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浔之漫智控技术（上海）有限公司   

通常对水泵的流量调节有阀门调节和调速调节两种方式，我们来看看其是怎样运行的。

1．变阀门调节:

启动水泵后，观察水泵出口的压力，根据压力表指示来开大或关小水泵出口阀门来调节流量，而水泵的转速则是保持不变的(即大多为电机的额定转速)。其实质就是水泵本身的供水能力不变，而是通过改变水路中的管阻大小来改变流量，以满足用水量，这时管阻特性会变化，但扬程特性是不变的。启、停控制就是属于阀门控制的形式，只不过固定阀门开度后，而不常去调节阀门开度而已。

2．变速度调节:

用变频器对水泵进行调速，则是通过改变水泵的转速来调节流量，而水泵出口阀门是全开的。转速调节是通过改变水泵的供水能力来适应生产对流量的需求，当水泵的转速改变时，扬程特性将会改变，而管阻特性是不变的。

比较以上两种方式，在所需流量小于额定流量的情况下，转速调节时的扬程将减小，而阀门调节时的扬程将增大。转速调节所需要的供水功率比阀门调节方式小得多，`因为此时水泵的效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化。

    这就是变频调速供水有节能效果的原因。但这只是个理想公式，其并不能代表变频调速的节能效果有如此之好，原因是异步电动机在轻载时的效率与功率因数都较低。再者供水系统是由多个环节组成的；还有就是变频器的参数如果调整得不佳，仍会出现“大马拉小车”的情况，这些问题对节能效果都是有影响的。再者阀门调节和变频调节时的空载功率也不可能完全一样，只是其属于共有的, 所以我们可以将其忽略不进行比较而已。

 常规计算法的节电对比

dlr设:水泵的轴功率       P1=10KW

带水泵电机的效率  η1=0.95

变频器的效率      ηb=0.98

1．变阀门调节的电耗估算:

按网友说水泵的起、停5－10分钟一个周期，我们假设水泵一天累计运行8小时，则一年的运行时间为2920小时。变阀门调节时，轴功率不变，则电机消耗的功率为:

P=P1／η1=10／0.95=10.526KW

则变阀门调节一年的运行电耗为:

2920×10.526=30735.92KW

2.变速调节的电耗估算:

使用变频调速，由于是连续运行，所以其工作时间为8760小时，由于系连续供水，其供水流量只需要原来的1/3就可满足使用要求，故水泵转速在33%以下的时间居多，考虑到各因素影响，计算时采用供水流量为35%。在起泵初期及运行中突遇大量用水，水泵全速供水仍会占一定比例，我们这样来估算，****流量供水占总运行时间的20%, 35%流量供水占总运行时间的80%。

则变速调节一年的运行电耗为:

8760×1×(10.741×0.2+0.460×0.8)=22041.9KW

因此10KW的电机，变速调节方式比变阀门调节方式可节约的年运行电耗为:

30735.92-22041.9=8694KW

有文献介绍，在节能计算比较时，建议采用曲线拟合的计算方法，这样比常规计算法，更能得到符合实际的结果。

水泵大多在20Hz状态下运行能供出水吗?答案是肯定可以的。因为dlr在实施10T/h锅炉项目中，为了安全曾将给水泵变频器的下限频率设为10Hz，但在用汽负荷很小时，水位投自控时，当调节器已无输出，但水泵由于有10Hz的频率，仍在慢慢转动向锅炉供水，严重时可使水位达到****以上。

四．从机械性能来比较

变阀门调节，电机的起动是全压起动，这样对电网的影响就大。起动时水泵由于加速过快，会产生“水锤效应”；而在停机时由于停机过快会产生“空化现象”。这样将造成供水系统及管路振动大、噪音也大，由于水泵是全速运转，故机械磨损也大。

而采用变速调节时，则可对水泵进行软起动和软停车，可做到起动平稳，起动电流可控制在电机的额定电流以内，减少了起动时对电网的冲击，同时调节水量容易，还节约电能；停机时还可减少水锤效应的冲击，以减少冲击力对管道及水泵的损害，提高了供水系统的安全性。由于调速运行还可以降低水泵的机械磨损及噪音，可延长设备的使用寿命，减少了维修工作量和费用。

五．要从使用现场的具体情况出发

水位控制的目的是为了保持供水流量的稳定，所以用什么样的控制系统，采用什么形式的流量调节手段，应该说与使用现场的工况有很大的关系，与被控对象的特性有很大的关系，我们在这儿泛泛的谈调节问题、控制问题、节能问题，只是谈一些基本的原理及方法，但其与实际应用是有很大差别的。

针对水泵液位控制系统，什么场合要用变频器(或电动、气动调节阀)来进行连续控制?什么场合要采用对水泵的启、停控制?都应该按生产的需求来选择控制方案。常见的大致有:

1．如果水泵一直是处于满负荷运行的，来谈节能是不可能的，只有当用水的实际流量小于额定流量(****)时，变频器才有用处，这时转速的变化(下降)才会有节能效益。对于这样的工况WY能做的就是选用软起动器来控制电机的启动电流及减少冲击。

2．一般供水系统都具有缓冲装置(如水箱、水槽等)来稳定用水流量的波动，因此就有对水位的检测问题，这才有了水位的控制需求。对于容积较大的设备，液位就相对较稳定，如:一个水塔抽一次水就可以供应用水数小时，一天才需要抽几次水，这样的系统采用断续控制就可达到目的了，只需用液位传感控制器，来控制水泵的启、停。为了减少启动电流及克服水锤效应，选台软启动器更好；变频器在这儿发挥不了作用。

对于1、2两种情况由于水泵是全压、全速的运转，水泵的机械磨损及噪音就大。

3．对需要连续供水的场合，如锅炉汽包水位，自来水或小区供水等场合。这样的系统水泵几乎是一直运行的，为保持水位的稳定，应选择连续供水的水位(水压)的PID控制系统。从节能出发，Z好的方法就是采用变频调速了。

所以说选择什么控制方式，并没有一个固定的模式，只要根据现场的具体情况，进行分析比较就可以选择出Z符合实际的控制方案来实施。

 六．结论

通过以上讨论，dlr认为:

1．如果水泵运行时间长，则选择连续运行控制的变频调速是可以节省电能的。甚至可降低维修费用。象楼主的水泵起、停5－10分钟一个周期，这样的系统应该说起、停还是算比较频繁的了，因此选择变频器来进行连续控制效果是会很好的。

2．如果水泵运行时间很短，而水泵停机时间又较长时，则没有必要选择变频调速(电动、气动调节阀)来进行连续控制。但可考虑用软起动器来解决水泵电机的起动问题，以减少起动电流对电网的冲击，对防止水锤、汽化效应是有好处的。