[发明专利]工业循环水泵组运行特性及运行能效分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析多变工况下工业循环水系统水泵及泵组运行特性和运行能效的分析装置。

背景技术

水泵作为流程工艺系统输配的动力装置，必须能够保证对应工艺流程，能够在多变的工况条件下正常运行。在既有的流程输配管控系统中，输配系统的设计，均根据多年一遇的不利工况，以保证同一流程中水力特征最不利用户的需求为前提，来开展的。为使系统安全顺行，设计时一般都保有10~20%的设计安全余量。另一方面，在用户提出设计的要求时，一般又会根据对应工艺流程的特征，预留出相当的发展空间。这两种理念，都直接造成水泵和输配系统的设计余量较大，这也是流程输配过程中出现大马拉小车的一个重要原因。

随着国家可持续性发展国策的严格执行，如何使流程系统能够实现按需供给，已成为决定企业生存和发展的重要环节。因此，给定的动力系统，需要根据流程荷载强度和环境工况的变化，对水泵的运行，进行高效的控制。对于给定的动力系统，水泵变频及泵组优化群控，成为企业流程优化运行的基本控制策略。这就直接导致水泵及泵组，需要实现不同工况下的匹配运行。对于企业和现场运行方而言，如何直观客观地掌控，多变工况下水泵的运行特性和运行能效，已成为亟待解决的重要问题。

关于水泵及泵组运行的已知参数，无非是额定工况下，水泵的工频运行特性：水泵扬程随流量的变化、水泵运行效率随流量的变化，以及水泵轴功率随流量的变化。这种变化曲线一般都采用，基于系列实验室实验的离散数据点的连接。而实际运行过程中，其运行特性和运行能效的变化的分析，即便是对于单泵的工频及额定工况条件下，也往往并不存在直观分析的模型。更无法提及对整个泵组，在复杂多变流程荷载、环境工况，以及复杂的组合形式下，运行特性和运行能效的实时监测和连续分析。

实际运行过程中，为了保证主体工艺流程的安全顺行，运行方则一般采用工频运转加出口阀门调节，总管恒压的运行策略。一旦泵组投入运行，一般不再进行匹配工况的优化运行调节。这种传统粗放的运行管理方式，从使用的角度，造成优化开展后，水泵及泵组运行特性难以分析的问题。或者说，现有的工业循环水系统，对于水泵的运行不进行也无法进行运行特性和能效的持续监测和分析。

即便是在水泵变频技术日渐成熟的大环境下，关于变频后水泵的运行特性和运行能效的分析，也往往只是根据，变频相似定律粗略的、基于离散设计特性的人为简单的判定，而根本无法连续地、直观地开展对水泵运行特性和运行能效的实时监测和连续分析。多变工况下，泵组中，不同水泵的并联及变频并联运行，大大增加了泵组并联运行特性分析的难度。而对于整个工艺流程而言，多变工况下，对水泵及泵组运行特性，实时直观客观地监测和连续地分析，是系统运行管理以及运行优化的基础环节，是减少系统运行管理和优化对人为经验依赖性的根本途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业循环水泵组运行特性及运行能效分析装置，以解决现有的工业循环水系统对于水泵的运行无法进行运行特性和能效的持续监测和分析的问题。

本发明技术方案如下：

水泵及泵组运行特性和运行能效的变化状况，可以根据对应的后台数据库来开展。包括水泵特性分析水泵特性服务器（计算机）、基本数据采集系统（传感器、A/D转换器）、通信系统（远程服务）及辅助设施（线缆、数据线接头等）、水泵运行特性数据库、数据交互系统及数据接口。在数据接入的基础上，可完全独立运行。根据实际流程的状况，该装置也可以作为在原有监控系统上，衍生出的独立功能模块。

本发明一种工业循环水泵组运行特性及运行能效分析装置包括水泵特性模型库（A）和水泵及泵组运行能效模型库（B），

所述水泵特性模型库（A）包括工频水泵运行特性模型库（A1）、水泵变频运行特性模型库（A2）、泵组并联及并联变频特性模型库（A3），所述水泵及泵组运行能效模型库（B）包括泵组能效单元（B1）、水泵单机运行能效模型库（B2）和水泵泵组运行能效模型库（B3），在多变工况下进行运行能效变化的监测和分析；过程如下：

1.水泵及泵组基本特性数据的输入

2.各传感器模块读取水泵运行的基本参数

传感器集合包括流量传感器、阀位传感器、压力传感器、水泵频率传感器、电机电流读取装置、主流程监控传感器、环境工况传感器、水泵特性服务器，流量传感器、阀位传感器、压力传感器、水泵频率传感器、电机电流读取装置、主流程监控传感器和环境工况传感器分别与水泵特性服务器相连。

3. 模型库建立