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上海蓝海泵业制造有限公司在 2026 年 10 月汇总泵站技术咨询记录时注意到，长距离输水与既有泵站升压改造项目里，串联运行的出现频率明显上升，而现场常用的估算办法是把单泵曲线按台数直接放大，结果投运后运行点偏离高效区，个别项目还出现前级泵电机电流偏高。串联工况点的正确解法是在同一条装置特性曲线上做扬程的纵向叠加，再逐台核对流量区间与承压能力。本文按定义、作图、匹配、结构、比较与复核六个层面展开，供设计与运行人员对照使用。
串联运行指两台或多台泵在同一管路中首尾相接，前一台泵的出口接入后一台泵的进口，同一股水流依次通过各台泵。稳定工况下，通过每台泵的体积流量相同，级间渗漏与水温引起的密度变化可以忽略；系统总扬程等于各台泵在该流量下扬程之和，再扣除级间管路、弯头、阀门造成的损失。这条结论是全部图解与匹配工作的起点，也是判断现场估算是否可靠的基本尺度。
泵对单位重量液体做功，表现为静压升高与动能增加。液体依次经过多台泵，就依次获得多份能量，总扬程是各份能量的算术和。串联与电路的串联结构类似：流量相当于电流，扬程相当于电压，两者在串联回路中都按相同规则累加。差别在于水力损失随流量平方增长，级间管路越长、附件越多，需要扣除的损失越大，叠加得到的曲线就越偏离理想的倍数关系。
并联运行是扬程相同、流量相加，串联运行是流量相同、扬程相加，两者的曲线处理方向相反。判别不需要查铭牌参数，只看管路拓扑：多台泵共用吸入母管、共用排出母管，属于并联；前泵出口单独接后泵进口、只有一条通路，属于串联。现场改造中还存在先并联后串联的混合系统，此时应先把并联组等效成一条合成曲线，再与串联组做纵向叠加，顺序颠倒会得到错误的工况点。
长距离输水是串联出现频率较高的场合。单级离心泵在流量合适时扬程有限，管线沿程损失与地形高差叠加后往往超过单泵能力，把两台同型号泵串联可以在不显著改变流量的前提下把扬程提高约一倍。山区高扬程提水与深井加压也属于此类，受井径与安装空间限制，多级泵下井困难，地面串联成为替代方案。既有泵站增容改造是第三类场景，原泵房土建与管路已经成型，新增一台泵串接在原有泵之后，比整体更换多级泵更容易实施，停水时间也更短。
需要区分的是，串联解决的是扬程不足，而不是流量不足。若现场的真实问题是高峰时段流量跟不上、而扬程仍有余量，增加串联台数并不能有效提高供水量，反而会把每台泵推向大流量区，电机电流上升。判断时应先测单泵运行的流量与出口压力，再与装置特性曲线比对，确认瓶颈在扬程侧还是流量侧，避免把两种改造方向混用。
判断一个系统该不该采用串联，可按下面四条核对：
同型号泵串联的作图工作可以在坐标纸上完成，也可以在选型软件里完成，步骤一致。横坐标为流量 Q，纵坐标为单泵扬程 H，先画单泵的 H-Q 曲线，再画装置特性曲线，两条线的交点就是单泵运行的工况点。串联工况点则要先把单泵曲线做纵向叠加，再与同一条装置特性曲线求交。整个过程不涉及新的物理量，难点在于读数是否准确、边界是否守住。
单泵 H-Q 曲线由制造厂通过型式试验给出，按 GB/T 3216 的规定，试验应覆盖从关死点到超过额定流量一定范围的区间，曲线两端不允许随意外推。装置特性曲线由静扬程与损失两部分组成，静扬程是吸水池液位与出水池液位之差，损失项与流量平方成正比，系数由管长、管径、粗糙度与局部阻力件数量决定。两条曲线的交点决定实际流量，这一点在串联与并联中都不变。
在同****量下，把各台泵的扬程相加，得到串联组的合成扬程，逐点计算后连成曲线。若两台泵型号相同，合成曲线就是把单泵曲线整体上移一倍扬程，形状不变。若考虑级间损失，则在每个流量点上再减去该流量对应的级间损失，合成曲线会比简单上移略低，流量越大偏差越明显。作图时应保留原始曲线与合成曲线两套数据，并在图上标注额定点、关死点与高效区边界，便于后续核对与交接。
叠加过程中还要注意曲线的有效区间。制造厂给出的曲线通常终止于一定的流量上限，超出该点后扬程快速下降，效率与汽蚀性能都不再有保证。两台泵叠加后，若工况点落在其中一台曲线的端部之外，即便合成曲线看起来连续，实际运行也已经越界。作图时应在每台泵曲线上标出允许运行区间，合成曲线只在该区间的交集内有效。
合成曲线与装置特性曲线的交点即串联工况点。与单泵工况点相比，新工况点的流量增大、单泵扬程降低，但总扬程升高。流量增幅取决于装置特性曲线的陡峭程度：管路阻力占比高、曲线陡，流量增幅小，扬程提升接近一倍；管路阻力占比低、曲线平缓，流量增幅大，单台泵的扬程下降也更明显，甚至可能落到曲线右端的下倾段，进入不稳定区。工程上常见的增幅在一成到两成半之间，具体数值必须逐点计算，不能按经验直接取值。
串联后每台泵都在新的流量点上运行，效率与轴功率都要按该点重新读取，不能沿用单泵额定点的数据。流量增大时轴功率通常上升，前级泵尤其要注意，因为它的进口压力低、介质密度未变，但流量已经超过原设计点，叶轮进口的相对速度与水力载荷都随之变化。电机容量按运行范围内的功率包络确定，并留出适当裕量。GB 19762—2025《离心泵能效限定值及能效等级》于 2026 年 3 月 1 日起实施，其中能效限定值为强制性指标，串联改造后若更换泵型，应同时核对该标准的能效等级要求。
叠加与读数环节有四条底线需要守住：
不同型号泵串联在工程上并不罕见，常见于旧泵加新泵、大小泵搭配以及分阶段建设的泵站。这类系统的工况点同样用纵向叠加求解，但叠加之前必须先做匹配性判断，否则合成曲线虽然画得出来，运行却难以稳定。匹配的核心是让两台泵在同****量点上都能安全工作，而不是让某台泵在自己的高效区里独自运行。
两台泵的流量区间要有足够重合，重合段应覆盖装置特性曲线可能出现的全部工况点。若前级泵的流量上限低于后级泵的流量下限，串联后前级泵被迫在大流量区运行，容易越过曲线右端进入不稳定区；反之，后级泵在小流量区运行，可能接近关死点，温升与振动都会上升。工程上通常要求两台泵额定流量的偏差控制在一个较小范围内，并以重合段的中部作为设计工况点，使运行调节有余地。
总扬程由两台泵分担，分配比例影响承压与功率。前级泵进口压力低，出口压力等于其自身扬程；后级泵进口已经带有前级泵的排出压力，泵体与轴封承受的是两级扬程之和。因此扬程分配不宜让后级泵承担过高比例，否则后级泵的承压等级、法兰等级与轴封形式都要相应提高，成本与维护难度同步上升。较合理的做法是把扬程较大、效率较高的一级放在前级，把扬程较小的一级放在后级。
实际项目中还有一种情况：原有泵的扬程偏高、新增泵的扬程偏低，两者叠加后总扬程足够，但新增泵长期在低扬程、大流量点运行，效率偏低。这类配置看似满足水力要求，运行电费却明显上升。改造前应把两台泵在串联工况点的效率相乘求加权，比较不同组合方案的年耗电量，再决定泵型与串接顺序。
两台泵的 H-Q 曲线形状应尽量接近，陡降型与平缓型混用时，工况点会随流量变化大幅漂移。若一台为陡降曲线、一台为平坦曲线，在小流量区前者承担大部分扬程，在大流量区后者承担大部分扬程，负荷分配随工况变化，容易出现一台满载、一台轻载。调节方式也要兼容：变频泵与定速泵串联时，应明确由哪一台承担调节任务，避免两台同时调节造成相互追逐，级间压力来回摆动。
串联系统中，后级泵的进口压力高于前级泵，有效汽蚀余量相应增大，汽蚀风险主要集中在前级泵。前级泵的安装高度、吸入管路长度与吸入侧阀门都要按不利的水温与液位核算。若前级泵已经接近汽蚀边界，后级泵的抽吸会进一步降低前级泵进口压力，这时应在级间设置稳压措施或调整安装高程。核算依据是制造厂给出的必需汽蚀余量曲线，配合现场实测的吸入压力，两者缺一不可。
匹配判断可归纳为四条：
串联带来的不只是水力参数变化，还有机械与管路层面的连带影响。后级泵的进口从原来的低压侧变成高压侧，泵体、法兰、密封与管路附件都要重新核对。这一部分工作常被水力计算覆盖，却是投运后渗漏与振动的主要来源，设计与改造时应当单独列项检查。
串联后，后级泵的进口承受前级泵的排出压力，泵体、密封腔、法兰与紧固件都要按这一叠加压力选取。选型时应把后级泵的设计压力定为前级泵关死点扬程与后级泵自身扬程之和，并留出安全裕量。铸铁泵体与铸钢泵体的承压能力差别较大，改造项目在原有泵上加串新泵时，必须先核对原泵的泵体材质与铭牌压力，不能只看额定扬程就下结论。
级间管路连接前级泵出口与后级泵进口，长度尽量短、弯头尽量少，以减少损失与积气死角。每台泵的出口应装止回阀，防止停泵时高压水倒灌推动叶轮反转。级间管路上宜设置压力表与排气阀，用于监测级间压力与排除积气。检修隔离阀按台设置，保证任一台泵检修时另一台仍可单独运行或整组隔离，不至于全站停水。
串联机组的启停顺序直接影响承压与汽蚀。通行做法是先启动位于下游的后级泵，待其建立流量后再启动前级泵，停机顺序相反；原则是任何时刻都不允许前级泵向关闭的级间管路打压。联锁逻辑应包含三条：后级泵未运行前级泵不得启动、前级泵故障停机时后级泵延时停机、级间压力超限时联锁停泵。具体顺序以泵组联锁设计文件与制造商说明书为准，不得凭经验临时调整。
联锁之外还应保留手动操作通路。调试与检修期间，自动联锁可能被短接，此时应由现场规程明确允许的操作范围，例如只允许单泵运行、禁止两级同时启动。把例外情形写进操作规程，比单纯依赖电气联锁更可靠，因为联锁会被旁路，规程不会。
后级泵进口压力升高，轴封两侧压差增大，机械密封的冲洗方案要相应调整，必要时采用双端面密封并外接冲洗液。轴向力随扬程变化，串联后每台泵的轴向力按各自的实际扬程计算，平衡装置的通径与平衡管不能沿用单泵配置。机组基础与管路支吊架要承受更高的推力，级间管道的固定支架应单独设置，避免把推力传给泵体，引起对中偏移。
结构与管路方面有四条常规要求：
串联与多级泵常被放在一起比较，两者在水力原理上都属于扬程叠加，选择哪一种更多取决于场地、检修方式与投资节奏。现场出现的多数问题并非原理错误，而是把一种结构的经验套用到另一种结构上，或者把试验曲线与运行曲线混为一谈。把比较、失效与复核三件事放在同一节讨论，有助于形成完整判断。
多级泵把多个叶轮装在同一根轴上，共用一个泵体，结构紧凑、占地面积小，适合井径受限或安装空间紧张的场合。串联机组由多台单级泵组成，设备分散、管路较长，但单台泵可以独立检修、备件通用性更好，适合旧站改造与分期建设。扬程需求很高、流量稳定且场地紧张时，多级泵更合适；需要灵活投切、单台检修不影响整体供水时，串联更有优势。两者不存在通用的优劣结论，只有与工况是否贴合的区别。
失配的常见表现是前级泵流量偏大、后级泵流量偏小。前级泵在大流量区运行，轴功率上升、电机可能过载，同时进口压力下降，汽蚀余量不足时叶轮进口出现剥蚀。后级泵在小流量区运行，接近关死点，泵内温升加快，机械密封与轴承寿命缩短。若两台泵曲线交叉，还可能出现负荷在两级之间来回转移，表现为级间压力周期性波动、管路振动。这些现象在投运初期并不明显，往往在用水低谷或阀门节流时才集中暴露。
GB/T 3216《回转动力泵 水力性能验收试验》规定了扬程、流量、效率与轴功率的试验方法与验收容差，串联机组的单泵曲线应以此为依据，不允许用样本上的典型曲线代替实测曲线。现场复核可分三步：先测单泵在孤立运行时的流量与扬程，核对试验曲线；再测串联运行时的级间压力与总扬程，核对叠加结果；最后比对电机电流与轴功率，确认没有超载。复核宜安排在 2026 年 10 月这样的用水工况相对稳定的时段，避免季节性用水变化干扰读数。
误区之一是把串联当成流量放大手段，实际上串联对流量提升有限，主要用于提高扬程。误区之二是忽略级间损失，按理论叠加值选电机，投运后电流偏高。误区之三是后级泵沿用前级泵的承压配置，法兰与密封在高压下渗漏。误区之四是启停顺序随意，前级泵先启动导致级间超压。误区之五是用阀门节流代替运行点调整，长期节流既耗能又加剧磨损，还会把工况点推到曲线边缘。
另一个容易被忽略的问题是备件与互换性。串联机组若两台泵型号不同，叶轮、密封、轴承的备件种类翻倍，检修工时增加。若两台泵型号相同，备件可以通用，单台故障时还能临时调换位置维持运行。改造项目在满足水力匹配的前提下，宜优先选择同型号配置，把维护成本纳入全寿命周期比较。
本节可提炼为四条提醒：
不会翻倍，流量增幅通常在一成到两成半之间。原因是串联只抬高扬程，装置特性曲线没有改变，新工况点沿曲线向右移动的距离取决于管路阻力的占比，阻力占比越高，流量增幅越小。
可以，但必须同时满足流量区间重合、曲线形状接近、后级承压足够三个条件。流量区间不重合时，其中一台会长期偏离高效区，汽蚀与超载风险同时上升，运行调整也会变得困难。
通行做法是先启动下游的后级泵，再启动前级泵，停机顺序相反。这样做的目的是让级间管路始终有通路，避免前级泵向关闭的管路打压造成超压，同时让后级泵在较低的进口压力下逐步建立流量。
后级泵按前级泵关死点扬程与自身扬程之和确定，并留出安全裕量。前级泵仍按其自身扬程选取，但吸入侧压力低，要单独核算汽蚀余量，两者不能混为一谈。
至少要做单泵孤立运行测试、串联运行级间压力测试与电机电流测试三项。三项数据与 GB/T 3216 试验曲线比对后，才能确认叠加结果与选型一致；数据偏差较大时，应先排查仪表与阀门开度，再判断是否属于泵本身的问题。
