6_典型工业过程控制系统

1、刘玉长刘玉长 第十五章 典型工业过程控制系统 15.1 锅炉设备的控制 15.2 传热设备的控制 15.3 加热炉燃烧过程控制 15.4 流体输送设备的控制 刘玉长刘玉长 15.1 锅炉设备的控制 锅炉是发电、炼油、化工等工业部门的重 要能源、热源动力设备。锅炉种类很多，按所 用燃料分类，有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅 炉，还有利用残渣、残油、释放气等为燃料的 锅炉。 刘玉长刘玉长 锅炉设备的工艺流程 热空气 燃料 燃料嘴 炉 膛 汽 包 过热器 减温器 PM D 负荷设备 调节阀 过热蒸汽送 负荷设备 炉墙 省 煤 器 热空气 送往炉膛 给水 空气预热器 冷空气 烟气 (经引风机送往烟囱) 刘

2、玉长刘玉长 锅 炉 v由两大部分组成：第一部分为燃烧系统第一部分为燃烧系统，由送风机、 空气预热器、燃料系统、燃烧室、烟道、除尘器和引 风机等组成；第二部分为蒸汽发生系统第二部分为蒸汽发生系统，由给水系统、 省煤器、汽包和过热器等组成。 v工作时，燃料和空气按一定比例进入炉膛燃烧，燃烧 释放的热量通过蒸汽发生系统产生饱和蒸汽，再经过 过热器将饱和蒸汽加热成满足一定质量(温度、压力) 指标的过热蒸汽输出，供给生产负荷设备使用。与此 同时，燃烧过程中产生的高温烟气经过过热器，将饱 和蒸汽加热成过热蒸汽后，经省煤器预热锅炉给水， 再经过空气预热器预热锅炉送风，最后经引风机送往 烟囱排入大气，每经过一

3、个环节，烟气的温度都会有 所降低，使燃料燃烧热量得到充分利用。 刘玉长刘玉长 锅炉设备的控制问题 给水量 减温水 燃料量 送风量 引风量 水 位 蒸汽温度 蒸汽压力 过剩空气 炉膛负压 负 荷 锅炉设备 主要控制系统：（1）锅炉汽包水位的控制；）锅炉汽包水位的控制； （2）锅炉燃烧系统的控制；）锅炉燃烧系统的控制； （3）过热蒸汽系统的控制。）过热蒸汽系统的控制。 刘玉长刘玉长 15.1.1 锅炉汽包水位的控制 v被控变量：汽包水位，用H (s)表示 v控制变量：汽包给水量流量，用G (s)表示 v主要干扰： 蒸汽负荷（蒸汽流量），用D (s)表示 v其它扰动： 给水方面的扰动；燃料量的扰动；

4、汽包压力变 化 v通道对象： 非自衡、反向特性、非线性等特性 刘玉长刘玉长 1）汽包水位的对象特性 D H H 0 H H 2 H 1 t t G H H H 1 t t 干扰通道特性干扰通道特性 蒸汽流量扰动下汽包 水位的阶跃响应曲线 控制通道特性控制通道特性 给水流量扰动下汽包 水位的阶跃响应曲线 传递函数表达？传递函数表达？ 刘玉长刘玉长 1）汽包水位的对象特性 D H H 0 H H 2 H 1 t t G H H H 1 t t 干扰通道特性干扰通道特性 蒸汽流量扰动下汽包 水位的阶跃响应曲线 控制通道特性控制通道特性 给水流量扰动下汽包 水位的阶跃响应曲线 1)( )( 2 21

5、sT K s K sD sH s e s K sG sH 0 )( )( 刘玉长刘玉长 反向特性 1)( )( 2 21 sT K s K sD sH ) 1( ) 1( ) 1( )( )( )( 2 01 2 1212 sTs sTK sTs KsTKK sD sH 2 1 2 0 T K K T 对象为非最小相位（存在位于复平面右半平面的零 点）的条件为 0 2 1 2 0 T K K T 刘玉长刘玉长 (1)汽包水位的单冲量控制 LC 蒸汽 汽 包 省 煤 器 给 水 单回路控制系统 刘玉长刘玉长 单冲量汽包水位控制系统的特点 v结构简单，投资少结构简单，投资少 v适用于适用于汽包容量

6、较大，虚假水位不严重汽包容量较大，虚假水位不严重，负荷，负荷 较平稳的场合较平稳的场合 v为安全运行，可设置水位报警和联锁控制系统为安全运行，可设置水位报警和联锁控制系统 缺点：缺点： 由于存在虚假水位的反向特性，当负荷变由于存在虚假水位的反向特性，当负荷变 化比较大时，会造成控制器输出误动作，影响化比较大时，会造成控制器输出误动作，影响 控制系统的控制品质。此外，由于蒸汽负荷变控制系统的控制品质。此外，由于蒸汽负荷变 化后，要在引起水位变化后才改变给水量，因化后，要在引起水位变化后才改变给水量，因 此，控制不及时。此，控制不及时。 刘玉长刘玉长 (2) 汽包水位的双冲量控制 汽包水位的主要干

7、扰是 蒸汽流量的变化。双冲 量水位控制系统利用蒸 汽流量变化信号对给水 量进行补偿控制，从而 不仅可以消除或减小虚 假水位现象对汽包水位 的影响，而且使给水控 制阀的调节更及时。 LC 蒸汽 汽 包 省 煤 器 给 水 PC PF C1PC +C2PF+C0 刘玉长刘玉长 汽包水位的双冲量控制 LC 蒸汽 汽 包 省 煤 器 给 水 PC PF C1PC +C2PF+C0 前馈补偿原理：假设前馈补偿原理：假设 调节阀为气关阀，调节阀为气关阀， C1=1，则调节器为正，则调节器为正 作用，而作用，而C2应取负号，应取负号， 具体数值可现场调整具体数值可现场调整 或根据阀门特性计算或根据阀门特性计

8、算 其初始值。其初始值。 双冲量控制系统（本质：前馈双冲量控制系统（本质：前馈-反馈控制系统）反馈控制系统） 刘玉长刘玉长 双冲量控制的特点 v双冲量控制系统考虑了蒸汽流量扰动对汽包水双冲量控制系统考虑了蒸汽流量扰动对汽包水 位的影响，但对给水流量扰动的影响未加考虑，位的影响，但对给水流量扰动的影响未加考虑， 因此适用于因此适用于给水流量波动较小给水流量波动较小的场合。的场合。 刘玉长刘玉长 (3)汽包水位的三冲量控制 汽包水位是主被控参数，也称主冲量；给水流量 为副被控参数，蒸汽流量是前馈补偿的主要扰动，给 水流量与蒸汽流量也称为辅助冲量。它实际上是一个 前馈前馈-串级串级复合控制系统。 L

9、C 蒸汽 汽 包 省 煤 器 给水 PC PF FC LC 水 位 蒸 汽 FC 给 水 PC PF C1PC +C2PF+C0 刘玉长刘玉长 三冲量控制系统的简化连接 LC 水 位 蒸 汽 给 水 C1 C2 C3 LC 水 位 蒸 汽 给 水 C3 C1 C2 只采用一个控制器 刘玉长刘玉长 15.1.2 锅炉燃烧系统的控制 锅炉燃烧控制系统与燃料的种类、燃烧设备以及 锅炉形式有关，以下以燃油锅炉燃烧控制系统为例。 1）燃烧控制的任务）燃烧控制的任务 是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需求， 同时保证锅炉的经济、安全运行。第一，为适应蒸汽负第一，为适应蒸汽负 荷的变化，应及时调整燃料量

10、；第二，为完全燃烧，应荷的变化，应及时调整燃料量；第二，为完全燃烧，应 控制燃料量与空气量的比值，使过剩空气系数满足要求；控制燃料量与空气量的比值，使过剩空气系数满足要求； 第三，为防止燃烧过程中火焰或烟气外喷，应控制炉膛第三，为防止燃烧过程中火焰或烟气外喷，应控制炉膛 负压。负压。这三项控制任务相互影响，应消除或削弱它们的 关联。此外，从安全考虑，需设置防喷嘴背压过低的回 火和防喷嘴背压过高的脱火措施。 刘玉长刘玉长 1)燃烧过程的任务 和被控变量、操纵变量 v控制任务：控制任务： 锅炉蒸汽出口压力稳定；燃烧过程的经济锅炉蒸汽出口压力稳定；燃烧过程的经济 运行；锅炉炉膛负压稳定。运行；锅炉炉

11、膛负压稳定。 v被控变量：被控变量： 蒸汽出口压力；燃料量与送风量比值；炉蒸汽出口压力；燃料量与送风量比值；炉 膛负压。膛负压。 v操纵变量：操纵变量： 燃料量；送风量；抽风量。燃料量；送风量；抽风量。 刘玉长刘玉长 2)燃烧过程的控制 方案一：串级-比值控制系统 该方案包括以蒸汽压力为主被 控变量、燃料量为副被控变量 组成的串级控制系统；以及燃 料量为主动量、空气量为从动 量的比值控制系统。 该方案能够确保燃料量与空气 量的比值关系，当燃料量变化 时，空气量能够跟踪燃料量变 化，但是送入的空气量滞后于 燃料量的变化。 刘玉长刘玉长 燃烧控制方案二：串级-串级控制系统 v包括蒸汽压力为主被控变

12、 量、燃料量为副被控变量 组成的串级控制系统，及 蒸汽压力为主被控变量、 空气量为副被控变量的串 级控制系统。 v系统中燃料量与空气量的 比值关系是通过燃料控制 器和空气控制器的正确动 作间接保证的，该方案能 够保证蒸汽压力恒定。 刘玉长刘玉长 方案三：逻辑提量/减量控制系统 该方案在蒸汽负荷提 量时，能够先提空气量， 后提燃料量；负荷减量时 能先减燃料量，后减空气 量，保证燃料的完全燃烧。 该方案既能保证蒸汽压力 恒定，又可实现燃料的完 全燃烧。控制系统的工作 原理可参考选择性控制系 统的相关内容。 刘玉长刘玉长 方案三：逻辑提量/减量控制系统 该方案以蒸汽压力为 主被控变量，燃料和空气 并

13、列为副被控变量的串级 控制系统。其中，两个并 列的副环具有逻辑比值功 能，使该控制系统在稳定 工况下能够保证空气和燃 料在最佳比值，也能在动 态过程中尽量维持空气、 燃料配比在最佳值附近， 因此，具有良好的经济效 益和社会效益。 刘玉长刘玉长 方案四：双交叉燃烧控制 刘玉长刘玉长 方案四：双交叉燃烧控制 该方案以蒸汽压力为主被控 变量，燃料和空气并列为副被控 变量的串级控制系统。其中，两 个并列的副环具有逻辑比值功能， 使该控制系统在稳定工况下能够 保证空气和燃料在最佳比值，也 能在动态过程中尽量维持空气、 燃料配比在最佳值附近，因此， 具有良好的经济效益和社会效益。 该方案可方便地在计算机控

14、制装 置或DCS中实现，图中，HLM 和LLM分别是高限限幅器和低限 限幅器；HSE和LSE分别是高选 器和低选器。 刘玉长刘玉长 3) 烟气含氧量闭环控制系统 燃烧过程控制保证了燃料和空气的比值关 系，但并不保证燃料的完全燃烧，燃料的完全燃 烧与燃料的质量、热值等因素有关。不同的锅炉 负荷下，燃料量和空气量的最佳比值也会不同， 因此，需要有一个检查燃料完全燃烧的指标，并 根据户该指标控制送风量的大小，衡量燃烧过程 是否完全燃烧的常用控制指标是烟气中的含氧量。 刘玉长刘玉长 烟气含氧量的闭环控制系统 FC FC PC AC LSHS 蒸汽压力燃料量空气量含氧量 燃料阀 空气阀 I1I2 Ip

15、I4 I3 Q2Q1 K 烟气含氧量闭环控制系统是在原逻辑提量和减烟气含氧量闭环控制系统是在原逻辑提量和减 量控制系统的基础上，将原来的定比值改变为变比量控制系统的基础上，将原来的定比值改变为变比 值。值。 刘玉长刘玉长 4) 炉膛负压控制及安全控制系统 为保证锅炉安全运行，必须保证炉膛一定的 负压。当炉膛负压过小，甚至为正时，会造成炉 膛内热烟气外冒，影响设备和工作人员的安全； 当炉膛负压过大时，会使大量冷空气进入炉膛， 增加热量损失，降低炉膛的热效率。 刘玉长刘玉长 炉膛负压控制 炉膛负压控制系统中被控变量是炉膛压力，操炉膛负压控制系统中被控变量是炉膛压力，操 纵变量是引风量。当锅炉负荷变

16、化不大时，可采用纵变量是引风量。当锅炉负荷变化不大时，可采用 单回路控制系统。当锅炉负荷变化比较大时，应引单回路控制系统。当锅炉负荷变化比较大时，应引 入扰动量的前馈信号，组成前馈入扰动量的前馈信号，组成前馈- -反馈控制系统。反馈控制系统。 刘玉长刘玉长 防止回火和脱火的联锁控制系统 刘玉长刘玉长 防止回火和脱火的选择性控制系统 刘玉长刘玉长 15.1.3 蒸汽过热系统的控制 蒸汽过热系统一般包括一级过热器、减温 器、二级过热器。 控制任务：是使过热器出口温度维持在允许范围 内，并且保护过热器使管壁温度不超过允许的工 作温度。 影响因素：如蒸汽流量、燃烧工况、引入过热器 蒸汽的热焓(即减温水

17、量)、流经过热器的烟气温 度和流速等的变化都会影响过热蒸汽温度。 控制特点：在各种扰动下，气温控制过程动态特 性都有时滞性和惯性，且较大，这给控制带来一 定困难，所以要选择好操纵变量和合理控制方案， 以满足工艺要求。 刘玉长刘玉长 蒸汽过热系统的控制方法 常用减温水作为操纵变量，过热器出口温 度作为被控变量，组成单回路控制单回路控制系统，但控制 通道的时滞和时间常数都比较大，因此也可引入 减温器出口温度作为副被控变量，组成串级控制串级控制 系统系统。有时，也可组成双冲量控制系统双冲量控制系统，即前馈 -反馈控制系统，将减温器出口温度的微分信号 作为前馈信号，与过热器出口温度相加后作为过 热器温

18、度控制器的测量，当减温器出口温度有变 化时，才引入前馈信号。稳定工况下，该微分信 号为零，与单回路控制系统相同。 刘玉长刘玉长 过热器温度控制系统图 串级控制系统与双冲量控制系统串级控制系统与双冲量控制系统 刘玉长刘玉长 采用DCS进行控制的锅炉系统 刘玉长刘玉长 15.2传热设备的控制 15.2.1概述 实现冷热两流体换热的设备称为传热设备， 或叫换热器换热器。传热过程是工业生产过程中极其 重要的组成部分，对传热设备的控制是过程控 制的一个重要方面。 刘玉长刘玉长 15.1.1.1 换热器结构类型 换热有直接直接与间接间接换热两种方式。 直接换热：是指冷热两流体直接混合以达到 加热或冷却的目

19、的。 间接换热：冷热两流体用管子、板等间壁隔 开，热量首先从温度较高的热流体传给间壁，间 壁再将热量传给温度较低的冷流体。 在工业过程中，间壁换热较为普遍。 刘玉长刘玉长 常见的间壁换热器结构型式 刘玉长刘玉长 15.1.1.2 换热器中的热量传递方式 热量的传递方向是由高温物体传向低温物体，两物 体之间的温度差是传热的推动力，温差越大，传热速率 (单位时间内传递的热量)也就越大。 热量传递有三种基本方式：导热导热(Heat Conduction)、 对流对流(Convection)和热辐射热辐射(Thermal Radiation)。 在实际进行的传热过程中，很少是以一种传热方式 单独进行，

20、而是由两种或三种方式综合而成的，这不仅 表现在互相串联的几个换热环节中，而且同一环节也常 是如此。需具体问题具体分析。 刘玉长刘玉长 15.1.1.3 换热器对象的动态特点 传热设备的自动控制系统中被控变量大多 为温度，其被控对象是典型的多容对象，带有较 大的滞后，且具有较明显的时变性、非线性及分 布参数的特点。 这样的对象较难控制，性能指标通常不尽 如人意，因此在设计其控制系统时，必须根据生 产工艺要求，具体问题具体分析。 刘玉长刘玉长 工业换热目的 (1)使工艺介质达到规定的温度，以使工艺过程能很好地 进行； (2)在生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使 工艺过程能在规定的温度范围

21、内进行； (3)某些工艺过程需要改变物料的相态； (4)回收热量。 由于换热目的的不同，其被控变量也不完全一样， 控制方案也不一样。 刘玉长刘玉长 15.2.2 换热器的控制 15.2.2.1 被控量与操纵量的选取 被控变量：可以选温度温度、流量流量、压力压力、液位液位等参 数，但用得最多的还是温度。例如下图中，分别 选取出口温度与加热蒸汽流量(亦可为蒸汽压力) 作为被控变量。 刘玉长刘玉长 操纵量的选择 操纵量的选择操纵量的选择视具体传热设备的特点和工艺条件 而定： 对于大部分蒸汽加热器的操纵变量是采用载 热体即加热蒸汽； 而在某些场合，当被加热工艺介质的出口温 度较低，采用低压蒸汽作载热体

22、; 传热面积裕量又较大时，为了保证温度控制 平稳及冷凝液排除畅通，往往以冷凝液流量作为 操纵变量，调节传热面积，以保持出口温度恒定。 刘玉长刘玉长 15.2.2.2 常用换热器控制方案(简单) 为保证出口温度平稳，满足工艺生产的要求， 必须对传热量进行调节，传热量调节方法一般有 四种。 1-调节载热体的流量调节载热体的流量 2-调节传热平均温差调节传热平均温差 3-调节传热面积调节传热面积 4-将工艺介质分路将工艺介质分路 刘玉长刘玉长 (1)调节载热体的流量 通过控制载热体流量来调节传热量，使被加 热的工质温度满足工艺要求。这种方案最常用。 调节载热体的流量 刘玉长刘玉长 (2)调节传热平均

23、温差Tm 通过调节氨气量以改 变液氨压力与对应的 平衡温度，进而改变 间壁两侧流体的平均 温差达到控制工艺介 质出口温度的目的。 这种控制方案滞后较 小，反应迅速，应用 亦较广泛。 刘玉长刘玉长 (3)调节传热面积 这种方案通过控制凝 液排出量，从而改变 了浸泡在凝液中的发 热管换热面积，实现 传热量的调节。但是 这种方案滞后较大， 只有在某些必要的场 合下采用。 刘玉长刘玉长 (4)将工艺介质分路 一部分工艺介质经换热器，另一部分走旁路。该方 案实际上是一个混合过程混合过程，所以反应迅速及时，但载热 体流量一直处于高负荷高负荷下，这在采用专门的热剂或冷剂 时是不经济的。然而对于某些热量回收系

24、统，载热体是 某种工艺介质，总流量本来不好调节，这时便不成为缺 点了。 刘玉长刘玉长 15.2.2.3 常用换热器控制方案(复杂) 大多数情况下，当工艺介质较稳定时，采 用单回路控制就能满足要求，若还满足不了工艺 要求，则可以从方案着手，引入复杂控制系统， 如串级、前馈等。 刘玉长刘玉长 换热器出口温度串级控制方案 图(a)所示的蒸汽加热系统，当蒸汽阀前压 力波动较大时，可采用工艺介质出口温度与蒸汽 流量或蒸汽压力组成的串级控制系统，图(b)。 刘玉长刘玉长 换热器出口温度的变比值串级控制方案 变比值串级控制引入了工艺介质流量的前 馈信息，一方面：一方面：前馈作用可大大减少生产负荷 变化对出口

25、温度控制质量的影响，另一方面：另一方面：可 克服控制通道增益随负荷变化所造成的非线性， 从而更好地满足工艺生产的要求。 刘玉长刘玉长 15.3 加热炉燃烧过程控制 15.3.1 概述 加热炉加热炉是钢铁、冶金、玻璃、炼油、石油 化工等工业部门中典型的加热设备。它消耗的 燃料在工厂中占有很大的比例，有时一个炉子 甚至占全厂燃料耗量的一半以上。所以，加热 炉燃烧过程控制受到特别的重视。 在加热炉的许多控制系统中，燃烧控制是 最主要的，应满足节能降耗、防止环境污染等 的要求(最优燃烧区，大约在=1.02-1.10之间， 这时热效率最高，污染公害最小。)。 刘玉长刘玉长 空气过剩率与热效益、 公害关系

26、 保持系统在最优燃烧区内 运转，可望得到如下经济 效果： 减少排烟所含过量空气带 走的热损失，达到节能的 目的； 减少燃烧空气量和排风量， 可以节省通风机的动力费 用； 降低NO2的生成，减少空 气污染； 降低SO2生成，防止设备 腐蚀； 降低灰分，使除尘器小型 化并节省维护费用。 刘玉长刘玉长 15.3.2 比值串级控制 为了保证燃料与空气有一定的配比关系，一 般在燃烧控制中，常用的控制方案是比值串级调 节系统(特点适用场合) 。 比值串级系统与流量变化过程示意图 1-燃料流量 2-理想空气流量曲线 3-实际空气流量曲线 刘玉长刘玉长 15.3.3 交叉限幅串级控制 串级比值调节不能保持适当

27、的空气燃料比， 仅适用于稳态情况下燃烧控制。由于实际生产过 程的负荷不可能始终处于稳定状态，就要寻求更 好的燃烧控制方式，交叉限幅调节就是一种较好 控制方案。 刘玉长刘玉长 图15-27燃烧交叉限幅控制系统 在稳态时，这个系统 实质上是一个具有两 个并联副回路的串级 调节系统。其中，温 度回路作为主回路， 燃料流量回路和空气 流量回路并联作为副 回路。交叉限幅部分 (虚线框内所示)为的是 改善系统动态特性， 使得在动态过程中系 统也能在一定范围内 维持空气-燃料比。 刘玉长刘玉长 1) 燃料流量调节回路 图15-27左半部分，高值选择器和低值选择 器有两个重要的选择比较参数D、B，是根据实 测

28、空气流量信号FA算出来的。其中， D是不出现 缺氧燃烧，燃料流量的上限值，B是不出现过氧 燃烧，燃料流量的下限值： A2A1 11 (1) , (1)DFKBFK 空气过剩率；(=A0FFmax/FAmax) 理论空气量系 数，一般0.81.0。 A0为单位燃料所必须的理论空气量， FFmax、 FAmax分别为燃料与空气测量表上限。 K1、K2系数，为5%左右。 刘玉长刘玉长 信号选择关系 图15-27中炉膛温度调节器TC输出是系统要 求的燃料流量信号A。A和B经高值选择器得出信 号C，C和D再经低值选择器得出信号E。这就是 对应于要求的燃料流量信号A，为了维持最佳燃 烧，根据实测空气流量算

29、出的容许燃料流量信号 E。 注意： “要求燃料流量信号A”和“容许燃料流 量信号E” 在稳态时是相同的，在动态时是不同 的，这正是交叉限幅控制方式的独特之点。 刘玉长刘玉长 燃料流量控制回路信号选择关系图 刘玉长刘玉长 燃料流量控制过程 在正常状态下，BAD(见图中0t0段)，则燃料流量 设定值E=A，要求燃料流量信号本身就成为燃料流量设 定值。这时系统处于常规的串级调节方式。 当负荷急增，要求燃料流量的设定值E按不出现缺氧 燃料时燃料流量的上限值D而缓慢上升，见图t0t1段， 从而维持了适当的空气-燃料比。 当负荷稳定，空气流量重新适应，于是又恢复正常状 态BAD，E=A，见图中t1t2段。

30、 负荷急减，要求燃料流量信号A立即下降，仍由于空 气流量响应迟缓，使An2n3n4 2 2 2 1 QknkH 刘玉长刘玉长 当离心泵装在管路系统时，泵所提供的流量与压 头，应与管路所需的流量与压头相一致。如图15-31所 示，泵的出口压力必须与以下压头与阻力相平衡： (1) 将液体提升到一定高度所需的压头，即升扬高度hL， 这项是恒定的； (2) 管路两端静压差相应的压头hP，等于，其值也较为 平稳； (3) 管路摩擦损耗的压头hf，这项与流量的平方几乎成 比例； (4) 控制阀两端的压头hV，在阀门的开启度一定时，也 与流量的平方值成比例，同时还取决于阀门的开启度。 刘玉长刘玉长 v设HL

31、=hL+hP+hf+hV，则HL和Q的关系称为管路 特性。 v当系统达到平衡状态时，泵的压头H必然等于 HL，这是建立平衡的条件。从特性曲线上看， 工作点C必然是泵的特性曲线与管路特性曲线 的交点。工作点C的流量应符合预定要求，它 可以通过以下方案来控制。 管路特性 刘玉长刘玉长 (1)改变控制阀开启度，直接节流 v简便易行，缺点是在流量小的情况下，总的机 械效率较低。所以这种方案不宜使用在排出量 低于正常值30%的场合。 (a)流量特性 (b)控制方案 图15-32 直接节流 刘玉长刘玉长 (2)改变泵的转速 v采用这种控制方案时，在液体输送管线上不需要装设 控制阀，因此不存在项的阻力损耗，

32、相对说机械效率 较高，所以在大功率的重要泵装置中，有逐渐扩大采 用的趋势。但要具体实现这种方案，都比较复杂，所 需设备费用亦高一些。 FC 刘玉长刘玉长 旁路控制 v可用改变旁路阀开启 度的方法，来控制实 际排出量。 v方案简单，而且控制 阀口径比较小。对旁 路的那部分液体来说， 由泵供给的能量完全 消耗于控制阀，因此 总的机械效率较低。 刘玉长刘玉长 15.4.1.2容积式泵的控制 v容积式泵有两类：一类是往复泵，包括活塞式、 柱塞式等；另一类是直接位移旋转式，包括椭 圆齿轮泵、螺杆式等。由于这类泵的共同特点 是泵的运动部件与机壳之间的空隙很小，液体 不能在缝隙中流动，所以泵的排出量与管路系 统无关。往复泵只取决于单位时间内的往复次 数及冲程的大小，而旋转泵仅取决于转速。 图15-35 往复泵的特性曲线 刘玉长刘玉长 往复泵的控制方案 v改变原动机的转速。此法与离心泵的调转速 相同。 v改变往复泵的冲程，在多数情况下，这种控 制冲程方法机构复杂，且有一定难度，只有在 一些计量泵等特殊往复泵上才考虑使用。 v通过旁路控制。其方案与离心泵相同，是最 简单易行的控制方式。 v利用旁路阀控制，稳定压力，再利用节流阀 来控制流量，压力控制器可选用自力式控制器。 刘玉长刘玉长 往复泵出口压力和流量控制 刘玉长刘玉长 15.4.2 压缩机的控制 v压