超深工况100米液下深度超长的立式长轴泵的扬程如何计算？

超深工况100米液下深度超长的立式长轴泵的扬程如何计算？

超深工况下100米超长液下深度的立式长轴泵扬程计算，核心在于准确评估泵需克服的总能量差，包括提升高度、管路损失及系统压力差。‌最可靠的计算方式是采用修正后的伯努利方程：H=(p2−p1)/ρg+（V₂²−V₁²)/2g+z2−z1+hf，其中hf为全系统水头损失，尤其在100米级深度时不可忽略‌。

一、扬程构成的五大要素（适用于100米超深工况）

在如此深的液下环境中，扬程不再仅仅是“提水高度”，而是由以下五部分叠加而成：

00001. 

‌净提升高度（z₂ - z₁）‌
即从泵吸入口到出水端的垂直距离。对于100米液下泵，若出口位于地面以上5米，入口在液面下100米，则此项约为105米。

00002. 

00003. 

‌压力能头差（p2−p1)/ρg‌
若吸入端为常压（如敞口池），排出端连接密闭罐体或高压管网，需将压力差换算为液柱高度。例如排出压力为0.6 MPa（约6 kg/cm²），则对应约61.2米扬程。

00004. 

00005. 

‌动能头差（V₂²−V₁²)/2g‌
通常进出口流速相近，此项较小（一般<1米），可简化处理。

00006. 

00007. 

‌沿程水头损失（hf₁）‌
按达西公式计算：hf1=f×(L/D)×(V²/2g)。对于100米长管道，DN200钢管，流速2 m/s，摩擦系数f≈0.018，估算损失约9.2米。

00008. 

00009. 

‌局部水头损失（hf₂ + hf₃）‌
包括弯头、阀门、变径等部件造成的扰动损失。经验估算：每个90°弯头≈0.5米，止回阀≈2米，三通≈0.8米。若系统含10个弯头、1个止回阀、2个三通，合计约8.6米。

00010. 

✅ ‌总扬程估算示例‌：

· 提升高度：105 m

· 压力补偿：61.2 m

· 动能差：0.5 m

· 沿程损失：9.2 m

· 局部损失：8.6 m
‌合计扬程 H ≈ 184.5 米‌

二、超深工况下的特殊修正因素

在100米液下深度运行时，还需考虑以下非理想因素对实际扬程需求的影响：

· ‌轴系挠度与效率衰减‌：长轴多段连接，易因自重产生微小偏心，导致轴承摩擦增加，传动效率下降3%~8%，需在选型时预留余量。

· ‌介质密度变化‌：若输送高浓度浆液（如含沙污水），密度可能达1200~1500 kg/m³，相同压力下扬程数值降低，但泵负载增大，需重新校核电机功率。

· ‌冷却与润滑影响‌：深部温度高，填料函或轴承润滑不良会导致额外阻力，间接影响有效扬程输出。

· ‌气蚀余量（NPSH）校核‌：虽然液下泵吸入口始终浸没，但在高流速或低汽化压力介质中仍需验算NPSHa > NPSHr，避免内部汽蚀导致扬程骤降。

三、工程实践中的推荐做法

00001. ‌优先使用分段式长轴泵‌：立佳机械LVG系列立式长轴泵可稳定运行于20米以上深度，100米级需定制多级支撑结构，每6~8米设一导轴承。

00002. ‌采用多级叶轮设计‌：单级扬程有限（一般≤50米），180米以上需求应选用3~4级离心叶轮串联。

00003. ‌配置变频控制系统‌：根据实际工况调节转速，避免过载或低效运行，同时延长密封寿命。

00004. ‌实测验证与智能监控‌：安装后通过压力表、流量计联合标定实际扬程，并接入SCADA系统实时监测性能衰减趋势。