一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种离心泵的调节阀非闭阀启动控制方法，本发明专利技术提供了离心泵在非闭阀状态下启动时的特性曲线，并给出了其调节阀开度与管路流量及离心泵功率之间的关系，给出了离心泵管路非闭阀启动状态时流量和功率精确控制的方法。根据本发明专利技术，可实现在特定的开度要求即流量要求下，检验功率是否符合要求，或者根据启动功率限制，计算出调节阀开度限制，从而实现提高效率、减少耗能和安全启动的目的。

A non closed start control method for the regulating valve of a centrifugal pump

The purpose of the invention is to provide a centrifugal pump valve non closed valve start control method, the invention provides the characteristic curve of centrifugal pump is started to close the valve operation, and gives the relationship between the valve opening and the pipe flow and pump power, given the non centrifugal pump pipeline close the valve to start state control method and power flow accurately. According to the invention, a specific opening requirement can be realized, that is, whether the inspection power meets the requirements under the flow requirement, or the limitation of the opening of the regulating valve is calculated according to the limitation of starting power, so as to improve the efficiency, reduce the energy consumption and start safely.

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法
本专利技术涉及一种调节阀功率控制方法，特别涉及一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法。
技术介绍
离心泵作为一种管路输送流体的重要设备，在现代工业、农业、生产生活中起着重要的作用。通常，对于中小型离心泵机组的启动不存在什么问题，而对于大型泵机组的启动则可能会引起很大的冲击电流，影响电网的正常运行。而且，由于大型离心泵机组惯性和阻力矩大，有时会使造成启动困难。一般离心泵的轴功率在关死点最小，大约是额定功率的30％-90％，随着流量的增加功率也增大。因此对于离心泵管路，一般采用关阀启动方式。对于关阀启动方式，虽然启动功率小，但是相较于开阀启动，其出水效率低，耗能大，且对于开阀时机把握也比较困难，而全开阀启动又容易造成轴功率过高。因此，研究一种介于两者之间的离心泵的调节阀非闭启动控制方法，对于追求精确控制和强调效率的现代泵管路控制系统是有必要的。经检索，与本专利相关的专利有：在出口阀门开启状态下启动离心泵的方法(公开号：CN102828971A)，该专利提供了一种阀门全开状态下，离心泵启动方法。但该专利并未涉及到阀门非闭状态下，离心泵启动控制方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术涉及一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法。本专利技术对于离心泵管路在调节阀非闭时的流量和功率控制是一种非常有效的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：对于离心泵管路，关闭调节阀时从静止状态逐渐增速，转矩按与转速成平方的关系到达额定转速，此时的转矩为对应泵关死点轴功率的转矩，之后转速不变。随着调节阀的打开，流量增加，转矩也逐渐变化。启动过程转矩变化如图1所示，M1是克服静止摩擦力转矩，其值一般小于额定转矩的30％。启动之后随转速增加，转矩增加到M2(关死点转矩)，而后流量增加到额定转矩M3。而对于阀门全开时，离心泵的启动过程如图2所示，其转矩变化如图中ABCE，在转速为n1时，已经开始送水，当转速达到额定转速时，已达到额定流量，此时转矩为额定转矩M3。比较两种启动方式，显然开阀启动转矩大于闭阀，也就是开阀功率大于闭阀功率。如果能基于实际需要，合理调节开机阀门开度，精确控制开机功率，显然是一种更加经济的方法。根据泵机组启动过程中，各种转矩之间满足的关系：M＝M机阻+M水阻+M加速式中：M—电动机转矩；M机阻—在启动过程中，由于各种机械摩阻(如轴承、填料等)形成的阻力矩；M水阻—在启动过程中，由于各种水力摩阻形成的阻力矩；M加速—在启动过程中，机组的加速转矩。M水阻是在关阀启动时，由叶片对水的作用力矩，圆盘摩擦力矩，以及水流撞击、涡流等形成的力矩组成的。在开阀启动时还有水流和过流部分摩擦形成的力矩M水流。对于图1和图2中，M2＝M机阻+M水阻+M加速，M3＝M机阻+M水阻+M加速+M水流，M4＝M水流。关死点转矩M2和额定转矩M3可以通过泵的特性曲线得出。M4即M水流的大小与流量大小成正比，因此可以通过调节阀开度调节流量大小，精确控制M4的大小，从而精确控制开机功率。如图3所示，当调节阀选择非闭启动时，其转矩变化如图中ABCF,点F的转矩根据流量大小可以根据调节阀开度计算得出，点F的转速为额定转速，因此点F的功率可以计算得出。曲线位于开阀和闭阀启动之间，且实现了根据调节阀开度控制实现阀门非闭启动下，泵机组对于开机功率的精确控制。附图说明图1是本专利技术一个实施例的闭阀启动转矩变化图。图2是同一实施例的全开阀启动转矩变化图。图3是同一实施例的非闭阀启动转矩变化图。图中：M1是克服静止摩擦力转矩；M2是关死点转矩；M3额定转矩；M4是水流和过流部分摩擦形成的力矩。具体实施方式本专利技术提供了“一种离心泵的调节阀非闭阀启动控制方法”。其实现了离心泵开机启动时对于转矩及功率的精确控制，实现了提高控制效率、减小耗能和安全运行的目的。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行介绍。如图1所示，对于闭阀的离心泵启动过程，刚启动后转矩稍下降，而后转矩与转速成平方比例增加到D点。打开阀门后流量增加，转矩缓慢增加到额定转矩M3。如图2所示，对于阀门全开时，离心泵的启动过程如图2所示，其转矩变化如图中ABCE，在转速为n1时，已经开始送水，当转速达到额定转速时，已达到额定流量，此时转矩为额定转矩M3。比较两种启动方式，显然开阀启动转矩大于闭阀，也就是开阀功率大于闭阀功率。如果能基于实际需要，合理调节开机阀门开度，精确控制开机功率，显然是一种更加经济的方法。根据泵机组启动过程中，各种转矩之间满足的关系：M＝M机阻+M水阻+M加速式中：M—电动机转矩；M机阻—在启动过程中，由于各种机械摩阻(如轴承、填料等)形成的阻力矩；M水阻—在启动过程中，由于各种水力摩阻形成的阻力矩；M加速—在启动过程中，机组的加速转矩。M水阻是在关阀启动时，由叶片对水的作用力矩，圆盘摩擦力矩，以及水流撞击、涡流等形成的力矩组成的。在开阀启动时还有水流和过流部分摩擦形成的力矩M水流。对于图1和图2中，M2＝M机阻+M水阻+M加速，M3＝M机阻+M水阻+M加速+M水流，M4＝M水流。关死点转矩M2和额定转矩M3可以通过泵的特性曲线得出。M4即M水流的大小与流量大小成正比，因此可以通过调节阀开度调节流量大小，精确控制M4的大小，从而精确控制开机功率。如图3所示，当调节阀选择非闭启动时，其转矩变化如图中ABCF,点F的转矩根据流量大小可以根据调节阀开度计算得出，点F的转速为额定转速，因此点F的功率可以计算得出。调节阀对于流量的调节满足方程：式中：Wt是实测流量；Wt，qw是实际压差下全开流量；Gs是阀门理想流量特性；Kv是流量系数；ΔP是工作条件下阀门两端压力差；R是阀门可调比；L是阀门相对开度；f函数根据调节阀阀芯类型而变。离心泵功率与转矩、转速的关系满足：P＝M·n/9550式中：P是功率；M是转矩；n是转速。在本实施例中M＝Wt/Q额定·(M3-M2)+M2式中：Q额定是离心泵额定流量。因此，F点的功率为例如，对于一等百分比阀芯的调节阀，Kv＝50，R＝50，G＝R(L-t)。若相对开度L＝0.3，即G＝50(0.3-1)＝0.065，若阀门两端压力差为ΔP＝300K两端，关死点扭矩M2＝15N·M,额定扭矩M3＝25N·M，额定转速为n＝1200rpm，额定流量Q额定＝86.6m3/h,则此时F点功率为其它开度对应的额定转速下的泵启动功率也同样可以如上计算得出，而对于非额定转速下，即转速未达额定转速时，对应点的功率同样可以根据全开阀和闭阀两种状态下对应转矩计算，计算方法同样如上，M2′分别为对应某一非额定转速下离心泵开阀、闭阀启动转矩。因此，反之对于开机功率要求比较高，或者对于开机流量要求较高的离心泵管道，可以利用上述方法控制调节阀开度实现目的。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本专利技术的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本专利技术的保护范围,凡未脱离本专利技术技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法，其特征在于：在离心泵启动时，保持调节阀一定的开度，根据具体要求实现对于离心泵管路非闭阀启动状态下流量和功率的精确控制，从而实现提高效率、减少耗能和安全启动的目的。

【技术特征摘要】
1.一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法，其特征在于：在离心泵启动时，保持调节阀一定的开度，根据具体要求实现对于离心泵管路非闭阀启动状态下流量和功率的精确控制，从而实现提高效率、减少耗能和安全启动的目的。2.根据权利1所述的一种离心泵的调节阀非闭启动控制方法，其特征在于：调节阀对于流量调节满足其中Wt是实测流量；Wt，qw是实际压差下全开流量；Gs是阀门理想流量特性；Kv是流量系数；ΔP是工作条件下阀门两端压力差；R是阀门可调比；L是阀门相对开度；f函数根据调节阀阀芯类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣生，陈靖，杨爱玲，
申请(专利权)人：江苏国泉泵业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32