位(水壓)控制的目的是為了保持水泵供水流量的穩定，實(shí)質(zhì)是個(gè)保持物料的平衡問(wèn)題。
不管采用什么調節、控制手段，終結果反映的仍然是水泵的耗電。
為什么連續控制比斷續控制效果好，可從以下幾方面來(lái)看:
一.從控制的質(zhì)量要求
雙位控制的過(guò)渡過(guò)程是斷續控制作用下的等幅振蕩過(guò)程。被控量水位總在上、下限之
間振蕩，如果設定的水位上、下限范圍越小，或者用水量越大，其振蕩頻率越高，則水泵
的啟、停越頻繁，對電網(wǎng)和機械的沖擊越大;這樣的控制系統水泵是斷續運轉的，對水位
也是斷續控制的。
如果采用連續控制，則被控量水位是可以連續地被控制，由于反饋控制是按水位的偏
差進(jìn)行控制，偏差是控制的依據，只要水位偏離給定值，系統就會(huì )產(chǎn)生控制作用，力圖消
除偏差的存在，所以其能將水位穩定在我們所要求的設定值上。也就是說(shuō)變頻調速供水系
統能夠通過(guò)PI控制功能，自動(dòng)地保持供水與用水之間的平衡。其控制精度高，水位波動(dòng)小
。這樣的控制系統水泵是連續運轉的, 對水位也是連續控制的。
二.從水泵的節能效果看
用得普遍的是離心式水泵，離心式水泵屬于平方律負載。水泵主要的參數是流量
和揚程，供水功率與流量和揚程的乘積成正比。我們先了解下?lián)P程特性和管阻特性。揚程
特性反應了用水流量的大小對揚程的影響，即用水量越大，則供水系統的揚程將越小;水
泵的轉速下降，其供水能力也會(huì )下降，揚程特性將下移。而管阻特性就是為了在管路內得
到一定的流量所需要的揚程;管阻特性與管道粗細、長(cháng)短，閥門(mén)開(kāi)度有關(guān)。
通常對水泵的流量調節有閥門(mén)調節和調速調節兩種方式，我們來(lái)看看其是怎樣運行的
。
1.變閥門(mén)調節:
啟動(dòng)水泵后，觀(guān)察水泵出口的壓力，根據壓力表指示來(lái)開(kāi)大或關(guān)小水泵出口閥門(mén)來(lái)調
節流量，而水泵的轉速則是保持不變的(即大多為電機的額定轉速)。其實(shí)質(zhì)就是水泵本身
的供水能力不變，而是通過(guò)改變水路中的管阻大小來(lái)改變流量，以滿(mǎn)足用水量，這時(shí)管阻
特性會(huì )變化，但揚程特性是不變的。啟、?？刂凭褪菍儆陂y門(mén)控制的形式，只不過(guò)固定閥
門(mén)開(kāi)度后，而不常去調節閥">調節閥門(mén)開(kāi)度而已。
2.變速度調節:
用變頻器對水泵進(jìn)行調速，則是通過(guò)改變水泵的轉速來(lái)調節流量，而水泵出口閥門(mén)是
全開(kāi)的。轉速調節是通過(guò)改變水泵的供水能力來(lái)適應生產(chǎn)對流量的需求，當水泵的轉速改
變時(shí)，揚程特性將會(huì )改變，而管阻特性是不變的。
比較以上兩種方式，在所需流量小于額定流量的情況下，轉速調節時(shí)的揚程將減小，
而閥門(mén)調節時(shí)的揚程將增大。轉速調節所需要的供水功率比閥門(mén)調節方式小得多，`因為
此時(shí)水泵的效率幾乎不變，流量隨轉速按一次方規律變化，而軸功率按三次方規律變化。
即電動(dòng)機的負載功率為:
這就是變頻調速供水有節能效果的原因。但這只是個(gè)理想公式，其并不能代表變頻調
速的節能效果有如此之好，原因是異步電動(dòng)機在輕載時(shí)的效率與功率因數都較低。再者供
水系統是由多個(gè)環(huán)節組成的;還有就是變頻器的參數如果調整得不佳，仍會(huì )出現“大馬拉
小車(chē)”的情況，這些問(wèn)題對節能效果都是有影響的。再者閥門(mén)調節和變頻調節時(shí)的空載功
率也不可能完全一樣，只是其屬于共有的, 所以我們可以將其忽略不進(jìn)行比較而已。
三.常規計算法的節電對比
dlr設:水泵的軸功率 P1=10KW
帶水泵電機的效率 η1=0.95
變頻器的效率 ηb=0.98
1.變閥門(mén)調節的電耗估算:
按網(wǎng)友說(shuō)水泵的起、停5-10分鐘一個(gè)周期，我們假設水泵**累計運行8小時(shí)，則一
年的運行時(shí)間為2920小時(shí)。變閥門(mén)調節時(shí)，軸功率不變，則電機消耗的功率為:
P=P1/η1=10/0.95=10.526KW
則變閥門(mén)調節一年的運行電耗為:
2920×10.526=30735.92KW
2.變速調節的電耗估算:
使用變頻調速，由于是連續運行，所以其工作時(shí)間為8760小時(shí)，由于系連續供水，其
供水流量只需要原來(lái)的1/3就可滿(mǎn)足使用要求，故水泵轉速在33%以下的時(shí)間居多，考慮到
各因素影響，計算時(shí)采用供水流量為35%。在起泵初期及運行中突遇大量用水，水泵全速
供水仍會(huì )占一定比例，我們這樣來(lái)估算，**流量供水占總運行時(shí)間的20%, 35%流量供水
占總運行時(shí)間的80%。則可以這樣估算:
則變速調節一年的運行電耗為:
8760×1×(10.741×0.2+0.460×0.8)=22041.9KW
因此10KW的電機，變速調節方式比變閥門(mén)調節方式可節約的年運行電耗為:
30735.92-22041.9=8694KW
有文獻介紹，在節能計算比較時(shí)，建議采用曲線(xiàn)擬合的計算方法，這樣比常規計算法
，更能得到符合實(shí)際的結果。
水泵大多在20Hz狀態(tài)下運行能供出水嗎?答案是肯定可以的。因為dlr在實(shí)施10T/h鍋
爐項目中，為了安全曾將給水泵變頻器的下限頻率設為10Hz，但在用汽負荷很小時(shí)，水位
投自控時(shí)，當調節器">調節器已無(wú)輸出，但水泵由于有10Hz的頻率，仍在慢慢轉動(dòng)向鍋爐
供水，嚴重時(shí)可使水位達到**以上。
四.從機械性能來(lái)比較
變閥門(mén)調節，電機的起動(dòng)是全壓起動(dòng)，這樣對電網(wǎng)的影響就大。起動(dòng)時(shí)水泵由于加速
過(guò)快，會(huì )產(chǎn)生“水錘效應”;而在停機時(shí)由于停機過(guò)快會(huì )產(chǎn)生“空化現象”。這樣將造成
供水系統及管路振動(dòng)大、噪音也大，由于水泵是全速運轉，故機械磨損也大。
而采用變速調節時(shí)，則可對水泵進(jìn)行軟起動(dòng)和軟停車(chē)，可做到起動(dòng)平穩，起動(dòng)電流可
控制在電機的額定電流以?xún)?，減少了起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)調節水量容易，還節約電
能;停機時(shí)還可減少水錘效應的沖擊，以減少沖擊力對管道及水泵的損害，提高了供水系
統的安全性。由于調速運行還可以降低水泵的機械磨損及噪音，可延長(cháng)設備的使用壽命，
減少了維修工作量和費用。
五.要從使用現場(chǎng)的具體情況出發(fā)
水位控制的目的是為了保持供水流量的穩定，所以用什么樣的控制系統，采用什么形
式的流量調節手段，應該說(shuō)與使用現場(chǎng)的工況有很大的關(guān)系，與被控對象的特性有很大的
關(guān)系，我們在這兒泛泛的談?wù){節問(wèn)題、控制問(wèn)題、節能問(wèn)題，只是談一些基本的原理及方
法，但其與實(shí)際應用是有很大差別的。
針對水泵液位控制系統，什么場(chǎng)合要用變頻器(或電動(dòng)、氣動(dòng)調節閥)來(lái)進(jìn)行連續控制
?什么場(chǎng)合要采用對水泵的啟、?？刂?都應該按生產(chǎn)的需求來(lái)選擇控制方案。常見(jiàn)的大致
有:
1.如果水泵一直是處于滿(mǎn)負荷運行的，來(lái)談節能是不可能的，只有當用水的實(shí)際流量
小于額定流量(**)時(shí)，變頻器才有用處，這時(shí)轉速的變化(下降)才會(huì )有節能效益。對于
這樣的工況**能做的就是選用軟起動(dòng)器來(lái)控制電機的啟動(dòng)電流及減少沖擊。
2.一般供水系統都具有緩沖裝置(如水箱、水槽等)來(lái)穩定用水流量的波動(dòng)，因此就有
對水位的檢測問(wèn)題，這才有了水位的控制需求。對于容積較大的設備，液位就相對較穩定
，如:一個(gè)水塔抽一次水就可以供應用水數小時(shí)，**才需要抽幾次水，這樣的系統采用
斷續控制就可達到目的了，只需用液位傳感控制器，來(lái)控制水泵的啟、停。為了減少啟動(dòng)
電流及克服水錘效應，選臺軟啟動(dòng)器更好;變頻器在這兒發(fā)揮不了作用。
對于1、2兩種情況由于水泵是全壓、全速的運轉，水泵的機械磨損及噪音就大。
3.對需要連續供水的場(chǎng)合，如鍋爐汽包水位，自來(lái)水或小區供水等場(chǎng)合。這樣的系統
水泵幾乎是一直運行的，為保持水位的穩定，應選擇連續供水的水位(水壓)的PID控制系
統。從節能出發(fā)，好的方法就是采用變頻調速了。
所以說(shuō)選擇什么控制方式，并沒(méi)有一個(gè)固定的模式，只要根據現場(chǎng)的具體情況，進(jìn)行
分析比較就可以選擇出符合實(shí)際的控制方案來(lái)實(shí)施。
六.結論
通過(guò)以上討論
1.如果水泵運行時(shí)間長(cháng)，則選擇連續運行控制的變頻調速是可以節省電能的。甚至可
降低維修費用。象樓主的水泵起、停5-10分鐘一個(gè)周期，這樣的系統應該說(shuō)起、停還是算
比較頻繁的了，因此選擇變頻器來(lái)進(jìn)行連續控制效果是會(huì )很好的。
2.如果水泵運行時(shí)間很短，而水泵停機時(shí)間又較長(cháng)時(shí)，則沒(méi)有必要選擇變頻調速(電
動(dòng)、氣動(dòng)調節閥)來(lái)進(jìn)行連續控制。但可考慮用軟起動(dòng)器來(lái)解決水泵電機的起動(dòng)問(wèn)題，以
減少起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊，對防止水錘、汽化效應是有好處的。
3.對于用電動(dòng)(氣動(dòng))調節閥來(lái)控制水位的系統，仍然是屬于變閥門(mén)調節方法。對這樣
的系統可采用變頻調速來(lái)控制供水母管的壓力，也是可以節能的。
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