水ポンプが定格流量に達しない、またはポンプ効率が低い問題

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背景説明：ある長距離パイプライン（外径355mm、1キロメートルあたりの管容量約96立方メートル）、長さは約170キロメートル。遠心水ポンプを用いて川の水を配管内に送り、水力によるポンピングを行いつつ、清管球で配管を洗浄し、配管の変形状況を検査する；水力図によると、沿程の最高点は給水点より158m高く、運転中の沿程損失は約2.1MPaであることが算出された。送水ポンプの工程フローについて：合計2系統あり、1系統を使用しもう1系統を予備としている。各系統は、川岸の浮き橋上にある1台の遠心給水ポンプ（以下、1#給水ポンプと称し、定格流量は320立方メートル/時、定格揚程は60メートル、必要なエアエロージョン余裕量は5メートル、モーター出力は90kw、電圧は380v）と、岸上にある1台の遠心送水ポンプ（以下、1#送水ポンプと称し、定格流量は320立方メートル/時、定格揚程は400メートル、必要なエアエロージョン余裕量は5.7メートル、モーター出力は500kw、モーターの定格電流は35.3A、電圧は10kv）とが直列に接続されて動作する。岸上のポンプは浮き橋よりも約20メートル高い位置にある。 ポンプ起動手順：事前の回転試験および排気は、いずれも標準的な手順に従って行われる。まず1#給水ポンプを起動し、出口弁を閉じた状態での電流値は30Aであった。出口弁を全開にすると、1#送水ポンプの入口側の平板バルブは常に開いている状態で、入口圧力が安定したら1#送水ポンプを起動する。出口弁を閉じた状態では電流は28Aで安定している。出口弁の開度をゆっくり調整しながら電流の変化を観察すると、電流は35Aで安定した。出口弁は10数％しか開かなかった。過電流になるのを恐れて、それ以上開度を大きくすることはできなかった。この時の入口圧力は0.65MPa、出口圧力は4.9MPa、出口側の圧力は3.8MPaであり、電気制御盤にはこのポンプのモーター出力が540Kwであると表示されていた。パイプライン内の2点間での清掃球による平均流速（1キロメートルあたり約96立方メートルの水）から、その時間帯のポンプの流量を逆算したところ、ポンプの流量は約260立方メートル/時であり、定格流量である320立方メートル/時には達していなかった。この流量で計算すると、このポンプの効率は約55％に過ぎない（効率＝ρgQH/N）。これは同社の技術仕様で約束されている75％と大きく異なっている；当初の判断では、該当メーカーのポンプの効率が低く、モーターのサイズが小さすぎることがこの問題の原因と考えられます。 補足：もう一つの予備用水ポンプにも同様の問題があります。予備給水ポンプ（以下、1#給水ポンプと称し、定格流量は420立方メートル/時、定格揚程は80メートルで、必要なキャビテーション余量は5メートル、モーター出力は110kw）、予備送水ポンプ（定格流量は320立方メートル/時、定格揚程は400メートルで、必要なキャビテーション余量は5.7メートル、モーター出力は500kw、モーターの定格電流は35.3A、電圧は10kv）；携帯型振動計と赤外線温度計による振動および温度の測定は、基本的に正常に行われている；水ポンプは三段式BB4型ポンプです。 質問：この問題について、メーカーは我々の分析を認めず、自社の送水ポンプの出口は150mmの口径であるのに対し、我々側の配管は355mmの口径（スリーブ継手による接続）であるため、定格流量に達しない可能性が高いと主張しています。しかし、我々はこの主張に全く根拠がないと考えています。この問題について、皆様のご助言をお願いします。よろしくお願いいたします。 一般的に、水ポンプの消費電力が過大になる原因は以下の通りです（どの可能性が高いかご意見をお聞かせください。よろしくお願いします）：(1)ポンプの回転速度が高すぎる； (2)輸送液体の比重が元の設計値を超過；(3)送液の粘度が高い；(4)水ポンプのインペラサイズが過大；(5)配管システムの抵抗が所定値を超えるか、不足している；(6)水ポンプの揚程が低すぎ、流量が過大、(7)ローター部品とステーター部品に摩擦がある；(8)軸受の摩耗または損傷；(9)機械シールによるシールベースへの圧力が過大；(10)出口配管の破裂；(11) 水ポンプの軸の曲がり；(12)ポンプ内の異なる部品の熱膨張の不均一性；(13) 功率計が不正確；(14)ポンプのバランス装置が機能していない。