泵的并联与串联运行：适用条件与效果差异

上海蓝海泵业制造有限公司在供水、循环水与化工输送系统的方案评审中，经常遇到一个共性问题：现场把流量不够就并联、扬程不够就串联当作默认结论。事实上，并联不等于流量翻倍，串联也不等于扬程可以无限叠加，两者最终流量与扬程都由泵特性曲线与管路特性曲线的交点决定。本文采用 GB/T 7021《离心泵名词术语》的术语口径，结合 GB/T 3216《回转动力泵 水力性能验收试验》的曲线获取方法，分层说明叠加原理、适用条件、效果差异与调度要点。

一、并联与串联的基本定义

并联与串联都属于多台泵的组合运行方式，二者的区别不在于泵的台数，而在于泵之间的连接关系与能量分配方式。理解这一点，需要先回到术语层面把两种接法讲清楚，再进入曲线叠加的计算环节。工程上出现的很多误判，根源都是把并联与串联的效果当成了固定的倍数关系。

1. 并联运行的定义

两台或两台以上泵的吸入侧接同一吸入母管、排出侧接同一排出母管，介质经各泵加压后汇入同一节点的运行方式，称为并联运行。在这种接法下，所有泵的入口压力节点与出口压力节点分别重合，每台泵需要提供的扬程等于系统的装置扬程，因而各泵在同一扬程下工作，系统总流量为各泵流量之和。并联的出发点是扩大流量调节范围、实现分期扩容与运行冗余，而不是把流量简单地做加法。

2. 串联运行的定义

前一级泵的出口经管道直接接入后一级泵的入口，介质依次通过各泵并逐级获得能量的运行方式，称为串联运行。串联时每台泵通过的流量相同，系统总扬程为各泵在同****量下的扬程叠加值。串联常见于单泵扬程不足、静扬程占比较高的场合，例如长距离输水、高层建筑的加压分区、锅炉给水的前置增压以及既有管线的中途增压泵站。 需要特别注意的是，串联运行时后一级泵的入口压力等于前一级泵的出口压力，整条串联链上各泵的承压并不相同，越靠后的泵壳体、泵盖与密封腔承受的压力越高。因此串联不能只看总扬程够不够，还要看每一级泵自身的压力边界是否被突破。

二、特性曲线叠加原理

所谓流量相加与扬程相加，都是工程上的近似说法。严格意义上，并联与串联都要通过特性曲线叠加来求解，区别在于叠加时以哪一个量为自变量、沿哪一个坐标方向相加。掌握这一层，才能判断叠加结论在什么条件下成立、在什么条件下会明显偏离。

1. 并联：同一扬程下横坐标相加

并联特性曲线不能由单泵曲线沿横坐标等距平移得到。正确做法是取一系列扬程值，在每台泵的流量扬程曲线上分别读取该扬程对应的流量，再把同一扬程下的各泵流量相加，得到该扬程下并联组的总流量，把这些点连成曲线即为并联特性曲线。

• 叠加过程中扬程是自变量，流量是因变量，在曲线上表现为同一纵坐标下把横坐标相加。
• 若两台泵的关死点扬程不同，则只有在扬程低于较低关死点扬程的区间内，两台泵才同时出水。
• 单泵曲线越陡，并联后的流量增幅越小；单泵曲线越平坦，并联后的流量增幅越大。
• 装置特性曲线越陡，并联所能获得的额外流量越有限，这是并联收益递减的直接原因。

2. 串联：同****量下纵坐标相加

串联特性曲线的叠加方向与并联相反。做法是取一系列流量值，在各泵的流量扬程曲线上读取该流量对应的扬程，再把同****量下的各泵扬程相加，得到串联组在该流量下的总扬程，把这些点连成曲线即为串联特性曲线。

• 叠加过程中流量是自变量，扬程是因变量，在曲线上表现为同一横坐标下把纵坐标相加。
• 参与串联的各泵额定流量应当相互匹配，否则流量范围较窄的泵会被强迫运行在超出其设计范围的工况。
• 串联后的关死点扬程为各泵关死点扬程之和，管路、法兰、阀门与止回阀的压力等级需按此数值校核。
• 串联后系统总功率为各泵轴功率之和，电机容量与供电回路需分别核算，不能用单台数据外推。

三、工况点的确定方法

装置特性曲线描述管路所需的扬程随流量变化的关系，通常写成 H 等于 Hst 加上 S 乘以 Q 的平方 的形式，其中 Hst 为静扬程，也就是液位差、容器压差等与流量无关的部分，S 为管路阻力系数。把泵或泵组的特性曲线与装置特性曲线画在同一坐标系上，两条曲线的交点就是工况点，该点同时给出了系统实际运行的流量与扬程。 静扬程在总扬程中占多大比例，决定了并联与串联哪种方式更有效。静扬程占比低、阻力损失占比高的系统，装置曲线相对平坦，并联后流量增幅明显；静扬程占比高的系统，装置曲线陡峭，并联收益有限，此时提高扬程或采用串联更能改变工况位置。

• 判断步骤一：算出设计流量下的静扬程 Hst 与管路阻力损失之和，得到装置总扬程。
• 判断步骤二：用 Hst 除以装置总扬程，得到静扬程占比这一无量纲指标。
• 判断步骤三：占比低于约三成时，优先考虑并联扩流量；占比较高时，优先考虑串联或提高单泵扬程。
• 判断步骤四：无论采取哪种组合，都要重新校核电机功率、汽蚀余量与阀门压力等级。

1. 并联工况点的求解

先把各单泵曲线按同一扬程下横坐标相加得到并联组曲线，再把这条曲线与装置特性曲线放在同一坐标上求交点。交点对应的流量就是并联组的总流量，对应的扬程就是各泵共同承担的工作扬程。用该扬程回到单泵曲线上向左反查，即可读出每台泵各自分担的流量。

2. 串联工况点的求解

先把各单泵曲线按同****量下纵坐标相加得到串联组曲线，再与装置特性曲线求交点。交点对应的流量是各泵共同通过的流量，对应的扬程是串联组总扬程。用该流量分别回到各单泵曲线上反查，即可读出每台泵各自承担的扬程，并据此校核各自的承压与功率。

四、并联运行的适用条件与效果

并联的价值在于用多台小泵覆盖大的流量变化范围，同时取得运行冗余。但并联并不是台数越多越好，其效果受曲线形状与管路阻力的双重约束，选型时必须把装置曲线一起画出来看结果。

1. 三类适用条件

• 装置特性曲线较平坦，也就是静扬程占比低，并联后总流量增幅可达到可观水平。
• 负荷波动大、需要较宽的流量调节范围，例如市政供水的昼夜峰谷与空调水系统的季节负荷变化。
• 需要运行冗余或分期建设，单台泵检修或故障时其余泵仍能维持基本供水与基本生产负荷。
• 场地或供电条件限制单台泵功率，用多台泵分摊装机容量更便于配电与启动控制。

2. 效果与限制

并联后每台泵的实际流量小于该泵单独在同一管路中运行的流量。原因是并联使总流量增大，管路损失随之上升，装置扬程被抬高，各泵工作点沿自身曲线向左移动。泵台数越多，单台分摊的流量越小，新增一台泵带来的总流量增量持续下降，这就是收益递减现象，也是并联台数不宜过多的根本原因。

• 三台同型号泵并联的总流量通常小于单泵单独运行时流量的三倍，具体比例取决于曲线形状与管路阻力系数。
• 并联台数增加后，若系统长期在低负荷区间运行，各泵可能同时偏离高效区，单位水量电耗上升。
• 关死点扬程差异较大的泵并联时，关死点扬程较低的泵可能被顶住不出水，严重时出现介质经该泵倒流。
• 并联系统的每台泵出口应设置止回阀，避免停泵泵被运行泵反推倒转。

五、串联运行的适用条件与效果

串联的价值在于把扬程做加法，适用于单泵扬程受结构或制造条件限制的场景。与并联相比，串联对压力边界的要求更严，校核项目也更多。

1. 适用条件

• 单泵扬程不足，且受限于叶轮直径、级数或电机转速无法继续提高。
• 静扬程占比高，例如深井提水、远距离输送、高扬程锅炉给水与高压清洗供液。
• 需要在既有管线上增设中途增压泵站，而不更换原有主泵与管道。
• 需要把入口压力抬高以改善后级泵的汽蚀条件，例如高温介质的前置增压。

2. 效果与必须核对的项目

串联后总扬程近似等于各泵扬程之和，但这一结论只在各泵流量一致、且各泵均未超出自身允许工作范围时成立。工程上串联前必须逐项核对以下内容，任何一项不满足都不能直接串联投运。

• 后级泵入口压力等于前级泵出口压力，其壳体、泵盖与机械密封腔的承压上限必须高于该压力值。
• 前级泵的出口法兰、阀门与管道的压力等级需按串联后的实际压力重新选取。
• 串联后末级泵出口关死点扬程为各泵关死点扬程之和，安全阀与压力开关设定值需相应调整。
• 各级泵的必需汽蚀余量 NPSHr 与有效汽蚀余量 NPSHa 要分别校核，后级泵因入口压力升高，汽蚀条件通常相对宽松。
• 两台泵的启动顺序一般为先启前级、后启后级，停机顺序相反，避免后级泵短时抽空或前级泵憋压。

六、驼峰曲线与不稳定工况

部分低比转速或特殊设计的离心泵，其流量扬程曲线在小流量区出现先升后降的形状，也就是存在驼峰。驼峰意味着同一扬程下可能对应两个流量值，工况点可能有两个解，不再单一。多台带驼峰的泵并联运行时，各泵可能分别稳定在不同的流量分支上，出现一台大流量、一台小流量的偏流，甚至在两个分支之间周期性地来回切换。

• 并联选型时应选择从关死点到设计点扬程单调下降的稳定型曲线，避免驼峰进入常用工作区。
• 参与并联的各泵关死点扬程应尽量接近，差值过大会造成小流量工况下的负荷分配失衡。
• 若出现流量周期性摆动、压力指针晃动与异常噪声，应先检查是否处于驼峰区或喘振区，而不是直接关小阀门。
• 长期在驼峰区运行还会引起振动加剧、轴承发热与密封件早期失效。

七、台数控制与变频配合

并联系统的调度目标是让运行中的每台泵都落在高效区，而不是让所有泵长期低负荷运转。当系统需水量下降时，正确的做法是按顺序停掉一台泵，让余下的泵回到高效区工作；若继续让全部泵运行并关小出口阀门节流，则只是把能量消耗在阀门上，效率下降且阀门易磨损、易产生噪声。

• 定速泵并联适合粗调，用台数切换跟随负荷台阶。
• 变频泵并联适合细调，可在维持台数不变的前提下改变单泵转速与流量。
• 常见配置为一台变频泵加多台定速泵，由变频泵承担波动部分，定速泵承担基荷。
• 变频调速时转速下限不宜过低，转速过低会使泵效率下降，并影响轴承润滑与冷却条件。
• 台数切换应设置延时与联锁，避免频繁启停造成电机与接触器的额外损耗。

能效方面，GB 19762—2025《离心泵能效限定值及能效等级》已于 2026 年 3 月 1 日实施，该标准规定了离心泵的能效限定值与能效等级，选型时应核查目标泵型的能效等级是否满足项目要求。GB/T 13007《离心泵 效率》给出了效率评价的方法口径，GB/T 5657《离心泵技术条件》规定了离心泵的技术要求与相关试验条款。政策层面，《节能装备高质量发展实施方案（2026—2028 年）》对高效节能泵类装备的推广应用提出了方向性要求。截至 2026 年 10 月，上述文件中涉及具体指标数值的条款，仍应以现行有效版本为准。

八、常见误区

• 误区一：并联流量翻倍。并联后每台泵的工作点会左移，单台流量小于其单独运行流量，总流量小于台数乘以单泵单独运行流量。
• 误区二：串联可以无限叠加扬程。每增加一级都要核对承压上限、密封腔压力与电机功率，后级泵壳体承受的压力逐级升高。
• 误区三：忽略关死点扬程差异。关死点扬程较低的泵并联时可能被顶住不出水，严重时介质经该泵倒流，需设置止回阀。
• 误区四：不同型号泵随意并联。比转速、曲线形状与关死点扬程差异过大时，负荷分配不可控，易出现偏流与汽蚀。
• 误区五：低负荷时靠节流调流量。节流只是增加阻力损失，应优先停泵或采用变频调速。

九、改造前的校核清单

• 收集各泵在额定转速下的实测或厂方提供的流量扬程曲线、效率曲线与功率曲线。
• 绘制装置特性曲线，明确静扬程、管路阻力系数与调节方式。
• 校核电机功率是否覆盖并联或串联后的实际轴功率，并留出适当余量。
• 校核汽蚀余量，确认各泵的有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量并留有裕量。
• 校核管道、阀门、法兰与法兰密封件的压力等级，特别是串联后级与并联母管的汇合处。
• 明确启停顺序、联锁条件与保护定值，并在调试阶段实测各泵电流与出口压力。

常见问题

问：两台相同型号的水泵并联后，流量是不是等于两台泵流量之和？

不等于，并联后的总流量小于单泵单独运行时流量的两倍。依据是并联使总流量增大、管路阻力损失上升、装置扬程抬高，每台泵的工作点沿自身曲线左移，单台流量小于其单独运行时的流量。

问：水泵串联运行时扬程怎么计算？

串联总扬程等于各台泵在同****量下的扬程相加。依据是串联特性曲线按流量取各泵扬程后沿纵坐标相加得到，再与装置特性曲线求交点即为实际工况扬程。

问：并联台数越多是不是越节能？

不是，台数过多时每台泵会偏离高效区，单位水量的电耗反而上升。依据是并联存在收益递减现象，低负荷时应按负荷停泵，而不是让全部泵运行并靠阀门节流。

问：什么情况下应该选串联而不是并联？

静扬程占总扬程比例较高、单泵扬程受结构限制无法继续提高时，应优先考虑串联。依据是装置特性曲线陡峭时并联流量增幅有限，而串联直接抬高总扬程，能更有效地改变工况点位置。

问：并联运行时有一台泵不出水是什么原因？

多因该泵关死点扬程低于并联母管的实际压力，被顶住而无法出水，严重时会出现倒流。依据是多泵并联要求工作扬程低于每台泵的关死点扬程，选型时应让各泵关死点扬程尽量接近。