离心泵操作制造技术

示例包括用于控制液压泵送系统的方法，该系统包括在功能点处操作的离心泵。该方法使用离心泵在功能点的参数和离心泵的线端特性来确定更新的NPSH

【技术实现步骤摘要】
离心泵操作


[0001]本专利技术涉及一种用于控制液压泵送系统的方法。特别地，本专利技术涉及避免离心泵中的气蚀现象。

技术介绍

[0002]离心泵是使用马达将旋转动能转换成流体的流体动力能的泵。流体例如通过离心泵的吸入法兰进入，并被叶轮的多个叶片加速。
[0003]离心泵在使用过程中可能会经历气蚀现象。气蚀可以包括两个步骤：
[0004]‑
第一步骤，由于流体压力降低导致其蒸发，在叶轮眼处产生水蒸气气泡，
[0005]‑
第二步骤，由于流体压力增加导致气泡凝结，离心泵的芯内的蒸汽气泡发生内爆。
[0006]气蚀尤其是蒸汽气泡内爆会导致离心泵的机械损坏、噪音和振动，从而导致永久性损坏。事实上，气蚀会缩短泵的寿命，增加维护成本。此外，当气蚀现象出现时，与泵额定操作相比，泵马达在确定速度下的功率可能会降低。
[0007]可以考虑一些解决方案来保护离心泵免受气蚀。
[0008]例如，一种解决方案是将泵的入口压力与阈值进行比较，并在入口压力低于阈值时发出警报。然而，阈值并不对应于导致气蚀的实际入口压力。
[0009]另一种解决方案是通过根据马达速度监控马达功率来检测气蚀，并且当检测到显著功率下降(即检测到气蚀)时，减慢泵的马达速度。然而，这种解决方案意味着在减慢马达速度以消溶该现象之前，气蚀确实出现了，从而导致泵的损坏。
[0010]另一种解决方案是在离心泵的功能点上可用净正吸入压头(以下称为“NPSH
a”)大于所需净正吸入压头(以下称为“NPSH
r”)。NPSH
r
和NPSH
a
都对应于离心泵吸入法兰处的压力。NPSH
r
通常由制造商计算，是泵特性，而NPSH
a
由泵用户计算并取决于液压系统。NPSH
r
使得在离心泵的功能点处，如果NPSH
a
值大于NPSH
r
，则气蚀不应出现或不应损坏离心泵。
[0011]然而，在离心泵的寿命期间，随着泵的液压参数随时间变化，制造商提供的NPSH
r
曲线变得越来越不可靠，NPSH
r
曲线设计取决于液压参数。因此，从长远来看，即使在NPSH
a
大于制造商提供的NPSH
r
的情况下，也可能出现导致不可挽回的损坏的气蚀。

技术实现思路

[0012]因此，本公开的一个目的是提出一种用于控制液压泵送系统的方法，以避免出现导致损坏的气蚀，特别是在使用过的离心泵的情况下。
[0013]另一个目的是允许检测离心泵的当前或未来气蚀，以便发出警报。
[0014]为了达到这些目的，本公开提出基于离心泵在其寿命期间的液压参数的演变和离心泵的线端特性来确定离心泵的适应NPSH
r
值。适应NPSH
r
值是指根据离心泵在其使用寿命期间液压参数的演变的NPSH
r
的更新值。因此，为了防止离心泵在使用寿命的每一时刻发生气蚀，适应NPSH
r
值可以代替离心泵是新的时计算的NPSH
r
值。
[0015]本公开描述了一种用于控制液压泵送系统的计算机实现的方法，该系统包括在功能点处操作的离心泵，该方法包括：
[0016]‑
估计离心泵的吸入压力，其表示离心泵的入口点处的压力；
[0017]‑
估计离心泵的排出压力，其表示离心泵的出口点处的压力；
[0018]‑
基于吸入压力和排出压力计算离心泵的当前压头；
[0019]‑
基于与系统中离心泵的功能点相关的特定功能参数的值和离心泵的线端特性来确定理论压头；
[0020]‑
计算当前压头和理论压头之间的压头差；以及
[0021]‑
基于压头差和线端特性，为功能点确定离心泵的适应净正吸入压头要求值aNPSH
r
。
[0022]这种控制方法允许在泵的寿命期间实时确定与其液压参数相适应的离心泵的适应NPSH
r
值。适应NPSH
r
值允许泵用户防止离心泵遭受气蚀，或者至少在离心泵的寿命期间预测气蚀。
[0023]可选地，特定功能参数是离心泵的马达功率或离心泵的流量中的一个。
[0024]这些参数允许利用液压泵送系统中容易获得的离心泵数据来实现控制方法。实际上，流量可以由流量计测量，马达功率可以由变速驱动器估计，或者可以基于能量计的测量来估计。
[0025]可选地，线端特性包括多个表示，每个表示与离心泵的特定速度相关，每个表示将第一相应参考参数的值与第二相应参考参数的值相关，第一相应参考参数不同于第二相应参考参数。
[0026]这种表示允许确定离心泵的液压参数的演变和在新的离心泵状态和执行该方法时离心泵状态之间的NPSHr值的演变。
[0027]可选地，第一或第二参考参数之一对应于特定功能参数。
[0028]对应于特定功能参数的这种参考参数允许以直接方式确定在执行该方法时新离心泵和离心泵之间的离心泵的液压参数演变，而不必进行转换。
[0029]可选地，第一或第二参考参数对应于离心泵的马达功率、离心泵的流量、离心泵的所需净正吸入压头NPSH
r
或离心泵的压头中的一个。
[0030]这种第一和第二参考参数允许确定：
[0031]‑
基于离心泵的流量或马达功率的压头差，
[0032]‑
基于离心泵的压头、流量或马达功率的NPSH
r
值。
[0033]可选地，特定功能参数是离心泵的功能流量，多个表示包括将流量值与压头值相关的压头表示，以及将流量值与NPSH
r
值相关的NPSH
r
表示，
[0034]其中确定理论压头包括基于离心泵的功能流量选择压头表示的压头值；
[0035]并且其中确定aNPSH
r
值包括基于离心泵的功能流量选择NPSH
r
表示的NPSH
r
值。
[0036]这种实施例允许基于离心泵在功能点处的流量确定适应NPSH
r
值。
[0037]可选地，特定功能参数是离心泵的功能马达功率，多个表示包括将马达功率值与压头值相关的压头表示和将马达功率值与NPSH
r
值相关的NPSH
r
表示，
[0038]其中确定理论压头包括基于离心泵的功能马达功率选择压头表示的压头值；并且
[0039]其中确定aNPSH
r
值包括基于离心泵的功能马达功率选择NPSH
r
表示的NPSH
r
值。
[0040]这种实施例允许基于离心泵在功能点处的马达功率确定适应NPSH
r
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制液压泵送系统(1)的计算机实现的方法，该系统(1)包括在功能点处操作的离心泵(2)，该方法包括：
‑
估计(110)离心泵(2)的吸入压力(Ps)，其表示离心泵(2)的入口点处的压力；
‑
估计(120)离心泵(2)的排出压力(Pd)，其表示离心泵(2)的出口点处的压力；
‑
基于吸入压力(Ps)和排出压力(P
d
)计算(130)离心泵(2)的当前压头(HMT
p
)；
‑
基于与系统(1)中离心泵(2)的功能点相关的特定功能参数(fp)的值和离心泵(2)的线端特性来确定(140)理论压头(HMT
th
)；
‑
计算(150)当前压头(HMT
p
)和理论压头(HMT
th
)之间的压头差以及
‑
基于压头差和线端特性，为功能点确定(160)离心泵(2)的适应净正吸入压头要求值aNPSH
r
值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定功能参数(fp)是离心泵(2)的马达功率或离心泵(2)的流量中的一个。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述线端特性包括多个表示(R)，每个表示与离心泵(2)的特定速度(ω
s
)相关，每个表示(R)将第一相应参考参数(rp1)的值与第二相应参考参数(rp2)的值相关，第一相应参考参数不同于第二相应参考参数。4.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述第一或第二参考参数中的一个对应于特定功能参数。5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，其中，所述第一或第二参考参数对应于离心泵(2)的马达功率、离心泵(2)的流量、离心泵(2)的所需净正吸入压头NPSH
r
或离心泵(2)的压头(HMT)中的一个。6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所述特定功能参数(fp)是离心泵(2)的功能流量，所述多个表示(R)包括将流量值与压头(HMT)值相关的压头/流量表示(R
H/f
)和将流量值与NPSH
r
值相关的NPSH
r
/流量表示(R
NPSHr/f
)，其中，确定(140)理论压头(HMT
th
)包括基于离心泵的功能流量选择(341)压头/流量表示(R
H/f
)的压头值(HMT)；并且其中，确定(160)aNPSH
r
值包括基于离心泵的功能流量选择(161)NPSH
r
/流量表示(R
NPSHr/f...

【专利技术属性】
技术研发人员：K埃贾布劳伊，
申请(专利权)人：施耐德东芝换流器欧洲公司，
类型：发明
国别省市：