定的参考价值。水泵性能曲线的计算，通过实验室测算，结合压水管头和吸水管头的流量与效率损失的方式，能够使计算结果的准确率得到保障。
测试过程中，最为重要的因素，就是测试时间的选择。由于管网用水时间、管网自身特性以及水泵性能的原因，普通用水情况下，无法对水泵性能最高点进行观测，并且，所测得的数据组，范围过小，不具有代表性。所以笔者建议，在实际检测过程中，需要合理的选择检测时间。
4结语
本文以某供水公司技改项目的水泵性能检测实例作为分析对象，通过简述性能检测过程中，各项技术的应用，以及实测时，受到测试条件的限制，而对相关技术的合理选择方法等，对水泵性能检测技术的实际应用进行分析。为相关行业的工作人员提供借鉴。
参考文献：
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论文作者:李文超
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月下
论文发表时间:2016/8/30
标签：水泵论文; 测试论文; 扬程论文; 效率论文; 曲线论文; 泵房论文; 性能论文; 《建筑建材装饰》2015年8月下论文;