流量調(diào)節(jié)可選調(diào)節(jié)閥或變頻器，哪個更好？流量調(diào)節(jié)使用調(diào)節(jié)閥和變頻器均可實現(xiàn)，使用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)能耗大，而變頻調(diào)節(jié)在節(jié)能的同時可能存在閥后壓力不足和調(diào)節(jié)慢的問題，儀表工應按照現(xiàn)場工況工藝要求來判斷和選擇。
目前過程控制領域中，流體運送系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)方法主要有節(jié)流調(diào)節(jié)和離心泵變頻調(diào)速調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)閥門開度以改變管路特性曲線達到改變流量來滿足工況需求，但是此過程中大部分能量都被消耗在了閥門的節(jié)流環(huán)節(jié)以及冗余設計而導致的泵出口閥壓降上面。20世紀80年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術是在不改變管路特性曲線的基礎上改變泵的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)流量，避免了消耗在閥門上的能量，因此變頻調(diào)節(jié)比節(jié)流調(diào)節(jié)更節(jié)能，但變頻調(diào)節(jié)方式并不總是符合要求的。在通過改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量的過程中，揚程(壓力) 也會一同改變，甚至比流量改變得更快，因此可能會導致流體壓力過低而無法滿足工藝要求。
根據(jù)圖1，通過節(jié)流方式使流量從Q0調(diào)至Q1時，閥門開度變小，管路特性曲線從R0變成R1，泵轉(zhuǎn)速保持n0不變，揚程從H0上升到H1，工況點由A變?yōu)锽，此時消耗的功率正比于面積H1OQ1B。而變頻調(diào)節(jié)則是在不改變閥門開度即管路阻力特性R0的條件下改變離心泵的特性曲線，即轉(zhuǎn)速從n0變?yōu)閚1時，揚程也從H0下降到H2，工況點由A變?yōu)镃，此時消耗的功率正比于面積H2OQ1C。很明顯，SH1OQ1B＞SH2OQ1C，變頻調(diào)節(jié)比節(jié)流調(diào)節(jié)要更節(jié)省能量。
圖1 離心泵與管路特性曲線
但在單獨使用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量時，根據(jù)離心泵的比例定律，若離心泵的轉(zhuǎn)速變化小于20%，則流量Q、揚程H隨轉(zhuǎn)速n變化的趨勢為：
也就是說，流量從Q0變?yōu)镼1的同時，揚程會從H0變?yōu)镠2，甚至比流量變快得更快。若此時沒有閥門對流體能量的儲存，在流量低到一定程度時可能會致使閥后壓力過低而達不到后續(xù)流程中對流體壓力的要求。除此之外，轉(zhuǎn)速的改變是一個動態(tài)過程，對于管路流量設定值變化或者末端容器內(nèi)部壓力有突變的情況，相比節(jié)流調(diào)節(jié)而言，由于變頻調(diào)節(jié)的特性，流量的調(diào)節(jié)可能不會及時達到要求。而節(jié)流調(diào)節(jié)由于閥門的“儲能”作用，可以在改變流量的同時滿足壓力要求，且在操作條件有突變時也能有較快的響應速度。
在流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中使用調(diào)節(jié)閥能耗大，而使用變頻器節(jié)能的同時可能存在閥后壓力不足和調(diào)節(jié)慢的問題。
作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事先進控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實際的過程控制專家)
