离心泵变频控制对分支管路流量控制性能的影响分析

罗雄麟 叶松涛 许 锋

(中国石油大学自动化研究所，北京 102249)

离心泵作为一种通用的流体输送机械，用来增加流体能量，克服流量阻力，达到沿管路输送流体的目的[1]。分支管路作为流体传输的重要输运工具，广泛应用于炼油化工领域，是加热炉、换热网络、反应器及锅炉等设备中普遍的流量分配输送装置[2]。

由于工艺条件或生产要求的变化，需要对总流量和各分支流量进行调节，以满足系统对流量的要求。目前，流体运送系统中流量调节的方法主要有节流调节和离心泵变频调速调节。节流调节是靠改变管路特性曲线来改变流量的，通过改变阀门开度来调节流量的大小以满足工况需求，但是此过程中大部分能量都被消耗在了阀门的节流环节和冗余设计泵的出口阀压降上面。变频调速方法是在不改变管路特性曲线的基础上改变泵的特性曲线来调节流量，避免了消耗在阀门上的能量，因此变频调节与节流调节相比的主要优势是节能[3～5]。

针对简单的无分支管路的流体输送系统，笔者已经通过对比两种调节方式稳态时的压力变化和操作条件突变时动态响应情况，说明了变频调速调节在实际应用中存在的不足[6～8]。而针对调控要求更加复杂的分支管路流体传输系统，离心泵变频调节的节能优点和压力不足的缺点有何变化，对于在分支管路设计、系统控制方案设计及实际流量调控操作中都具有重要意义。

1 分支管路及模型基础①

在实际的工艺流程中，流量设定值往往随着工况的不同而发生改变。……